农产品农药残留主要检测方法及其研究进展

金 秋

（安徽省池州市青阳县木镇镇农业服务站，安徽池州 242803）

我国作为人口大国，食品安全关乎消费者的核心利益，对于构建和谐社会意义重大。近年来食品安全事件频发，不仅给社会带来了风险及不利影响，并且影响了公众消费信心。因此，如何解决食品生产中的安全问题，保障食品质量安全，已经成为当今急需解决的重要问题。

农产品在我国食品消费市场中占据主导地位，在农产品从生产到销售的过程当中，农药的施用无可避免。目前全球化学农药的品种已经达到了1400多种，常用的约40种，包括除草剂、杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂等。在食品消费市场的农产品中，农药残留是影响其质量安全的主要因素，农产品的农药残留主要来源于生产过程中施用农药造成的直接污染。某些农药被施用后，无法在短时间内被完全分解，最终会以农药残留的形式直接在植株、水体环境、田间土壤和大气中残存，通过农产品、空气或自然界水体等经过食物链逐级富集，最终进入人体，对人类健康构成威胁。

1 农药及其残留原因

目前常用的农药中，有些品种可在短时间内被全部降解，最终产物无毒无害，而有些农药的降解非常困难，且具有强残留、重危害的特点，这些农药主要残留于农作物植株内、田间土壤、自然界水体等。其残留的方式有以下两种：①保持原化学结构；②进行化学转化或者被部分降解后残存[1]。如有机砷、汞等农药和其代谢产物无法降解，会残留于土壤、植株内及水体中，目前已被禁止使用；DDT、六六六等农药降解得到的产物虽然毒性较低，但是性质非常稳定，在自然界中半衰期长，能够在人体内的脂肪中不断累积，让残毒持续增加，也具有较大危害；而氨基甲酸酯、有机磷类的农药具有不稳定的特性，在农业生产过程中容易分解，但一些品种本身毒性较高，若将这部分农药施用在生长周期较短或可连年采收的蔬菜上，就有可能导致农药残留超标。此外，施药的方法、田间土壤酸碱度和有机质含量的高低、当地气候条件、植被覆盖情况和环境中微生物种类等一系列因素都会影响到整个环境中农药的残留类型及残留含量。

2 农药残留的危害

对人们而言，食用农药残留超标的农产品会直接影响身体健康；对农业种植环境而言，农药残留超标则意味着环境污染，会对农业生产造成不利影响；对农产品贸易和监管而言，农药残留超标会对国际贸易和国内市场造成冲击，阻碍社会经济发展和社会稳定[2]。

2.1 农药残留对人体的影响

若消费者食用农药残留毒性过大的食品，则可能会发生急性中毒的现象。长时间摄入农药残留超标的食品，食用者虽不会在短时间内出现中毒现象，但仍然可能造成慢性中毒，从而引发一系列的疾病，严重时还会影响生育。根据相关文献报道，目前消费市场中95%以上的果蔬产品在生产中都需要使用化学农药，残留的农药主要为氨基甲酸酯类和有机磷类农药，其危害主要有以下3点：①当含有残留农药的食品进入人体之后，需要肝脏进行吸收和氧化分解，若长期食用这类食物，肝脏需要持续分解毒素，导致肝脏负担过重，从而诱发肝脏损伤；②残留农药中的一些成分可能会诱发癌症；③有些残留农药可以经血液循环透过血脑屏障，对中枢神经系统和周围神经系统造成直接伤害，致使人体器官功能衰退，引发严重并发症。

2.2 农药残留对出口贸易的影响

当前全球农产品出口市场供大于求，各国对农产品质量安全的要求持续提升，尤其是部分发达国家，农药残留的相关检测标准十分苛刻，形成了“绿色壁垒”，这些国家会通过限制农产品的进口，保护本国的农业产业。据统计，我国每年因农药残留问题造成的农产品出口损失约占总量的20%，金额十分庞大[3]。

3 农药残留检测技术

大量农药的违规使用对环境造成了严重影响，同时也正在危及人类的健康，许多国家规定了食物中各种农药最大残留限量（Maximum Residue Limit，MRL），农药残留检测已成为世界各国农药管理中的必要环节。同时，新品种的农药不断涌入市场，对农药残留检测的低限要求越发严苛，因此需要更为灵敏、准确、高效的检测技术，提高检测精度，缩短响应时间，提高仪器自动化程度，提高现场检测能力[4]。

农药残留检测主要分为实验室检测和快速检测，实验室检测常用的方法有质谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等，具有适用范围广、分离效能高、灵敏度高、重复性好、选择性强、可同时进行多残留分析且定性定量准确等优点，已成为农药残留检测不可或缺的常规手段。但上述方法同样存在专业性强、前处理及操作复杂、检测成本昂贵等缺点，而且由于检测设备庞大，对检测环境要求较高，因此无法满足样品现场快速检测的要求，这就迫使人们开发出一些操作方便快捷、结果准确的快速检测技术，如目前被广泛应用的免疫分析法、酶抑制法等。

3.1 波谱分析检测技术

3.1.1 一般波谱分析检测技术

波谱法可以对商品中是否含有农药进行检测。这种检测方式灵敏度不高，在检测的过程当中存在诸多的干扰因素，导致假阴性频发，可通过增加分光光度计等仪器配合检测，对此方法进行优化，提高检测的灵敏度。但波谱检测法在同一次检测过程中，只能对一类样品进行农药残留的检测，一般只用来对样品进行粗选，其他具体指标的测定还需要结合其他的技术来完成。

3.1.2 直读光谱分析检测技术

直读光谱分析检测技术在检测环节中需要的样品量非常少，且检测的灵敏度很高，为开发具有高灵敏性能的检测仪器提供了良好的基础，有着良好的应用前景。

3.2 色谱分析检测技术

3.2.1 薄层色谱分析检测技术

薄层色谱分析检测技术比较成熟，检测速度快，且应用广泛，在农药残留检测中有独到的用处，既能够成为分离的技术手段，又可以进行定性和定量的分析。在该检测技术中，薄层上离析的理化过程不受物质的限制，因此其在方法设定和实际检测中灵活机动，适于检测多种类型的样品。在对多种残留进行具体的检测过程中，需要事先利用溶剂将有机磷农药提取出来，然后对其进行纯化和浓缩，再将得到的产物进行分离，分离环节完成之后将其在硅胶板上分离展开，显色后与标准的有机磷农药进行Rf值比较，实现定性测定[5]。

3.2.2 气相色谱分析技术

气相色谱分析技术操作便捷，检测速度快，分离效能及灵敏度高，应用范围广阔，目前在农残检测中占比达到了70%，是最为典型的检测方法。利用这种方法进行检测，可以使多种农残样品依次进样，得出定性和定量测定结果，配合高性能检测器还可以加快分析的速度，提高检测结果的准确率。在该方法的应用过程中，关键点是对检测器进行合理选择，检测器应具备高灵敏度和稳定性、重复性好、响应速度快、造价低且操作安全等特点。

3.2.3 高效液相色谱分析技术

高效液相色谱分析技术能够分离检测离子型农药残留，对于不易气化和易受热分解的农药残留检测尤为适用。随着二极管阵列检测器的开发和使用，检测范围更加宽广，该方法灵敏度高，检测速度快，缺点是仪器价格高昂，不易大范围推广。

3.3 生物技术分析检测

3.3.1 酶抑制法

酶抑制法是目前使用最为广泛的农药残留检测方法之一，也是农残快速检测仪和农残速测卡所使用的方法。其原理是利用农药对生物酶功能基团的特异性抑制作用，通过检测比较加样后生物酶对底物的酶解能力相对正常状态下的变化，根据抑制作用强度来计算农药残留量。酶抑制法具有很强的特异性且操作便捷，同时一次分析的容量较大，成本低廉，灵敏度高，可以随时就地取材进行检测，是现场检测的最佳方法。酶抑制法中，最常见的是乙酰胆碱酯酶抑制法。有机磷或氨基甲酸酯类农药会特异性地抑制乙酰胆碱酯酶的活性，当样品中存在该类农药残留时，将使得反应体系中的底物，即乙酰胆碱，不能被胆碱酯酶水解，最终导致反应体系的颜色不显示或者变浅。检测人员可参照比色法来对整个抑制过程进行确定，通过目测颜色的变化并与标准比色卡进行比对（常见于农残快速检测卡）或分光光度计测定吸光度值（农残快速检测仪），计算出抑制率，就可以判断出样品中农药残留的情况。羧酸酯酶同样以丝氨酸残基作为活动中心，其方法原理与上述乙酰胆碱酯酶抑制法类似。此外，还可以使用植物酶抑制法，该方法主要利用植物水解酶来对样品进行水解，检测人员可以根据颜色的变化分析样品对植物酶的抑制程度，从而确定样品中的农药残留量。此方法在检测流程中不需要用到有机溶剂，预处理的方式便捷，检测速度快，成本低廉，更加环保。

3.3.2 免疫分析法

免疫分析检测法利用了抗原和抗体之间所具备的特异性、可逆结合性来对样品中的残留农药进行检测，检测方式多为使用试剂盒进行检测。这种方法专一性强，检测速度快，且操作简单。但由于农药的种类繁多，抗体的制备难度非常大，对其检测结果存在一定概率的误判。根据标记物的不同，用于农药残留分析的免疫分析法主要有4种：放射免疫分析（Radioimmunoassay，RIA）、酶免疫分析/酶联免疫吸附分析（Enzyme Immunoassay/Enzyme Linked Immunosorbent Assay，EIA/ELISA）、荧光免疫分析/荧光偏振免疫分析（Fluorescence Immunoassay/Fluorescence Polarization Immunoassay，FIA/FPIA）、化学发光免疫分析（Chemiluminescence Immunoassay，CLIA）。其中，EIA/ELISA是最为常用的农药残留快速检测方法。

4 结语

农药残留快速检测技术具有快速、便捷等优点，在卫生检疫及对环境的监测中可以起到快速定性的作用，是保障农产品质量安全的第一道防线。而实验室仪器检测则可以精确定量农药残留水平，明确农药残留类型，针对性地为农残问题提供解决思路和治理方向。虽然目前农药残留检测方法众多，手段丰富，但还需要广大科技工作者持续研究、开拓新思路、寻找新方法，以提高检测精度及灵敏度，为国家食品安全保驾护航。