Neonicotinoid residues in fruits, vegetables, and honey: advances in ultra-trace analysis, matrix-effect mitigation, and environmental risk monitoring

في الزوايا الهادئة لسلسلة التوريد الغذائية العالمية، يوجد توتر صامت بين الحاجة إلى زراعة ما يكفي من الغذاء لمليارات البشر، والحاجة إلى الحفاظ على سلامة هذا الغذاء من التهديدات الكيميائية غير المرئية. يعتمد المزارعون على فئة محددة من المبيدات الحشرية لحماية محاصيلهم من الآفات التي تأكل الأوراق وتمتص العصارة، مما يضمن بقاء الحصادات مستقرة ووفيرة. تم تصميم هذه المواد الكيميائية لتكون جهازية، مما يعني أنها تُمتص داخل النبات نفسه، وتنتقل من الجذور أو البذور إلى الثمرة، والأوراق، وحتى الرحيق الذي تجمعه النحل. وبينما يحمي هذا المحصول، فإنه يعني أيضاً أن هذه المواد الكيميائية قد تنتهي في أطباق الطعام أو في جرة العسل. ويتمثل التحدي الذي يواجه العلماء والمنظمين ليس فقط في العثور على هذه الآثار، بل في قياسها بيقين مطلق في أطعمة معقدة كيميائياً. فالفاكهة والخضروات والعسل ليست حاويات فارغة؛ بل هي مخاليط غنية بالسكريات، والصبغات، والأحماض، والشموع التي يمكن أن تخفي أو تشوه الإشارات ذاتها التي يحاول العلماء اكتشافها. وإذا كان القياس غير دقيق، فقد يُرفض غذاء آمن عن طريق الخطأ، أو قد يتسلل غذاء خطير إلى الأسواق.

تجمع مراجعة جديدة أحدث الأفكار حول كيفية حل هذه المشكلة، مع التركيز على السنوات ما بين 2019 و2026. ويرى المؤلفون، وهم فريق من الباحثين من مؤسسات في إندونيسيا والصين وماليزيا وأوروبا، أن الطريقة التي نراقب بها هذه المبيدات الحشرية يجب أن تتطور من مجرد الكشف البسيط إلى نظام متطور قائم على المخاطر. إنهم يفحصون كيف يعمل العلماء على تحسين طريقة استخراج هذه المواد الكيميائية من الأطعمة المعقدة مثل العسل والخضروات الورقية، وكيف يستخدمون آلات متقدمة لرؤيتها بوضوح أكبر، وكيف يبنون إطاراً عالمياً لضمان أن القياس الذي يُجرى في بلد ما يعني الشيء نفسه في بلد آخر. لا تدعي الورقة البحثية أنها وجدت حلاً سحرياً واحداً، بل إنها ترسم مساراً للمستقبل حيث تعمل الكيمياء الأفضل، والبيانات الأذكى، والقواعد الموحدة معاً لحماية كل من صحة الإنسان والنظم البيئية التي تدعم غذاءنا.

يكمن جوهر المشكلة في طبيعة الطعام نفسه. فعندما يحاول عالم قياس كمية ضئيلة من بقايا المبيدات الحشرية في جرة عسل أو حزمة من السبانخ، فإنه يخوض معركة ضد مكونات الطعام نفسه. فالعسل كثيف بالسكر وحبوب اللقاح، بينما الخضروات الورقية مليئة بالصبغات الخضراء والشموع. وعندما يتم معالجة هذه الأطعمة في المختبر، يمكن لهذه المكونات الطبيعية أن تتداخل مع الآلات المستخدمة للكشف عن المواد الكيميائية، مما يجعل المبيد الحشري يبدو وكأنه موجود بكميات أكبر أو أصغر مما هو عليه في الواقع. يُعرف هذا التداخل باسم "تأثير المصفوفة" (matrix effect)، وهو السبب الرئيسي وراء صعوبة الحصول على قراءة دقيقة. وتبرز المراجعة أن الطرق القياسية المستخدمة لنوع واحد من الطعام غالباً ما تفشل عند تطبيقها على نوع آخر. فعلى سبيل المثال، التقنية التي تعمل جيداً مع حبة طماطم مائية قد تعطي نتائج غير موثوقة لعينة عسل لزجة وغنية بالسكر. ولإصلاح ذلك، قام الباحثون بتحسين طرق الاستخلاص الخاصة بهم، حيث ابتكروا خطوات تنظيف متخصصة تزيل السكريات والصبغات المتداخلة دون فقدان آثار المبيد الحشري التي يحاولون العثود إليها.

بمجرد تحضير العينة، يصبح التحدي التالي هو رؤية ما لا يُرى. وتوضح الورقة كيف تنتقل المختبرات الحديثة نحو أجهزة فائقة الحساسية يمكنها اكتشاف هذه المواد الكيميائية بمستويات أقل بكثير مما كان ممكناً قبل عقد من الزمن. هذه الآلات، التي توصف غالباً بأنها أجهزة مطياف الكتلة، تعمل مثل موازين دقيقة للغاية تزن الجزيئات لتحديد هويتها. والأداة الأكثر شيوعاً هي جهاز يفصل المواد الكيميائية بناءً على كيفية حركتها عبر سائل ثم يزنها لتأكيد هويتها. وتعتبر هذه الطريقة الآن هي المعيار للفحوصات الروتينية لأنها سريعة وموثوقة. ومع ذلك، تشير المراجعة إلى أنه بالنسبة للحالات الأكثر صعوبة، يلجأ العلماء إلى أدوات أكثر قوة لا تكتفي بوزن الجزيئات فحسب، بل تنظر أيضاً في بنيتها الدقيقة. وتسمح هذه التفاصيل الأعلى لهم برصد ليس فقط المبيد الحشري الأصلي، بل أيضاً الأجزاء المتحللة، أو "المستقلبات" (metabolites)، التي يتحول إليها الكيميائي داخل النبات أو البيئة. ويمكن لهذه المستقلبات أن تكون سامة بقدر المبيد الأصلي أحياناً، لذا فإن رصدها أمر ضروري للحصول على صورة حقيقية للمخاطر.

بعيداً عن المختبر، تستكشف الورقة حدوداً متنامية: القدرة على اختبار هذه البقايا في مكان زراعة أو بيع الطعام مباشرة. لسنوات، كان الاختبار الدقيق يتطلب إرسال العينات إلى مختبر مركزي، وهي عملية تستغק أياماً أو أسابيع. أما الآن، فتظهر أجهزة محمولة يمكنها إعطاء إجابة سريعة في الميدان. وتشمل هذه الأجهزة مستشعرات يدوية تستخدم الضوء لتحديد المواد الكيميائية، وشرائط يتغير لونها عند وجود بقايا، وأجهزة إلكترونية صغيرة يمكن توصيلها بهاتف ذكي. ورغم أن هذه الأدوات ليست دقيقة بما يكفي بعد لاستبدال آلات المختبرات الثقيلة في القرارات القانونية الرسمية، إلا أنها تؤدي دوراً حيوياً كخط دفاع أول. فهي تسمح للمفتشين بفحص مئات العينات بسرعة، وتحديد العينات التي تبدو مشبوهة حتى يتم إرسال تلك التي تحتاج فقط إلى تحليل كامل ومكلف إلى المختبر. هذا النهج يوفر الوقت والمال، مما يسمح للمنظمين بتركيز مواردهم على الأطعمة التي تشكل المخاطر الأعلى.

كما تؤكد المراجعة أن التكنولوجيا وحدها لا تكفي؛ إذ يجب أن تكون القواعد التي تحكم كيفية إجراء هذه الاختبارات هي نفسها في كل مكان. حالياً، تمتلك الدول المختلفة حدوداً مختلفة لكمية البقايا المسموح بها، وتستخدم طرقاً مختلفة لقياسها. وهذا يسبب ارتباكاً ويمكن أن يعيق التجارة، حيث قد تُرفض شحنة من الفاكهة في بلد ما لمجرد أن طريقة الاختبار المستخدمة هناك أكثر حساسية من تلك المستخدمة في البلد الذي نمت فيه. ويطالب المؤلفون بتوحيد عالمي للمعايير، حيث تتفق المختبرات على كيفية تحضير العينات، وكيفية معايرة آلاتها، وكيفية الإبلاغ عن نتائجها. ويقترحون أنه بدون هذا الاتفاق، لا يمكن مقارنة البيانات التي تجمعها الدول المختلفة، مما يجعل من المستحيل فهم الصورة العالمية الحقيقية للتلوث.

وبالنظر إلى المستقبل، تشير الورقة إلى أن القفزة التالية ستأتي من دمج هذه الأدوات المادية مع الذكاء الرقمي. ويقترح المؤلفون استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل الكميات الهائلة من البيانات الناتجة عن هذه الاختبارات. وبدلاً من مجرد الاستجاب للتلوث بعد العثور عليه، يمكن لهذه الأنظمة الذكية التنبؤ بالأماكن التي يحتمل حدوث المشكلات فيها من خلال النظر في الأنماط المتعلقة بالطقس، والممارسات الزراعية، والبيانات التاريخية. وهذا من شأنه أن يسمح للمنظمين باستهداف جهود الاختبار بشكل أكثر فعالية، وفحص المحاصيل الصحيحة في الوقت المناسب. وتخلص المراجعة إلى أن حماية إمداداتنا الغذائية من هذه المواد الكيميائية تتطلب نهجاً شاملاً. الأمر لا يتعلق فقط ببناء آلات أفضل، بل بخلق نظام تعمل فيه العلوم والتنظيم والبيانات في انسجام لضمان أن الطعام الذي نتناوله آمن، وأن الملقحات والنظم البيئية التي تجعل غذاءنا ممكناً لن تتعرض للضرر في هذه العملية.