ابتكار جهاز يراقب مستويات المبيدات في الفاكهة والخضراوات

طوّر باحثون في جامعتَي ساو باولو وفيكوسا الفيدرالية في البرازيل، جهاز استشعار مستدام، يمكن وضعه مباشرة على سطح الخضار أو الفاكهة للكشف عن وجود المبيدات الحشرية.

وأوضح الباحثون أن الجهاز يتمتع بالقدرة على المساعدة على ضمان سلامة الأغذية في عالم يعاني بشكل متزايد من نقص الغذاء، والمشكلات البيئية والصحية الناجمة عن الاستخدام المفرط للكيماويات الزراعية، ونُشرت النتائج، (الجمعة)، بدورية "بيوماتيريالز أدفانسيز".

وتُستخدم المبيدات الحشرية على نطاق واسع لزيادة إنتاجية المحاصيل، وعادةً ما تُطبّق عن طريق الرش، لكن 50 في المائة فقط منها تصل إلى هدفها، وينتهي الباقي في التربة، والمياه الجوفية، والمياه السطحية، ومياه الشرب الخام، ومياه الصرف الصحي، والمنتجات الغذائية.

لذلك فإن رصد مستويات المبيدات في الماء والتربة والغذاء أمر ضروري؛ لمنع وصول هذه المواد السامة إلى البشر عن طريق الجلد أو الرئتين أو الجهاز الهضمي.

وأوضح الباحثون أن الأدوات المستخدَمة في أغلب الأحيان لهذا الغرض هي الطرق "الكروماتوغرافية" التي تعتمد على فصل المركبات الكيميائية وتحديدها، ورغم أنها فعالة فإن لها عيوباً مثل الحاجة إلى المعالجة المسبقة للعينات، والمعدات الباهظة الثمن ومتخصصي المختبرات المؤهلين، فضلاً عن الوقت الطويل الذي يستغرقه إكمال التحليل. وتمثل المخلفات غير الآمنة التي تنتجها المذيبات العضوية المستخدَمة في التحليل أيضاً مشكلة كبيرة في ظل الظروف الحالية.

وبديلاً لهذه التقنيات، أشار الباحثون إلى أنه يمكن لأجهزة الاستشعار الكهركيميائية التي ينتمي إليها الجهاز الجديد، أن تجمع بين القدرة على تحمل التكاليف، والكشف السريع، والإنتاج على نطاق واسع، والراحة، وسهولة الاستخدام، والانتقائية العالية، والكشف عن المبيدات الحشرية في الموقع.

وقال الباحث المشارك في الدراسة، الدكتور باولو أوغوستو ريموندو بيريرا، إن الجهاز الجديد يتميز بإمكانية إجراء التحليل مباشرة على سطح الفاكهة أو الخضار أو الأوراق، وهو مصنوع من أسيتات السليلوز، وهي مادة مشتقة من لب الخشب.

وأضاف عبر موقع "يوريك أليرت": "بدلاً من المواد المعتادة، التي تعدّ غير مستدامة بيئياً وتستغرق وقتاً طويلاً للتحلل، مثل السيراميك أو البوليمرات البلاستيكية المشتقة من البترول، استخدمنا أسيتات السليلوز لصنع الجهاز، وهي مادة مشتقة من النباتات ليس لها تأثير يذكر في البيئة، وتتحلل بالكامل خلال 340 يوماً، فضلاً عن تكلفتها المنخفضة، وقابليتها للنقل".

وأجرى الباحثون اختبارات معملية رُشّت فيها مبيدات الأعشاب، على الخس والطماطم في محاكاة للاستخدام في العالم الحقيقي، ورُبط المستشعر مباشرة بالخس والطماطم، وأظهرت القياسات مستوى اكتشاف متوافقاً مع تلك التي تم الحصول عليها باستخدام مواد الاستشعار الأخرى المخصصة لهذا الغرض.

وأضافوا أن "هذه التكنولوجيا يمكن أن تكون مفيدة لوكالات المراقبة الصحية والمزارعين، وكذلك لبائعي المنتجات العضوية؛ للتأكد من عدم وجود المبيدات الحشرية في الأغذية".