شناسایی سریع محصول آلوده به سم آفت‌کش با روش‌های نوین فناوری آزمون غیرمخرب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

آفت‌کش‌ها یا سموم شیمیایی که برای کنترل آفت‌ها و بیماری‌های گیاهی استفاده می‌شوند، اگر چه سبب افزایش کارایی تولید محصول هستند، می‌توانند محیط زیست و مواد غذایی را آلوده کنند. استفاده بیش از حد و نادرست آفت‌کش‌ها در طول تولید، عدم توجه به دوره کارنس سموم، برداشت زودهنگام محصولات سم‌پاشی‌شده و ارائه آنها به بازار، و فروش این محصولات بلافاصله یا در مدت زمان کوتاهی پس از سم‌پاشی، منجر به افزایش باقی‌مانده سموم در آنها از حد مجاز می‌شود که مخاطرات جدی برای سلامت و ایمنی مصرف‌کننده در پی دارد. به منظور حفظ سلامت عمومی، شناسایی و تعیین آلودگی محصولات کشاورزی (به ویژه میوه‌ها و سبزی‌ها) به سموم آفت‌کش بسیار ضروری است. در حال حاضر برای اندازه‌گیری غلظت باقی‌مانده سموم، از روش‌های مخرب مختلفی استفاده می‌شود که بسیار پرهزینه و زمان‌بر هستند و نیاز به نیروی متخصص و آموزش‌دیده و آزمایشگاه‌های پیشرفته دارند. بنابراین، توسعه یک روش غیرمخرب سریع، ساده، کم‌هزینه، ناآلاینده و قابل اعتماد به منظور تشخیص باقی‌مانده سموم آفت‌کش بسیار ضروری است. در این مقاله، ضمن ارائه پیشرفت‌های نوین در فناوری آزمون غیرمخرب که می‌توانند برای شناسایی سریع محصول آلوده به سموم شیمیایی استفاده شوند، به معرفی سامانه نوین و قابل حمل طراحی‌شده برای این منظور مبتنی بر روش اپتیکی اسپکتروسکوپی فروسرخ نزدیک پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rapid detection of pesticide-contaminated product using novel methods of NDT Technology

نویسنده [English]

  • Bahareh Jamshidi
Agricultural Engineering Research Institute
چکیده [English]

Although pesticides which are used to control plant pests and diseases increase the productivity, they have the potential to contaminate the environment and foods. By using pesticides excessively or incorrectly during production, ignoring the degradation period of pesticides and early harvesting, transferring to the market and selling the products immediately or a few days after spraying, the pesticides residue will exceed the maximum residue limits, thus indicating a potential risk to consumer health and safety. To ensure public health, it is essential to detect and determine pesticides contamination of agricultural products especially fruits and vegetables. Currently, several different destructive technologies are used to determine the concentration of pesticides residue which are destructive, have a highly time-consuming sample preparation, are very expensive, and require well-trained personnel and advanced laboratories. Therefore, development of a non-destructive, fast, simple, low-cost, environmentally friendly and reliable detection technique of pesticides residue is imperative. In this paper, some advances in non-destructive testing technology which can use for rapid detection of pesticides-contaminated product are presented and a novel portable system designed based on visible/near-infrared spectroscopy is introduced for this end.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hyperspectral Imaging
  • NDT Technology
  • NIR
  • Pesticide Residue
  • Spectroscopy

[1] جمشیدی، ب.؛ مهاجرانی، ع.؛ مینایی، س.؛ جمشیدی، ج.؛ شریفی، ا. (1392) بررسی فیزیکی توانایی اسپکتروسکوپی Vis/NIR برای تشخیص سریع و غیرمخرب باقی‌مانده سموم در محصولات کشاورزی. مجموعه مقالات بیستمین کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران و ششمین کنفرانس مهندسی و فناوری فوتونیک ایران، شیراز، جلد 20، ص 128-125.

[2] جمشیدی، ب.؛ مهاجرانی، ع.؛ جمشیدی، ج.؛ مینایی، س.؛ شریفی، ا. (1393) اندازه‌گیری غیرمخرب باقی‌مانده سموم در محصولات کشاورزی با اسپکتروسکوپی Vis/NIR و روش‌های شیمی‌سنجی. مجموعه مقالات بیست و یکمین کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران و هفتمین کنفرانس مهندسی و فناوری فوتونیک ایران، تهران، جلد 21، ص 76-73.

[3] جمشیدی، ب.؛ مینایی، س.؛ مهاجرانی، ع.؛ قاسمیان، ح. (1393) بررسی اثر پیش‌پردازش‌های مختلف طیفی بر پیش‌بینی غیرمخرب کیفیت پرتقال با اسپکتروفتومتری فروسرخ نزدیک (NIRS). مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، جلد 15، شماره 2، ص 44-27.

[4] جمشیدی، ب.؛ مینایی، س.؛ مهاجرانی، ع؛ قاسمیان، ح. (1394) بازشناسی الگوی اسپکتروسکوپی فروسرخ نزدیک برای تفکیک غیرمخرب پرتقال‌ها بر اساس شاخص مزه. نشریه ماشین‌های کشاورزی، جلد 5، شماره 1، ص 110-101.

[5] Jamshidi, B., Minaei, S., Mohajerani, E., Ghassemian, H. (2012). Reflectance Vis/NIR spectroscopy for nondestructive taste characterization of Valencia oranges. Computers and Electronics in Agriculture, 85, 64-69.

[6] Jamshidi, B., Minaei, S., Mohajerani, E., Ghassemian, H. (2014). Prediction of soluble solids in oranges using visible/near-infrared spectroscopy: Effect of peel. International Journal of Food Properties, 17, 1460-1468.

[7] Jamshidi, B., Mohajerani, E., Jamshidi, J. (2016). Developing a Vis/NIR spectroscopic system for fast and non-destructive pesticide residue monitoring in agricultural product. Measurement, 89, 1-6.

[8] Jamshidi, B., Mohajerani, E., Jamshidi, J., Minaei, S., Sharifi, A. (2015). Non-destructive detection of pesticide residues in cucumber using visible/near-infrared spectroscopy. Food Additives & Contaminants-Part A, 32(6), 857-863.

[9] Salguero-Chaparro, L., Gaitán-Jurado, A. J., Ortiz-Somovilla, V., Peña-Rodríguez, F. (2013). Feasibility of using NIR spectroscopy to detect herbicide residues in intact olives. Food Control, 30, 504-509.

[10] Sánchez, M.T., Flores-Rojas, K., Guerrero, J. E., Garrido-Varo, A., Pérez-Marín, D. (2010). Measurement of pesticide residues in peppers by near-infrared reflectance spectroscopy. Pest Management Science, 66, 580-586.

[11] Saranwong, S., Kawano, S. (2005). Rapid determination of fungicide contaminated on tomato surfaces using the DESIR-NIR: A system for ppm-order concentration. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 13, 169-175.

[12] Teye, E., Huang, X., Afoakwa, N. (2013). Review on the potential use of near infrared spectroscopy (NIRS) for the measurement of chemical residues in food. American Journal of Food Science and Technology, 1(1), 1-8.

[13] Xue, L., Cai, J., Li, Jing. Liu, M. (2012). Application of particle swarm optimization (PSO) algorithm to determine dichlorvos residue on the surface of navel orange with Vis-NIR spectroscopy. Procedia Engineering, 29, 4124-4128.

[14] Li, J., Xue, L., Liu, M., Wang, X., Luo, C. (2010). Hyperspectral imaging technology for determination of dichlorvos residue on the surface of navel orange. Chinese Optics Letters, 8(11), 1050-1052.

[15] Sun, J., Jiang, S., Zhang, M., Mao, H., Wu, X., Li, Q. (2016). Detection of pesticide residues in mulberry leaves using Vis-NIR hyperspectral imaging technology. Journal of Residuals Science and Technology, 13, S125-S131.