Исследователи из Университета Сан-Паулу (USP) и Федерального университета Висозы (UFV) в Бразилии разработали экологичный датчик, который можно размещать непосредственно на поверхности овощей или фруктов для обнаружения присутствия пестицидов.
Он изготовлен из ацетата целлюлозы, материала, полученного из древесной массы, и может помочь обеспечить безопасность пищевых продуктов.
Пестициды широко используются для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и обычно применяются путем опрыскивания, но только 50% достигают своей цели. Остальное попадает в почву, грунтовые воды, поверхностные воды, сырую питьевую воду, сточные воды и продукты питания. Поэтому мониторинг уровня пестицидов в воде, почве и продуктах питания необходим как для защиты экологии, так и здоровья людей.
В последнем случае для предотвращения контакта людей с остатками пестицидов на продуктах питания применяются хроматографические методы, которые эффективны, но имеют такие недостатки, как необходимость предварительной обработки проб, дорогостоящего оборудования и квалифицированных лабораторных специалистов, а также длительное время выполнения анализа и отсутствие портативности. Небезопасные остатки органических растворителей также представляют собой серьезную проблему в современных условиях.
«В качестве альтернативы электрохимические датчики могут сочетать в себе доступность, быстрое обнаружение, миниатюризацию, крупномасштабное производство, удобство, простоту использования, высокую селективность и обнаружение пестицидов in situ. Наше изобретение обладает всеми этими особенностями. Анализ проводится непосредственно на поверхности фруктов, овощей или листьев. Отсюда и термин «пригодный для ношения на растениях»», — сказал Паулу Аугусто Раймундо-Перейра, исследователь из Института физики Сан-Карлоса (IFSC-USP).
«Однако вместо обычных материалов, которые являются экологически неустойчивыми и разлагаются долго, керамика или пластиковые полимеры, полученные из нефти, мы использовали ацетат целлюлозы, материал, полученный из растений, который мало влияет на окружающую среду и распадается полностью за 340 дней или меньше, в зависимости от местных условий. Конечно, он должен иметь соответствующие характеристики для любого датчика, включая низкую стоимость, портативность и гибкость», – добавил исследователь.
Биоразлагаемую подложку из ацетата целлюлозы изготавливали методом литья, при котором материал помещали в пространство необходимой формы, а полную электрохимическую систему с тремя электродами наносили методом трафаретной печати.
Исследователи провели лабораторные испытания, в ходе которых раствор, содержащий карбендазим (фунгицид) и паракват (гербицид), распылялся на салат и помидоры, моделируя использование в реальных условиях. Паракват запрещен Европейским Союзом в 2003 году из-за его вредного воздействия на человека, но до сих пор используется в Бразилии. Затем датчик был прикреплен непосредственно к салату и помидорам, и измерения показали уровень обнаружения, сопоставимый с уровнем обнаружения, полученным с полиэтилентерефталатом, материалом датчика, наиболее часто используемым для этой цели.
В ходе исследования также выяснялось, эффективно ли мытье и погружение овощей в литр воды на два часа для удаления остатков пестицидов. Результаты показали удаление 40% карбендазима и 60% параквата из салата и 64% и того и другого из томатов.
«Промывка и погружение были явно недостаточны для удаления остатков пестицидов. По крайней мере 10% осталось в листьях или кожуре», — сказал Раймундо-Перейра.
Технология может быть полезна органам санитарного надзора по всему миру, добавил он, а также продавцам органических продуктов для подтверждения отсутствия пестицидов. Фермеры смогут использовать его для мониторинга уровня пестицидов в поле и быть уверенными в применении только необходимой дозы для каждой культуры или части плантации. В результате чрезмерное использование пестицидов может сократиться, в то время как урожайность по-прежнему будет расти, что приведет к снижению потребительских цен.
Источник: agroxxi.ru
