总第１６卷１７７期 ２０１４年５月 大众科技 Ｐｏｐｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ１．１６ Ｎｏ．５ Ｍａｙ ２０１４ 家用果蔬农药残留检测机设计 吕波芳高珊珊田晶晶王豪杰姜健维 （嘉兴学院设计学院，浙江嘉兴３１４００１） 【摘要】食品安全问题是民生问题，随着“绿色”这一概念在人们脑海里的深入，果蔬作为人们生活中不可或缺的食品， 其农药残留超标问题也越来越受到大家的关注。对一些有特殊人群存在的家庭而言，农药残留超标问题确实迫在眉睫。研究和 设计家用农药检测机有助于人们真正快速有效的解决果蔬农药残留问题。文章分析农药残留速测卡的特点，针对速测卡的优缺 点设计一款家用农药残留速测机。 【关键词】农药检测；速测卡；特殊人群；家用 【中图分类号】￥４８１ ．８ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５ｌ（２０１４）０５—００７３ ０２ Ｈｏｍｅ ｆｒｕｉｔ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｏｄ ｓａｆｅｔｙ ｉｓｓｕｅｓ ａｒｅ ｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄ ｉｓｓｕｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ”ｇｒｅｅｎ’’ｃｏｎｃｅｐｔ ｉｎ ｐｅｏｐｌｅ‘Ｓ ｍｉｎｄｓ ｄｅｐｔｈ．Ｆｒｕｉｔｓ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ，ａｓ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐａｒｔ ｏｆ ｐｅｏｐｌｅ’Ｓ ｌｉｖｅｓ ｉｎ ｆｏｏｄ．Ｉｔｓ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｂｅｉｎｇ ｅｖｅｒｙｏｎｅ’Ｓ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅ ｅｘｉｓｔ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｆａｍｉｌｉｅｓ ｉｎ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｄｅｅｄ ｉｍｍｉｎｅｎｔ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｈｅｌｐ ｐｅｏｐｌｅ ｒｅｌｙ ｑｕｉｃＨｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃａｒｄ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａ ｈｏｍｅ—ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃａｒｄ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ；ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃａｒｄ；ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ；ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ 随着人们生活水平的提高，农药残留问题日益受到关注。 虫害的同时，也对人们的身体健康造成了危害，现在市场上 尽管自２０１３年３月１目起《食品中农药最大残留限量》“ 开始实施，果蔬中农药残留超标情况却仍然存在。究其原因， 也就是生产者、市场监管、消费者三者之间的问题。而目前 国内家用农药检测机尚未普遍使用，原因离不开现有检测技 术存在缺陷，准备工序复杂、步骤繁多、精确度不高、价格 昂贵等问题：家用农药残留检测机尚未达到真正简便精确， 对那些存在老人、小孩、孕妇等特殊人群存在的家庭而言， 一的瓜果蔬菜在一定程度上都存在农药残留超标问题。菜农因 文化素质不同对《农药安全使用规范总则》 。的了解程度也 就不同，对农药的性质缺乏了解使其不能正确使用农药，从 而出现用药量和施药液量过量，持效期内多次用药，或便采摘 等一系列不符合总则的行为。 １．２危害 通过对浙江省生产中使用农药情况的调直，发现目前蔬菜 生产中主要使用７８种农药，而蔬菜中主要残留２８种农药。“， 台简便快速家用农药检测机尤为重要。文章通过对现有的 检测技术和家用果蔬农药残留检测机的了解和研究，分析利 用速测卡原理的家用果蔬农药残留检测机的前景。 由此可见农药残留对人体的危害。农药危害可以总结为两个 方面，一是对自然的危害，＝二是对生物的危害 。农药进入 人体会农药进入人体会引起急性中毒或慢性中毒，如出现肌 肉麻木、咳嗽、糖尿病、心血管疾病、诱发癌症等 。对土 壤、水资源造成污染，农药在果蔬中残留，经过…系列的生 物富集后，最终到达生物链顶端一人，会影响后代的生存及 健康。 １果蔬中农药残留现状及危害 １．１现状 瓜果蔬菜与人们的生活息息相关，直接关系到人民的身 体健康及生命安全。２０世纪８Ｏ年代以来，随着温室、大棚 的兴起，病虫害对瓜果蔬菜的危害加重，农药的大量使用客 观上的确有效地减少了损失。但与此同时，一次次的事实告 诉我们，农药是把双刃剑，它在帮助人们减少瓜果蔬菜的病 【收稿日期】２０１４—０４—１２ 氨基甲酸酯类农药用作农药的杀虫刹、除草剂、杀菌剂 等，而农药中使用最多的一‘类就是杀虫剂。并且有机磷农药 的危害最为严重，有机磷和氨基甲酸酯类农药长期摄入会导 【作者简介】吕波芳（１９９３一），女，浙江嵊州人，嘉兴学院在读生，研究方向为工业设计． 一７３一 致慢性中毒，可抑制胆碱酯酶活性，破坏神经系统的正常功 能 。速测卡可判断出样品中是否有有机磷或氨基甲酸酯类 农药的存在，以此减少农药残留对人体危害。 ２农药残留检测机的现状 随着果蔬农药残留超标成为影响食品安全的重要因素， 在生产基地、流通领域中加强对果蔬农产品农药残留的快速 检测已成为十分必要的监管措施。现在的农药残留检测机大 部分为单位和相应的企业等所用，使用范围的局限性比较大。 对使用环境有一定要求，需要较多的人工操作，且应用这些 技术的家用农药残留检测机一般价格较为昂贵，步骤繁琐且检 测时间较长，对于一般家庭而言这是不切实际的。可是，当一 些家庭中存在特殊人群时，农药残留检测却是必不可少的。 ３项目提出 ３．１社会因素 农药的大量使用，使得果蔬中农药残留超标成为不可避 免的问题，大家都有食品安全意识，但实际行动却显得力不 从心。再者，农药检测方法很多，冈人们的文化素质层次不 齐，对于检测技术的操作步骤的接受程度也不同。 ３．２经济因素 现在市场上的一些利用农药残留快速检测技术的果蔬农 药残留检测仪价格大都较为昂贵，一 般家庭支付不起，造成 现在家用农药残留检测机使用率较低，但是这不是说大家不 需要家用农药残留检测机，恰恰说明一台操作快速，价格低 廉的家用农药残留检测机在目前市场上的前景。 ３．３技术因素 现在的农药残留快速检测技术［７］主要有酶抑制法、免疫 分析法、生物传感器法、活体检测法，就目前而言这些技术 检测时间一般较长，不适宜在家居使用，且步骤较为繁琐。 相比较而言，农药残留速测卡的检测方法较为简单方便。我 们所采用的也是速测卡方式。 怎样才能设计一款经济方便的家用农药残留检测机？经 过一系列的对检测方法的研究和对比，文章发现现在对于一 般家用而言，还是速测卡较为实在经济。而现在市场上也有 利用速测卡原理来设计的家用农药残留检测仪，但仍然存在 一些操作上的不便捷，文章利用速测卡原理设计一款更为方 便经济的家用农药残留检测机。 ４方案设计 ４．１概念提出——功能 利用速测卡检测原理检测农药饯留，相对于其他检测方 法，速测卡操作简便无需培ｉＪｉｌ。尽管如此，但在一般情况下 操作过程最少需用时１６分钟。而＿。般的包装速测卡，整个检 测过程从开始就需要人的全程参与，而对于一个家庭主妇而 言，在这将近２Ｏ分钟之内无意是一种“无聊”和“浪费”。 文章针对速测卡的优缺点和操作方法及过程而设计了一款真 正方便，一键全自动的家用农药残留检测机。 ４．２设计思路 经过对市场上现有产品的了解和研究，从使用者的角度 出发，针对目前市场上家用农药残留检测机的不足，进行改 良。设计出适合现代市场需求以及符合人性化，真正快速有 效的家用农药残留检测机。现在市场上的家用农药残留检测 机外形多为规规矩矩，造型单一，设计方案从市场上获得空 缺点从而设计一款外形新颖，依据仿生设计原理的产品。而 现在市场上的利用速测卡原理的家用农药残留检测机在检测 过程中仍然需要人的参与才能完成，便引发文章对“自动” 的思考，设计一款真正一键全自动的家用农药残留检测机。 ４．３具体方案 方案以章鱼仿生设计为主（如图１，效果图），一键全自 动及多卡槽为特点，设计了一款外观新颖，使用方法简便的 家用农药残留检测机。这款家用农药残留检测机打破了大家 使用的常规模式，针对家庭同一时段检测多种果蔬的需要， 通过章鱼的三只检测脚，一只脚作为空白对照组检测纯净水， 两只脚检测两种果蔬的方式来实现。当人们想要检测时，只 需将洗净的蔬果采集厘米见方样品放入胶状滴管中，加水至 刻度线（如图２，视图），盖上盖子，打开该只脚上方位置的 开关，机器自动使胶状滴管在章鱼脑袋范围内震荡一分钟， 系统定时两分钟后，机器自动挤出适量样品于速测卡待检测 表面上，静置十分钟后。十分钟后，章鱼脚自动收起将试纸 折叠，系统再定时等待三分钟后，章鱼脚自动展开并发出指 令提醒用户关注检测结果。用户可以参照空白对照卡，颜色 显示为天蓝色或与空白对照卡颜色一致，则表明蔬果农药残 留未超标，若显示为浅蓝色或白色，则表明蔬果农药已超标， 需要进一步清洗。为了方便用户在比照过程中有天蓝色的标 准颜色，方案将章鱼主体颜色设定为天蓝色。其中，在章鱼 两只检测脚所对的章鱼头上各有一个开关，而在进行空白对 照组的那只脚并没有开关，因为当开启任意一个检测脚上的 开关，空白对照组的章鱼脚就会自动开启工作模式，避免用 户忘记开启空白对照组的开关。 图１ 图２ （下转第８６页） ．．７４．． 冉ｎ阀，油路管道少，形状体积小，从而在一定的物理空间，保 障了液压系统的可靠性。 置设计改造中的矛盾矩阵以及解决过程，并最终寻找出最优 的解决方案，在实际工程运用装置了提高了生产效率，这也 ４．３求解给排油装置创新的最优解 根据以上矛盾矩阵的分析以及矛盾的解决，运用创新的 思维方法，并结合实际工程，排除不适用的方案，求解出最 优创新解。将矛盾矩阵最优解进行实际应用，设计得出实际 的给排油装置图如下： 实践证明，根据最优创新解设计出的具体物理装置在实 是ＴＲＩＺ理论解决创新产品得完整过程。由此可见，ＴＲＩＺ理 论中的３９矛盾矩阵和创新原则帮助提供创新思维方向，打破 固有思维。同时，ＴＲＩＺ提供了切实可行的多种分析方法以及 工具，确保在寻找创新方案后，可以进行实际的应用分析， 确保我们最终设计出实际的创新产品。 【参考文献】 …１ 檀润华．发明问题解决理论［Ｍ］．北京；科学出版社，２００４． 【２】张磊．基于ＴＲＩＺ理论的工业设计创新方法研究【Ｄ】．河北： 际中有效运行，给油次数由之前的每日１５次，降低至每日一 次。排油次数由９次／天降低至１次／天。单次给排油时间缩 短５０％以上，大大提高了压棒机给排油的效率。同时，装置 的形状以及可靠性有较好的保证，运用矛盾矩阵的工具较好 河ＩＬ￣，＿Ｉｋ大学，２００７． ［３］王军，肖志权．３ 基于ＴＲＩＺ的理论的自动落纱机创新设计 田．四川：四川省机械研究设计院，２０１３． 的实现了预期目标。 【４］ 张利平．液压控制系统及设计［Ｍ】．北京：化学工业出版 ５结论 本文介绍了ＴＲＩＺ创新理论并进行初步探讨，利用ＴＲＩＺ 创新工具解决ＴＧ８０型压棒机给排油效率低的问题。提出了装 社．２００６． ［５］ 张晋民．浅谈液压技术在设备改造中的应用卟科技 风，２０１２，１４（６９）． （上接第７４页） 本方案设计之新型家用农药残留检测机，在保留原有速 测卡原理的基础上，针对用户使用便捷性进行改良设计，使 其真正达到一键全自动的功效，用户可以轻松辨别家中蔬果 农药残留是否超标，在检测机检测过程中，用户也不必耗时 地等待。检测完毕，检测机便会自动提醒用户查看检测结果。 并且，由于检测机外观颜色为速测卡阴性显示色，通过速测 卡的显示色与检测机外观颜色的对比，用户便可以直观地看 到检测结果，使本产品在功能和外观上比现有的产品更上一 层楼。 ４．４同类产品参照分析比较 通过对市场上现有的家用农药残留检测仪产品的了解和 现状分析，与方案设计的新型家用农药残留检测机进行各方 面的对比。 （ｉ）造型方面 现有的家用农药残留检测仪：造型过于单一，一般为普 通长方体或半球体，风格单调。 改良后家用农药残留检测仪：操作简便、功能一目了然、 主题明确，风格独特，抽象的章鱼外形具有吸引力，富有人 性化。 【参考文献】 【ｉ］ 中华人民共和国卫生部，中华人民共和国农业部． （２）功能方面 经调查显示，目前市场上现有的家用农药检测机多为速 测卡检测原理，但其使用多需人工操作，对于家庭使用而言， 存在同时段需检测多种果蔬的可能。但目前市场上的家用农 药残留检测机每次只能检测一种果蔬，不能满足同时段监测 多种果蔬的需求。除此之外，方案通过机械挤压是滴管自动 ＧＢ２７６３－２０１２食品中农药最大残留限量 ［ｓ】．２０１２—１１一Ｏ６． ［２］ 中华人民共和国农业部．农药安全使用规范总则 【ｓ】．２００７—０４—１７． ［３］ 叶雪珠，等．蔬菜农药残留现状及其潜在风险分析Ⅱ］．中国 蔬菜，２０１２（１４）：７６－８０． 滴样品液体于待检测表面上，无需人工操作，真正达到一键 全自动的效果。且外观使用标准阴性显示色——天蓝色，便 于用户快速辨别检测结果。 ［４】 刘振华，等．现代农业应广泛使用生物农药Ｕ】．生物灾害科 学，２０１２，３５（３）． 【５】吴兰团，陈国代．果蔬残余农药对人体危害刍议卟南平师 ４．５方案总结 目前市场上的家用农药残留检测机由于其功能不完善， 试用范围局限，所以，其在市场上缺乏影响力，在家庭中使 用的普及率也较低。 专学报，２００１，２０（４）． 【６１ 中全生产网．农药的危害［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｑｓｃ． ｃｎ／１０１８１０／１０２０５３／８８１７９．ｈｔｍｌ，２００８． ［７］程文杰．食品中农药残留检测技术研究进展Ⅱ］．中国卫生 检验杂志，２０１１，２１（２）． ．８６．
