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朱水芳與其科研團隊在工作
編者按
1966年,一個男孩從夏威夷帶了幾只非洲大蝸牛送給邁阿密的祖母,3年內(nèi)蝸牛就蔓延了整個邁阿密;從歐洲傳入的梨火疫病菌毀掉了美國東部全部梨園……因外來有害生物入侵,美國每年損失1400多億美元。
近年來,隨著國際貿(mào)易持續(xù)擴大、國際旅游更加便捷及跨境電商的不斷發(fā)展,我國國門生物安全形勢日趨嚴峻。外來有害生物的數(shù)量和種類出現(xiàn)前所未有的增加,危害著我國農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境,乃至破壞經(jīng)濟、社會的穩(wěn)定,威脅國家安全,也對出入境檢驗檢疫工作提出了巨大的挑戰(zhàn),而中國檢驗檢疫科學研究院(以下簡稱中國檢科院)正是國門生物安全的守護者,也是應對這一巨大挑戰(zhàn)的“科技擔當”。
多年來,中國檢科院的科技工作者為國門生物安全工作默默奉獻,今年,該院承擔的“我國檢疫性有害生物國境防御技術(shù)體系與標準”科研項目摘得2017年度國家科學技術(shù)進步獎二等獎,這讓中國檢科院朱水芳及其科技團隊走進了大眾的視野,檢驗檢疫這個沒有硝煙的戰(zhàn)場也得以在世人面前展露其神秘的面紗。
據(jù)海關(guān)統(tǒng)計,2018年前三季度,我國貨物貿(mào)易進出口總值為22.28萬億元人民幣,比去年同期增長9.9%。其中,出口11.86萬億元,增長6.5%,進口10.42萬億元,增長14.1%;貿(mào)易順差1.44萬億元,收窄28.3%。
近年來,我國進出口貿(mào)易逐年增加,根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù),2017年我國進出口貿(mào)易總值在全年國內(nèi)生產(chǎn)總值中占比約三分之一。這意味著,被譽為拉動經(jīng)濟的“三駕馬車”之一的進出口貿(mào)易,對國家經(jīng)濟穩(wěn)定有著舉足輕重的作用。
“改革開放以來,我國貿(mào)易量增長了100多倍,2013年成為世界第一貨物貿(mào)易大國,但國門安全科技整體發(fā)展水平遠落后于經(jīng)濟貿(mào)易發(fā)展需求,國門安全治理能力亟待提升!”中國檢科院首席專家、植物檢疫研究所所長朱水芳說,“要達到‘用科學說話、以理服人、公正透明’解決國際質(zhì)量安全爭端的目的,需建立基于科學公正原則的國門安全風險合理治理體系,應對新時代國際治理挑戰(zhàn)。”
國門生物安全的重要性
對外貿(mào)易為我國經(jīng)濟社會發(fā)展提供了強大動力,同時也帶來了一系列安全風險。特別是美國及其盟友將我國定義為戰(zhàn)略競爭對手后,來源于國外的各種安全風險驟然增加。
國門生物安全,是指國家檢驗檢疫機關(guān)通過在出入境口岸設置防線,對出入境貨物、人員、運輸工具等實施檢疫查驗,防止外來有害生物入侵,避免和減少對我國的生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性、農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)以及人類健康造成危害。和軍事安全、政治安全、外交安全等傳統(tǒng)國家安全不同,國門生物安全屬于非傳統(tǒng)國家安全。
近年來,隨著城市寵物熱的日益升溫和跨境電子商務的迅猛發(fā)展,檢驗檢疫部門截獲的新型寵物逐年增多,其中既有數(shù)量的增多,也有種類的增多。而今這樣一些外來物種經(jīng)?！胺纯蜑橹鳌?破壞生態(tài)平衡,甚至威脅到民眾人身安全。美國白蛾、亞洲型舞毒蛾、松材線蟲……這些外來有害生物的名字,隨著科技和信息的發(fā)展,逐漸令公眾耳熟能詳。外來生物是指發(fā)生于正常分布區(qū)域以外的物種;外來有害生物是指對生態(tài)體系、環(huán)境及其他物種有破壞作用的外來生物。
在進出口貿(mào)易大幅增加的今天,跨境電商的蓬勃發(fā)展使得我們進入了一個“買全球賣全球”的嶄新時代,風險源于世界各地。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計:傳入中國的外來生物39.6%屬有意引種傳入,49.3%是隨人類活動(主要形式為貿(mào)易、交通、旅游等)而無意傳入,只有11.1%是由于風或物種遷徙等自然原因越境傳入的。這三種傳入途徑里,除了少部分的非人為因素,絕大部分都可以通過質(zhì)檢的環(huán)節(jié)“防患于未然”,這就是給邊境檢驗檢疫提出了全新的挑戰(zhàn)。
朱水芳介紹道,“十二五”期間,我國進境有害生物截獲種次年均增長26.8%,累計監(jiān)測截獲外來有害生物8945種。我國檢驗檢疫部門截獲外來有害生物、疫病疫情已達9000余種,來源于世界200多個國家和地區(qū),還有數(shù)以萬計的各種有害因子隨時可能入侵,可造成數(shù)以萬億元的經(jīng)濟損失。而檢驗檢疫結(jié)果或措施標準可能引發(fā)一種產(chǎn)品全面禁運或風險向一個產(chǎn)業(yè)甚至跨領(lǐng)域擴散,引發(fā)全局性風險甚至引發(fā)重大外交事件。如歷史上的瘋牛病、光肩星天牛引發(fā)2/3中國集裝箱出口禁運等案例無不如此。
當今世界秩序和格局進入一個變革和調(diào)整期。作為一個負責任的大國,中國提出的解決方案是構(gòu)建“人類命運共同體”,要在全球化過程中保護自身安全、獲得更大發(fā)展的同時,保護各國主權(quán)、安全和發(fā)展利益。國門質(zhì)量安全處于國際治理舞臺中央,迫切需要依靠現(xiàn)代科技全面提升國門質(zhì)量安全風險防控能力,來滿足新時代國家發(fā)展與大國外交需求。
三個小故事了解國門生物安全
雜交水稻種子是我國最有出口優(yōu)勢的農(nóng)產(chǎn)品,但多年來,由于國外擔心中國種子攜帶進口國沒有的真菌、細菌和病毒病害而不敢進口,使得袁隆平院士“要讓雜交水稻造福全人類的夢想”無法實現(xiàn)。2004年,朱水芳團隊運用分子檢測等技術(shù)對出口的雜交水稻種子進行了全面的檢疫分析,并且將種子在特定的隔離區(qū)進行種植,跟蹤種子成長,監(jiān)測成長過程中的任何病害,經(jīng)過多次嚴謹?shù)膶嶒?最終發(fā)現(xiàn)我國的雜交水稻種子帶有的病毒并不能傳給幼苗,這一鐵的事實圓滿地解決了兩國之間檢疫科學的爭端。于是,2004年開始,我國雜交水稻種子就大規(guī)模出口到東南亞和非洲等十多個國家和地區(qū),每年貨值數(shù)億元,農(nóng)民增收20%—50%?！霸∑皆菏慨敃r對我們團隊說,檢驗檢疫部門幫他們解決了大問題?！敝焖甲院赖馗嬖V記者。
2009年,美國在中國對其出口產(chǎn)品的集裝箱中發(fā)現(xiàn)了亞洲型舞毒蛾蟲卵。舞毒蛾,又叫秋千毛蟲、蘋果毒蛾、柿毛蟲,其幼蟲取食500余種植物,所過之處,樹葉片甲不留。于是,美國把亞洲列入疫區(qū),出臺了非?？量痰摹按盁o亞洲型舞毒蛾”標準,要求來自疫區(qū)的船舶必須保證沒有這種蟲子,一旦發(fā)現(xiàn)全部退貨。
這意味著什么?朱水芳說:“2000億美元的出口貿(mào)易產(chǎn)品一旦出了問題,將引發(fā)整個國家經(jīng)濟出現(xiàn)重大安全災難,整個國家的GDP將縮水,繼而造成百姓失業(yè)。為了國家利益,我們團隊加緊研發(fā)亞洲型舞毒蛾誘劑,并針對我國舞毒蛾分布區(qū)進行了重點調(diào)研,通過氣候、環(huán)境等因素進行重點排查,最終確定了亞洲型舞毒蛾重點出現(xiàn)的地區(qū)和發(fā)生時間,這樣就增強了出口檢疫的針對性,大大減少了工作量,同時我們研發(fā)的亞洲型舞毒蛾誘劑誘捕率高出國際其他化合物誘劑50%。通過這些檢測、監(jiān)測和除害處理等多項綜合檢疫措施,現(xiàn)在我們滿足了美國的檢疫標準,產(chǎn)品可以順利出口,成功解決了由舞毒蛾引發(fā)的輸美集裝箱運輸貨物危機。”
本世紀初,中國百姓對紅酒養(yǎng)生逐漸認可,葡萄酒需求量大幅增長,導致我國對于葡萄苗的需求也日漸增加,而作為葡萄酒故鄉(xiāng)和葡萄苗出口大國的法國成為我國引進葡萄苗的重要產(chǎn)地。為了保障苗木進口的安全性,國家出入境檢驗檢疫局為“法國進口葡萄苗隔離檢疫”成立了專門的技術(shù)保障組,并交由朱水芳負責。
朱水芳就想這是一個很好的機會,可以驗證一下分子生物學方法“嫁接”到檢驗檢疫領(lǐng)域效果如何。當時,國內(nèi)從法國進口大量葡萄種苗,朱水芳和同事們?nèi)×?000棵葡萄苗進行檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了其中含有番茄環(huán)斑病毒、煙草環(huán)斑病毒等我國進境植物檢疫一類和二類危險性有害生物。這些有害生物如果不加以控制,將會對我國果樹產(chǎn)業(yè)造成嚴重危害。根據(jù)這一檢疫結(jié)果,檢驗檢疫部門立即對有病苗木進行了及時的檢疫除害處理,銷毀了價值1000多萬美元的葡萄苗,防止了重大外來生物對我國農(nóng)業(yè)的損害。
法國人對于葡萄苗出口的重視程度非常高,中國檢驗檢疫的這一行動,在中法貿(mào)易中掀起軒然大波。在法國人看來,當時的中國檢驗檢疫有害生物檢測技術(shù)落后,沒有先進的設備,何談具備高水平的檢測技術(shù)和能力。
很快,法國方面派來了國際知名的病毒專家進行談判,抗議我國檢驗檢疫部門對有病葡萄苗木進行的檢疫除害處理。而初出茅廬的朱水芳則是中法談判的主談專家之一,“我當時心里也直打鼓,我們所十多個人雖然都是留學歸國的學者,但和法國專家相比,不是在同一個量級。”朱水芳打趣說自己的資歷在其中是最差的,可在談判對手面前不能首先輸?shù)魵鈩?他巧妙地介紹了自己曾在澳大利亞求學時的導師是國際病毒學會分類委員會主席,而在美國留學的實驗室是國際最著名的三大植物病理學科學中心之首。隨后,他讓法國專家看了檢測報告和相關(guān)技術(shù),并且重點介紹了實驗已經(jīng)排除掉可能影響結(jié)果“污染”的干擾因素,證明出現(xiàn)的癥狀就是這類病毒的癥狀?！拔覀兊膶嶒灲Y(jié)果獲得全部國際已知最先進的病毒檢測技術(shù)交叉驗證,最關(guān)鍵是通過基因測序技術(shù)獲得了病原物的全部分子序列?！敝焖冀o外國專家翻看原始實驗材料和報告,并同意實驗結(jié)果可經(jīng)世界任何實驗室復核。在確鑿的事實面前,法國專家一改以前傲慢態(tài)度,最后贊嘆:“你們實驗做得真漂亮,技術(shù)先進,結(jié)果也很可靠,你們有些技術(shù)我的實驗室還沒有,今后中法葡萄的檢疫以中國技術(shù)為標準?！边@場較量最終完美收尾。
這不只是一項技術(shù)高低的較量,更是一場為維護國家利益進行的戰(zhàn)斗。這樣的故事在朱水芳團隊還有很多很多。
為國門安全建立生物防御體系
“檢疫性有害生物是法律規(guī)定的、需要國家控制的重大外來有害生物。IPPC國際公約和SPS協(xié)議規(guī)定:采取檢疫措施是國家主權(quán)。構(gòu)建檢疫性有害生物防御技術(shù)標準體系,是國家的需要?！敝焖几嬖V記者。
2000年以前,我國進境植物檢疫標準接近空白。我國在檢疫性有害生物方面面臨“檢不出、檢不準、檢得慢和檢出來怎么辦”等系列難題。在這一背景下,“我國檢疫性有害生物國境防御技術(shù)體系與標準”項目于2000年正式立項,由朱水芳牽頭、3家單位共同承擔。
“我們課題的一個重要任務,就是防控檢疫性有害生物入侵?！吨腥A人民共和國進出境動植物檢疫法》規(guī)定了攜帶哪些疫病的動物、植物和有害生物不能入境,我們就重點監(jiān)督這些。因為涉及的生物種類非常多,不可能都去查,為此,需要明確我國應該重點關(guān)注的外來有害生物種類,確保沒有風險才能入境;如果在沒有辦法除去風險的情況下,必須采取退貨處理。”朱水芳說。
預測高風險外來生物入侵是一個世界性難題,涉及全球氣候、生物地理等復雜多因子模擬預測。朱水芳帶領(lǐng)課題組創(chuàng)建了有害生物危險性定量評價、經(jīng)濟損失評估、生物種面積關(guān)系等模型,對全球4萬余種有害生物進行了定性定量的風險評估,發(fā)現(xiàn)435種(屬)需重點防控的有害生物,并定量評估了重要有害生物的適生性、經(jīng)濟損失等關(guān)鍵風險環(huán)節(jié),這些研究成果,隨后被國家收錄并發(fā)布在《中華人民共和國進境植物檢疫性有害生物名錄》中,為保護我國農(nóng)林生態(tài)安全、人類健康與支撐對外貿(mào)易談判提供了法律依據(jù)。
有了檢疫對象,外來有害生物就可以被擋在國門之外嗎?實際情況并非如此簡單。傳統(tǒng)形態(tài)學方法難以鑒定不同發(fā)育階段生物個體(如種子、卵、無性階段等)、近似種、復合種、隱存種與生物殘體等?！坝械挠泻ι锲茐男院艽?甚至可能給生態(tài)環(huán)境帶來滅絕性的破壞。所以,找到準確、快速的檢測方法至關(guān)重要。”朱水芳告訴科技日報記者。
朱水芳運用自己對交叉學科間方法的集成和創(chuàng)新能力,率先將分子生物學方法引入檢驗檢疫領(lǐng)域,打造了世界植物病毒種類全覆蓋的篩查芯片技術(shù)。他指著電腦上的一張項目技術(shù)列表強調(diào)道,“這項技術(shù)屬于國際領(lǐng)先,其他國家沒有的?！痹摷夹g(shù)讓我國檢驗檢疫技術(shù)在技術(shù)方法和研究對象上都得到了大幅度的提升,傳統(tǒng)方法檢測幾個星期甚至幾個月的工作量,現(xiàn)在只需幾個小時?！安《拘酒夹g(shù)可以一次性檢測已知的1200種植物病毒,并能發(fā)現(xiàn)新病毒。該芯片技術(shù)的前期開發(fā)工作相當困難復雜,我們發(fā)現(xiàn)了4010個屬種特異性標記基因位點,對每屬種病毒設計了兩條以上的探針?！敝焖祭^續(xù)介紹,“研究成果得到了美國病理學年鑒高度評價:建立了植物病毒高通量鑒定技術(shù)?！蓖瑫r,他們針對所有已報道的39個植原體組/741株系首次建立了比對分析軟件,提高了植原體分子檢測的準確性,簡化了操作,達到了微生物進化分析領(lǐng)域國際先進水平。
針對我國國境口岸點多、面廣、距離遠、專家資源短缺的現(xiàn)狀,朱水芳帶領(lǐng)課題組發(fā)明了我國有害生物遠程鑒定系統(tǒng)等一系列先進技術(shù),并推廣應用于全國質(zhì)檢領(lǐng)域,使我國檢驗檢疫從監(jiān)測到防控都有較大突破,也使我國的檢驗檢疫技術(shù)能力接近世界領(lǐng)先水平。“十一五”期間,中國鑒定出的外來生物批次每年都以20%—25%的速度增加,大大提升了我國檢驗檢疫能力,使我國能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理重大疫情,避免了重大經(jīng)濟社會損失。這些創(chuàng)新的手段解決了境外有害生物風險不明、檢測監(jiān)測技術(shù)基礎薄弱和有害生物檢測監(jiān)測不快不準的難題。但是,對攜帶有害生物的大宗貨物安全無損的除害處理難題,又該如何處置?
朱水芳帶領(lǐng)課題組發(fā)明了溴甲烷吸附回收和再利用技術(shù),創(chuàng)建了環(huán)境友好型熏蒸除害多參數(shù)智能控制系統(tǒng),研發(fā)了木材、集裝箱熏蒸處理大型裝備,首創(chuàng)了熱處理時間多因子預測模型,實現(xiàn)了高風險大宗貨物及集裝箱的全天候不間斷檢疫處理通關(guān);溴甲烷回收再利用率達95%以上,優(yōu)于美國和澳大利亞同類技術(shù)。
經(jīng)過10余年的系統(tǒng)研究,從全球4萬多種有害生物中定性定量評估出435種(屬)高風險有害生物,通過WTO-SPS國際咨詢,最終該名錄被國內(nèi)外接受,2007年我國以法令形式頒布了《中華人民共和國進境植物檢疫性有害生物名錄》,解決了“檢什么”的問題;建立了一系列高通量、高精準檢測監(jiān)測方法,研制我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的昆蟲、雜草等有害生物遠程鑒定系統(tǒng)和截獲疫情監(jiān)測預警管理系統(tǒng),實現(xiàn)了偏遠口岸有害生物遠程快速鑒定和疫情監(jiān)測快速預警,解決了“檢不出、檢不快、檢不準”的問題;研發(fā)的檢疫性有害生物檢疫處理技術(shù)和口岸高效環(huán)保處理裝置,廣泛應用于我國進境原木處理區(qū),解決了“檢出來怎么辦”的問題;為“科技興檢”起到了良好示范作用。
項目成果絕大部分被國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布的標準采用,推廣應用到35個直屬檢驗檢疫局和全國口岸,檢測鑒定速度從原來平均數(shù)天提升到數(shù)小時,顯著提高了通關(guān)速度和進出口貿(mào)易效益;為雜交水稻種子出口等12項重大貿(mào)易爭端解決提供了技術(shù)方案,促進了貿(mào)易出口和農(nóng)民增收;檢疫處理技術(shù)方法和標準的推廣應用為可傳帶疫情但國家發(fā)展急需的大宗資源類產(chǎn)品的進口及數(shù)以百億計美元的帶木包裝產(chǎn)品出口提供了技術(shù)支撐,減少了溴甲烷排放,履行了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》國際公約。該項目成果對于保護國家農(nóng)林生態(tài)安全,促進對外貿(mào)易的可持續(xù)發(fā)展,產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益。僅檢疫性有害生物就發(fā)現(xiàn)了130余種,每年挽回經(jīng)濟損失上百億元,也促使貨值上千億元的10項國際貿(mào)易爭端解決。朱水芳主持的“我國檢疫性有害生物國境防御技術(shù)體系與標準”榮獲2017年度國家科技進步獎二等獎。
國門生物安全風險類型多、來源復雜、隱蔽性強、新發(fā)突發(fā)事件頻繁、隱存風險巨大,是各種風險交會點,而且還極易引發(fā)系統(tǒng)性和全局性風險。
新時代、新使命、新征程。黨的十九大報告中指出,創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,是建設現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐。要瞄準世界科技前沿,強化基礎研究,實現(xiàn)前瞻性基礎研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果重大突破。作為我國檢驗檢測檢疫領(lǐng)域重要的科技支撐和技術(shù)保障部門,身處機構(gòu)改革的洪流之中,中國檢科院不忘初心,堅定“強院大市場”的發(fā)展思路,發(fā)揮檢驗檢測檢疫科技引領(lǐng)“火車頭”作用,在促進國際貿(mào)易發(fā)展、維護消費者生命財產(chǎn)安全、保障國門安全、保護國家生態(tài)安全等方面都做出不可或缺的貢獻,為實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢,實現(xiàn)人民對美好生活的向往提供有力的技術(shù)保障。
人物檔案
朱水芳,第十三屆全國政協(xié)委員、農(nóng)業(yè)和農(nóng)村專業(yè)委員會委員、中國檢驗檢疫科學研究院首席專家、植物檢疫研究所所長。
在外來有害生物、轉(zhuǎn)基因生物等生物安全風險防控領(lǐng)域工作30余年,多次參加國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃、國家重大及重點科技計劃戰(zhàn)略研究。牽頭創(chuàng)建了國家轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品口岸查驗技術(shù)體系和國家檢疫性有害生物國境防御技術(shù)體系,為國家轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品監(jiān)管和外來有害生物防控提供了全面的技術(shù)支撐,為祖國的邊境口岸搭建了一張無形而高效的生物安全科技保護網(wǎng),經(jīng)濟和社會效益顯著。
其成果獲國家科技進步獎二等獎2項,國家市場監(jiān)督管理總局“科技興檢獎”一等獎4項、二等獎4項,中國“標準創(chuàng)新貢獻獎”二等獎等省部級獎勵20余項;主編專著5部和發(fā)表論文160余篇(SCI120篇)、制修訂標準45項(國際標準5項)、獲得重要發(fā)明專利20余項。
中國檢科院簡介
中國檢科院是國家設立的公益性中央研究機構(gòu),2004年建院,其前身是成立于1954年的農(nóng)業(yè)部植物檢疫實驗所和成立于1979年的中國進出口商品檢驗技術(shù)研究所。主要任務是開展檢驗檢疫應用研究,以及相關(guān)基礎、高新技術(shù)和軟科學研究,著重解決檢驗檢疫工作中帶有全局性、綜合性、關(guān)鍵性、突發(fā)性、基礎性的科學技術(shù)問題,為國家檢驗檢疫決策和檢驗檢疫執(zhí)法把關(guān)提供技術(shù)支持,為質(zhì)量安全科普教育及社會實踐培訓提供社會服務。
中國檢科院始終緊密服務國家和經(jīng)濟社會發(fā)展全局,在防控SARS、甲型流感、埃博拉病毒、中東呼吸綜合征和登革熱以及在應對輸歐米制品轉(zhuǎn)基因、輸日水餃中毒、三聚氰胺奶粉、農(nóng)夫山泉、雙匯瘦肉精、日本核輻射、“地溝油”等一系列突發(fā)事件中發(fā)揮了重要的科技支撐作用,為2008年北京奧運會、2010年上海世博會、2014年南京青奧會、2016年杭州G20峰會、“一帶一路”論壇等重大活動的食品安全檢測和生物反恐提供了重要的技術(shù)保障,為汶川、玉樹地震災區(qū)防疫、食品安全檢測及災后重建工作做出了重要貢獻。多年來,為社會提供了大量公正、權(quán)威、精確的檢測技術(shù)服務,在促進國際貿(mào)易便利化、維護消費者生命財產(chǎn)安全、保障國門安全、保護國家生態(tài)安全等方面發(fā)揮了重要作用。(科技日報 記者管晶晶)
