目前我國農藥殘留監測結果數據庫已具雛形，31個省會/直轄市市售水果蔬菜農藥殘留狀況可一覽無余，將促使我國食品安全狀況大大改觀。
吃水果怕有農藥，買蔬菜也怕有農藥，“談農藥色變”成為當下中國比較普遍的現象，完全禁止農藥的使用并不現實，研究出一套科學的農藥殘留監測體系是當務之急。
記者獲悉，中國工程院院士、中國檢驗檢疫科學研究院研究員龐國芳團隊圍繞世界常用的1200多種農藥和化學污染物展開研究，在高分辨質譜技術＋互聯網與數據科學、地理信息多元融合技術研發等3個方面取得了原創性突破，實現了農藥殘留監測技術信息化、監測大數據處理智能化及風險溯源可視化，并達到世界先進水平。
在上述多元融合技術的支持下，目前我國農藥殘留監測結果數據庫已具雛形，31個省會/直轄市市售水果蔬菜農藥殘留狀況可一覽無余。“這將促使我國食品安全狀況大大改觀。”龐國芳告訴記者，這項工作不只是食品安全問題，還關系到國泰民安、國家形象。
每種農藥都有電子身份證
實踐證明，農藥在保護農作物生長、提高農作物產量、保障農產品儲存質量等方面起到了至關重要的作用。但由于其生物活性，殘留農藥對食品安全、生態環境的影響不可避免，也使農藥飽受詬病。
事實上，并不只有中國使用農藥，歐盟、美國、日本等國都在使用。相比較而言，他們均建立了較完善的法律法規和殘留監控體系，制定了農產品中農藥最大殘留限量。
據悉，農藥最大殘留限量是食品安全標準，也是國際貿易進出口的門檻，更是食品安全監控體系的重要標準之一。
龐國芳介紹，目前歐盟、美國和日本已制定的農藥最大殘留限量標準分別為162248項、39147項和51600項。今年6月，我國實公布的新版《食品安全國家標準——食品中農藥最大殘留限量》，但僅規定了食品中433種農藥的4140項最大殘留限量標準。
我國作為農業大國，是世界上農藥生產和消費比較高的國家。數據顯示，2000~2015年我國化學農藥原藥產品從60萬噸／年增加到374萬噸／年，農藥化學污染物已經是當前食品安全源頭污染的主要來源之一。
龐國芳團隊研究發現，我國“菜籃子”中殘留農藥風險隱患依然不能忽視，高劇毒和違禁農藥仍有檢出。“我國尚未形成有嚴格系統法律法規做保障的殘留監控體系。”
作為農藥殘留監控體系的重要支撐技術手段，監測方法的科學性和可操作性被看作是確保殘留監控體系有效運轉的基石和保障。
據介紹，目前歐盟、美國和日本農藥殘留監控體系采用的監測技術多為氣相色譜和液相色譜技術，以及低分辨質譜聯用技術。近年來，發展起來的高分辨質譜是質譜技術的一種，逐漸成為農藥殘留非靶向篩查的發展方向，近年來其應用數量顯著增加，常見的高分辨質譜包括傅里葉變換離子回旋共振質譜、四極桿—飛行時間質譜等。
記者在采訪中了解到，龐國芳團隊采用液相色譜—四極桿—飛行時間質譜和氣相色譜—四極桿—飛行時間質譜研究，開發了世界常用1200多種農藥和化學污染物的一級精確質量數據庫、二級碎片離子譜圖庫。
在此基礎上，他們為1200多種農藥和化學污染物的每種都建立了一個自身獨有的電子身份證，實現了農藥殘留的檢測，以電子標準取代農藥實物標準作參比的傳統鑒定方法，并實現了農藥殘留由靶向檢測向非靶向篩查的跨越式發展。
“其檢測能力遠遠超過了目前歐盟、美國和日本農藥殘留監測技術的實力，從而大大提高農產品質量安全保障能力。”龐國芳告訴《中國科學報》記者。
據悉，這項新技術檢測的水果蔬菜種類覆蓋范圍達到18類150種，其中85%屬于國家農藥最大殘留限量標準列明品種，緊扣國家標準反映市場真實情況。
農藥殘留報告實現“一鍵下載”
但問題隨之而來，鑒于非靶標農藥殘留偵測技術的高度數字化、信息化和電子化，產生了海量分析數據，向傳統數據統計分析方法提出了挑戰，急需建立新的大數據的采集、傳送、統計和智能分析系統。
龐國芳團隊圍繞食品農藥殘留檢測數據分析中目前難以解決的數據維度多、數據關系復雜、分析要求高等難題，在深入分析農藥殘留檢測數據特征和分析需求的基礎上，做出了多項具有創新性的工作，為農藥殘留偵測結果的判定提供了標準依據。
比如，解決了“多國最高殘留量標準—農產品分類—千余種農藥特性”的關聯存儲與查詢關鍵技術；提出了面向農藥殘留檢測數據的多維度交叉分析方法、農藥殘留污染綜合評價與預警模型；建立了多國農藥殘留最高限量標準等四大基礎數據庫，實現了農藥殘留基礎數據的關聯存取與調用。
與此同時，龐國芳團隊自主研發了農藥殘留數據采集系統，構建了農藥殘留偵測結果數據庫。
“我們提出了‘數據獲取—信息補充—衍生物合并—禁藥處理—污染等級判定’的數據融合與處理模型，實現了對農藥多殘留檢測結果數據進行快速在線采集、融合。”龐國芳告訴記者。
隨后，再參照多國農藥殘留限量標準的精準判定，實現了農藥殘留偵測結果數據庫的動態添加與實時更新，為國家食品安全決策提供了科學數據支持。
值得一提的是，龐國芳團隊自主研發的農藥殘留海量數據智能分析軟件，實現了從農產品、農藥、地域、多國農藥殘留最高限量標準等多維度進行的20項農藥殘留指標的自動統計和5項報表的自動生成，以及根據統計結果的綜合評價和預警信息的自動生成，最終實現“一鍵下載”。
龐國芳介紹，一本圖文并茂的農藥殘留偵測報告30分鐘自動生成，大大提高了偵測報告的精準度，“其制作效率是傳統分析方法不可想象的，為國家農藥殘留大數據分析提供了有效工具”。
風險溯源像氣象預報一樣
農藥殘留檢測目的是什么？“農藥殘留檢測就是要實現風險的溯源。”龐國芳表示，通過高分辨質譜＋互聯網＋地理信息系統三元融合技術，可實現農藥殘留風險溯源的視頻化。
據介紹，其具體操作是：將農藥殘留數據與地理數據相關聯，完成了農藥殘留數據驅動方式下地圖的新應用。其研發的核心技術包括：第一，從多空間分辨率，全國—省級—地市級多尺度表達農作物農藥殘留特征；第二，按照不同農產品類型對各類農藥殘留特征進行統計分析與制圖；第三，反映各類農藥殘留在空間上和農作物類型上的分布特征與數量指標；第四，參照中國、歐盟和日本等多國農藥殘留最高限量標準，按地區和農產品種類展現農藥殘留超標情況。
“采用多元技術融合，設計編制了目標農藥—食品名稱—食品產地等多維空間特征的可視化系統。”龐國芳說。
目前已形成兩個產品，分別是“31個省會/直轄市市售水果蔬菜農藥殘留水平地圖集”和“31個省會/直轄市市售水果蔬菜農藥殘留在線制圖系統”。
針對后者，龐國芳形象地介紹道，可以像氣象預報一樣，實現農藥殘留的在線預報，讓食品安全監管前移，預防為主。
在龐國芳看來，這實現農藥殘留檢測、溯源和預警三個關鍵點的“智慧一張圖”管理，為產業自律、政府監管和第三方監督提供了基于空間可視化的科學數據支撐。
此外，還構建了面向“全國—省—市（區）”多尺度的開放式專題地圖表達框架，既便于現有數據的匯聚，也實現未來數據的動態添加和實時更新。
據介紹，高分辨質譜＋互聯網＋地理信息系統三元融合技術將地理信息、互聯網海量數據分析方法引入農藥多殘留同時偵測、檢測結果的可視化以及在非靶向農藥殘留檢測品種數量上均居國際領先水平。
龐國芳還希望，未來能夠創建國家市售食用農產品農藥殘留監控工程研究中心和中國市售食用農產品農藥殘留數據庫，并將農藥殘留數據庫產生的“31省會／直轄市農藥殘留偵測報告”納入國家購買計劃，“盤活龐大的數據庫，使之轉變為先進的生產力”。
據悉，這項研究是供給側結構性改革在農藥殘留檢測技術領域的一個重要突破，為落實國家“十三五”規劃綱要中“增強農產品質量安全保障能力”和“推進健康中國建設”的需求，將發揮重要的技術保障作用。
