【國家獎】為耕者謀福利 讓飲者放寬心 做茶葉安全衛士
茶葉是世界公認的健康飲品,全球有30億人飲茶。我國茶葉在世界上占有舉足輕重的地位,茶葉產量占全球產量的半壁江山,全球每消費兩杯茶就有一杯來自中國。茶葉更是帶動了我國貧困茶區人民脫貧致富的重要經濟作物。
然而回望歷史,自上世紀80年代以來,茶葉中的農藥和污染物殘留問題是影響茶葉“健康”屬性、對外貿易和茶產業綠色發展的重大負面因素。以歐盟為例,農藥殘留超標是我國輸歐茶葉最主要的通報項,占總通報數的60%以上。上世紀八、九十年代,DDT、三氯殺螨醇、氰戊菊酯等農藥的超標問題先后成為限制我國出口的瓶頸問題。進入21世紀,八氯二丙醚在茶葉中的殘留量曾超標22倍,蒽醌的出口超標率曾高達30%-40%,高超標率、高殘留量引起的健康風險和出口退貨,引發國內外對中國茶葉飲用安全的強烈擔憂。
“茶農手里的茶賣不出去,喝茶的人喝的也不放心,解決這兩個問題,我們的茶產業才能變好。”中國農業科學院茶葉研究所陳宗懋院士說。
經過分析,陳宗懋研究團隊認為,造成上述問題的主要原因一是風險物質最大殘留限量標準制訂規則不科學,二是茶園農藥適用、限用和禁用的判斷依據不明確,三是殘留農藥轉移規律和污染物發生規律不明,四是檢測方法效率低。陳宗懋研究團隊通過30多年的理論、技術和產品創新,致力于解決上述幾個問題,取得了可喜的成果。
解決了MRLs 制定的科學性問題
最大殘留限量(MRLs)是以法規形式標明的采收加工后茶葉中風險物質的極限含量,是田間和其他過程管理及風險評價的參照標準。國際上茶葉MRLs標準差異巨大,如國際食品法典委員會(CAC)制定的茶葉中農藥殘留限量標準在0.2-70 mg/kg,而歐盟農藥和污染物限量標準九成以上規定是要小于0.1 mg/kg,這一點成為世界產茶國茶園農藥管理的難題,也是我國茶葉國際貿易糾紛的重要原因。
陳宗懋通過國內外調研發現,國際上是參照水果、蔬菜、糧食等食用作物制定的茶葉中MRLs標準,忽略了茶葉最主要的消費方式是飲用而非食用的特性。針對這個問題,陳宗懋帶領團隊研究識別了干茶和茶湯中農藥和污染物殘留量的差異,發現干茶中的農藥殘留量與通過泡茶進入茶湯中的量相比,差距可達300倍。這就明確了國際上沿用40多年的以干茶中的殘留量為基準制定MRLs的慣例并不科學,過高估計了農藥和污染物殘留通過飲茶方式造成的人體健康風險。
陳宗懋因此率先提出要以茶湯中的殘留量作為“有效風險量”的概念,探明了農藥和污染物的水溶解度是有效風險量的決定因素,也是適用農藥和禁限用農藥確定的主要物化條件,并于1988年提出以有效風險量制定茶葉中MRLs的原則。他于2008年在聯合國糧農組織茶葉政府間工作組會議(FAO-IGG/Tea)中牽頭成立了“茶湯MRLs工作組”,2011年又向國際食品法典農藥殘留委員會(CAC-CCPR)提交新原則文件并于2016年第48屆CCPR會議上獲得通過。經過近三十年的不懈努力,目前該原則已被CAC-CCPR、歐洲食品安全局(EFSA)、美國環境保護署(EPA)等國際官方機構和主要產茶國和消費國認可,用于MRLs制定和飲茶風險評價,重構了茶葉中MRLs制訂的國際規范,從源頭上保證了MRLs制定的科學性。依據該原則,團隊起草制修訂了硫丹(CAC、EPA)、氯氰菊酯(CAC)、聯苯菊酯(EPA)和茚蟲威(CAC、歐盟)6項國際標準,實現了我國制定農產品國際MRLs標準零的突破。其中,茚蟲威是我國申請制定的首個茶葉CAC標準,避免了在歐盟和美國市場20%-30%的茶葉貿易損失,掌握了茶葉安全性評價技術話語權。
陳宗懋院士認為,“要在國際上擁有話語權,要靠科研、講道理,靠我們自己的力量。” 他和他的團隊一直牢記并踐行著這一準則。
建立了安全選藥和合理用藥的技術體系
“如何選擇適合的茶園用農藥是我一直想解決的一個問題,因為用什么農藥直接關系到飲茶者的健康風險暴露。”陳宗懋院士說。他從20世紀60年代開始開展茶葉中的農藥殘留問題研究,開創了我國茶葉中農藥殘留研究之先河。
他和團隊陸續開展了殘留農藥在茶葉種植和加工過程中的沉積和消解規律研究,明確了36種農藥在茶樹上的消解半衰期,明確了蒸汽壓為表征農藥在加工過程消解的關鍵參數,建立了半衰期、蒸汽壓、農藥水溶解度,農藥對大鼠的急性參考劑量、農藥的每日允許攝入量ADI值和大鼠急性致死中量、農藥對魚和對蜜蜂的劑型毒性7個參數,5個評價等級的茶園農藥安全分級評價和選用技術,形成我國第一個在產前選用農藥的作物評估體系,解決了茶產業中農藥安全選用問題。以此為依據,篩選推薦了聯苯菊酯、噻嗪酮、炔螨特等低風險農藥用于茶園病蟲害防治,降低了消費者和茶園作業人員的高毒高風險農藥暴露風險。
因多次施藥、多次采收、生長期短、比表面積大的特點,同等施藥條件下茶葉中的殘留量較其他作物高。陳宗懋研究團隊依據施藥濃度、使用次數和施藥后的采收時間(安全間隔期)與茶葉中農藥殘留量的研究結果,制定了20種農藥制劑防治茶園主要病蟲害的使用準則,成為指導我國茶區農藥使用的第一科學準則。通過配套的技術培訓,提高了我國茶農的農藥使用技術水平,減少了因超量使用和不合理采收引起的農藥殘留超標。
外源污染物源控制大幅降低污染水平
茶葉中八氯二丙醚和蒽醌、六六六和DDT因來源不明,引起我國茶葉30%-50%的高超標率問題。因此,陳宗懋研究團隊開展了在茶園水環境、土壤、大氣、茶樹和茶產品環節的污染物的發生和轉移規律研究。
研究探明茶園禁用六六六后,水稻田施用的六六六在大氣擴散和干濕沉降的作用下,造成了茶葉中的高含量污染;三氯殺螨醇制劑中含有的3%-11% DDT雜質是造成上世紀80年代茶葉中DDT40%高檢出率的原因;制茶加工環境中蚊香的使用,釋放的八氯二丙醚煙霧會被茶葉吸附,造成出口茶葉八氯二丙醚超標率大于30%;加工過程的燃料和包裝物是造成蒽醌在歐盟口岸上連續多年居超標首位的主要原因。據此,陳宗懋提出了六六六、三氯殺螨醇、氰戊菊酯和八氯二丙醚的禁限用建議,針對蒽醌提出了清潔化生產和包裝建議。至本世紀初,六六六、三氯殺螨醇和八氯二丙醚的檢出率低于0.1%。蒽醌的超標率下降20%,從源頭上控制了茶葉中外源污染物問題。
高通量檢測技術和快檢產品保證了茶葉質量安全
縮短茶葉中農藥殘留測定周期對于提高茶葉質量安全和經濟效益至關重要,陳宗懋團隊研發了茶葉中490種化學品的高通量檢測技術國家標準,大幅度提高了茶葉中農藥殘留檢測的效率。但因茶葉生化成分復雜,可實際應用的農藥殘留快速測定技術一直是領域空白。
他們聯合浙江大學,針對高檢出率的新煙堿類農藥,研發了單克隆抗體靶向識別檢測技術,實現了茶鮮葉和干茶中吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲胺和氯噻啉4種新煙堿農藥的高靈敏、特異性、方便快捷、低成本的快速檢測,從制樣到測定完畢的時間僅為液相色譜串聯質譜測定時的10%,假陽性率低、靈敏度高,滿足最嚴格國際MRLs標準要求;創制了新煙堿農藥速測卡,檢測成本僅為質譜測定的5%。這些檢測技術和快檢產品的操作簡單,方便易學,已在15個省52家茶葉試驗站與公司推廣應用近25000多套,引領了茶葉殘留快速測定新方向。
陳宗懋團隊的這些技術和成果通過國際會議、培訓班等多種形式,并依托國際食品法典、FAO-IGG/Tea工作組、茶產業技術體系28個試驗站,農科院創新工程等項目,在全球范圍內推廣應用。MRLs制定的國際規范已應用于CAC(國際食品法典委員會)、EPA(美國環境保護署)、EFSA(歐洲食品安全局)等國際權威制標機構,其制修訂標準被印度、斯里蘭卡、肯尼亞等產茶國應用。降殘技術、源控制和快檢產品已經在18個產茶省推廣應用,近三年在5省累計推廣2712萬畝,創造經濟效益19.9億元。研究成果的應用顯著提高了我國茶葉的國際競爭力,為2007到2018年間,我國茶葉的出口量增幅35.5%,出口額增幅192.4%做出了重要貢獻,并為我國茶葉質量合格率從80年代的60%到2018年97.2%的跨越式提升提供了保障,促進了健康中國建設,推動了我國茶產業綠色發展的科技進步。
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