农药残留监测技术研究与监控体系构建展望
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农药残留高分辨监测技术研发
农药残留检测如何实现电子化、农药残留大数据报告如何实现自动化、农药残留风险溯源如何实现视频化，是我国农药残留检测面临的三大挑战。笔者团队围绕世界常用的 1 200 种农药化学污染物展开研究，在高分辨质谱技术+互联网与数据科学、地理信息多元融合技术研发等 3 个方面均取得了原创性突破。
研发以电子标准替代实物标准，实现农药残留侦测电子化
采用气相色谱-四极杆-飞行时间质谱（GC-Q-TOF/MS）或液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（LC-Q-TOF/MS）研究开发了世界常用 1 200 多种农药的一级精确质量数据库和二级碎片离子的谱图库。在此基础上，为世界常用 1 200 多种农药的每一种都建立了一个自身独有的电子身份证（电子识别标准），以电子标准取代农药实物标准作参比的传统鉴定方法，实现了农药残留由靶向检测向非靶向筛查的跨越式发展。实现了高速度（30 min）、高通量（千余种农药以上）、高精度（0.0001 m/z）、高可靠性（10 个确证点以上）、高度信息化、自动化和电子化。由于彻底解决靶向检测技术的弊端，分析速度和方法效能是传统方法和靶向检测技术不可想象的。其检测能力居国际领先地位，远远超过了目前美国、欧盟和日本农药残留检测技术的实力，从而可以大大提高农产品质量安全的保障能力。同时，检测的水果蔬菜种类覆盖范围达到 18 类 150 多种，其中 85% 属于国家 MRLs 标准（GB 2763-2016）列明品种，紧扣国家标准反映市场真实情况。同时，节省了资源，减少了污染，完全达到了绿色发展、环境友好和清洁高效的要求。
研发高分辨质谱+互联网+数据科学三元融合技术，实现了农药残留检测报告生成自动化
鉴于非靶标农药残留侦测技术的高度数字化、信息化和电子化，产生了海量分析数据，向传统数据统计分析方法提出了挑战，急需建立新的大数据的采集、传送、统计和智能分析系统。围绕食品农药残留检测数据分析中目前难以解决的数据维度多、数据关系复杂、分析要求高等难题，在深入分析农药残留检测数据特征和分析需求的基础上，解决了“多国 MRLs 标准-农产品分类-千余种农药特性”的关联存储与查询关键技术；提出了面向农药残留检测数据的多维度交叉分析方法、农药残留污染综合评价与预警模型；建立了多国 MRLs 标准等四大基础数据库，实现了农药残留基础数据的关联存取与调用，为农药残留侦测结果的判定提供了标准依据。
自主研发了农药残留数据采集系统，构建了农药残留侦测结果数据库。提出的“数据获取-信息补充-衍生物合并-禁药处理-污染等级判定”的数据融合与处理模型，实现了对农药多残留检测结果数据进行快速在线采集、融合，以及参照多国 MRLs 的精准判定，实现了农药残留侦测结果数据库的动态添加与实时更新，为国家食品安全决策提供了科学数据支持。
自主研发了农药残留海量数据智能分析系统，提出了面向海量农残检测数据的多维度交叉分析方法、农药残留污染综合评价与预警模型，实现了从农产品、农药、地域、多国 MRLs 等多维度进行的 18 项农药残留指标的自动统计和 5 项报表的自动生成，以及根据统计结果的综合评价和预警信息的自动生成，最终实现“一键下载”。一本图文并茂的农药残留侦测报告可在 30 分钟内自动生成，大大提高了侦测报告的精准度，其制作效率是传统分析方法无可比拟的，这为农药残留数据分析提供了有效工具。
研发高分辨质谱+互联网+地理信息系统（GIS）三元融合技术，实现了农药残留风险溯源视频化
将农药残留数据与地理数据相关联，完成了农药残留数据驱动方式下中国地图的新应用，其研发的核心技术包括：从多空间分辨率，全国-省级-地市级多尺度表达农作物农药残留特征；按照不同农产品类型对各类农药残留特征进行统计分析与制图；反映各类农药残留在空间上和农作物类型上的分布特征与数量指标；参照中国、欧盟和日本等多国 MRLs 标准，按地区和农产品种类展现农残超标情况。采用高分辨质谱+互联网+地理信息系统（GIS）多元技术融合，设计编制了目标农药、食品名称、食品产地等多维空间特征的可视化系统，现已形成两个产品——“31 个省会/直辖市市售水果蔬菜农药残留水平地图集”和“31 个省会/直辖市市售水果蔬菜农药残留在线制图系统”，从而实现农药残留检测、溯源和预警三个关键点的“智慧一张图”管理；为产业自律、政府监管和第三方监督提供了基于空间可视化的科学数据支撑；构建了面向“全国-省-市（区）”多尺度的开放式专题地图表达框架，既便于现有数据的汇聚，也实现了未来数据的动态添加和实时更新。