ابتكار مستشعر للمبيدات الحشرية لضمان سلامة الغذاء

قام باحثون برازيليون بابتكار مستشعر يمكن لصقه على قشرة الفواكه والخضروات للكشف عن المبيدات الحشرية الضارة. يتكون المستشعر من خلات السليلوز ، وهي مادة نباتية قابلة للتحلل البيئي وصديقة للبيئة.

من الممكن أن يساعد هذا الجهاز في ضمان سلامة الغذاء في عالم يواجه ندرة في الغذاء ومشاكل صحية بسبب الاستخدام المفرط للمواد الكيميائية الزراعية. فهو يسمح بفحص الفواكه والخضروات مباشرة لتحديد وجود مبيدات ضارة. مما يساهم في منع استهلاك المنتجات الملوثة ويضمن توفير طعام أكثر أمانًا للجميع. هذا مفيد بشكل خاص في ظل الظروف الحالية التي يتزايد فيها الطلب على الغذاء الصحي مع وجود تحديات كبيرة لتأمينه بسبب عوامل مختلفة.

مقال ذو صلة: الزراعة على سطح القمر لأول مرة

بديل أفضل

المبيدات الحشرية هي مواد تستخدم بشكل شائع لزيادة إنتاج المحاصيل ويتم رشها عادة على النباتات. ولكن نصفها فقط يصل إلى الهدف المقصود. وينتهي الباقي في التربة والمياه والغذاء، مما يشكل خطرا على صحة الإنسان عن طريق ملامسة الجلد أو استنشاقه أو تناوله.

تعتمد الطرق الحالية لمراقبة مستويات المبيدات على تقنيات كروماتوجرافية دقيقة. لكن يوجد العديد من القيود التي تحدّ من استخدامها. على سبيل المثال هناك الحاجة إلى تحضير العينات، والمعدات باهظة الثمن، إضافة الى الكفاءات، ووقت التحليل الطويل. كما أن النفايات السامة الناتجة عن المذيبات العضوية تشكّل مصدر قلق بيئي.

يقول باولو أوغوستو رايموندو بيريرا، الباحث في معهد الفيزياء ساو كارلوس (IFSC-USP) والمعدّ الرئيسي للورقة البحثية، “يقدم اختراعنا هذا بديلاً أفضل لمراقبة المبيدات. كما يتميز المستشعر الكهروكيميائي الجديد بانخفاض التكلفة، والكشف السريع، وحجمه الصغير، إلى جانب سهولة الإنتاج والاستخدام، والكشف عن المبيدات ضمن موقع وجودها. لهذا السبب نسميه “القابلة للارتداء على النباتات”.

علاوة على ذلك و “على عكس المواد التقليدية المستمدة من النفط والتي تستغرق وقتًا طويلاً حتى تتحلل، استخدمنا خلات السليلوز الذي يأتي من النباتات ويكون تأثيره البيئي ضئيلًا.” “بإمكانه التحلل الكامل خلال أقل من عام، وذلك حسب الظروف المحلية. وبالطبع، فهو يتمتع أيضًا بالخصائص الضرورية لأي مستشعر، مثل قابلية النقل والمرونة.”

لقد قام الباحثون بإنتاج ركيزة خلات السليلوز باستخدام طريقة الصب، حيث قاموا بتشكيل المادة في قالب ثم طبعوا عليها ثلاثة أقطاب للنظام الكهروكيميائي.

مقال ذو صلة: 13 ابتكارًا رائدًا في عالم الزراعة العمودية

اختبار تطبيقي

بعد ذلك قام الباحثون باختبار مستشعر المبيدات الحشرية في مختبرهم. حيث قاموا برش محلول يحتوي على الكاربيندازيم، وهو مبيد فطري، والباراكوات، وهو مبيد أعشاب، على الخس والطماطم. يُذكر أن الباراكوات ممنوع في الاتحاد الأوروبي منذ عام 2003 بسبب آثاره السلبية على البشر، إلا أنه لا يزال يُستخدم في البرازيل. بعد ذلك، وُضع المستشعر على الخس والطماطم. بينما أظهرت النتائج قدرة مماثلة على الكشف للمواد المستخدم في أجهزة الاستشعار الأكثر شيوعًا، وهو مادة البولي إيثيلين تيرفثالات.

أجرى الباحثون أيضًا اختبارًا لفعالية غسل الخضار ونقعها في الماء لمدة ساعتين لإزالة بقايا المبيدات. ووجدوا أن هذه الطريقة لم تكن فعالة بالكامل. إذ أزالت فقط 40٪ من الكاربيندازيم و60٪ من الباراكوات من الخس و64٪ من الطماطم.

يُمكن أن يُقدم المستشعر فوائد جمة للعديد من الجهات مثل السلطات الصحية في جميع أنحاء العالم، وكذلك المزارعون و الباعة.

يمكن للمزارعين مراقبة مستويات المبيدات في حقولهم، مما يضمن وضع الكمية المناسبة على كل محصول أو قسم من المزرعة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تقليل استخدام المبيدات مع الحفاظ على غلة عالية، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض أسعار المستهلكين.