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2025
30
Dec
科技赋能新污染物溯源与精准快速检测
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随着全球工业化进程加快,各类环境污染物进入农业环境和食品种养殖环节,环境污染对农产品食品安全和人类健康的影响备受关注。特别是以持久性有机污染物(POPs)为代表的新污染物,成为当前食品安全和生命健康领域的研究热点。

“十四五”以来,饲料质量安全检测与评价创新团队立足“环境—种植—饲料—养殖—畜禽产品”全链条,系统开展全氟化合物、有机磷酸酯、二噁英、氯化石蜡等新污染物污染特征、迁移蓄积机制和防控技术等研究,在污染溯源、快速识别、精准检测等环节取得重要进展,为我国畜禽产品质量安全监管和产业发展提供了科学依据和技术支撑。

在污染溯源与关键点挖掘方面,团队探明了牛奶、鸡蛋等畜禽产品中POPs等新污染物主要来源,揭示了全球范围饲料及农畜水产品中二噁英、氯化石蜡、有机磷酸酯和全氟化合物等典型POPs的单体污染特征,探明了饲料和包装材料源头控制是切断畜禽产品POPs污染的防控关键点,制定了《食品中二噁英及多氯联苯污染控制规范》国家标准,初步解析了农产品食品中部分新污染物“有没有”、“怎么来”、“如何控”的问题。

新污染物宏观尺度与微观分子机制的系统研究

在高灵敏快速识别方面,团队攻克了纳米增强材料有序组装和异质结构精准调控的技术难题,突破了超痕量污染物高效原位富集与高敏光电信号传感的技术瓶颈,创制了系列多功能复合传感材料,解决了POPs精准速测难的问题。其中,首创基于分子限域信号增强材料结合分子光谱技术的POPs速测方法和产品,实现了牛奶等实际样品中POPs单分子“指纹”识别,检测限达万亿分之一浓度水平,灵敏度与质谱相当,分析时间由传统质谱的5天/样品缩短至15min以内。与现有生物学筛查技术相比,检测成本减少1/3,准确度提高20%以上。开发了“农业面源污染物智能监测系统”融合多功能材料动态富集、高灵敏传感与多靶标动态识别以及大数据分析技术,实现了对3类6种农药和3类10种抗生素的特异性识别与同步检测,且可扩充分析通量;检测灵敏度达到ng/ml水平,响应时间从传统的液相色谱-串联质谱分析所需的数小时缩短至1分钟以内;实现了污染物“无人值守、长效稳定”的智能化监测,被《科技日报》、《光明日报》等30余家主流媒体报道,评价为“全球首创”。

超痕量快速识别技术和装备以及应用

在精准检测方面,团队开发了适合多种样品基质的集“一次上样、单根小柱净化”功能的“一体化”净化小柱和配套全自动净化装置与软件,攻克了不同样品间脂肪性质与含量差异带来基质干扰不可控的技术难题,解决了污染物检测干扰严重、高效确证难的问题,避免了EPA金标方法使用多种材料依次净化的繁琐步骤。在保证准确度前提下,检测效率提高40%,减少甲苯等高毒试剂用量50%以上。创建了覆盖畜禽产品生产全链条的新污染物质谱确证技术30余套,连续4年通过“全球POPs实验室能力验证”。相关技术应用于上级部门风险预警和应急评估工作中,得到高度认可。

新污染物精准检测技术体系与国际比对结果

“十四五”期间,团队获批国家重点研发计划项目、国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金青年/面上项目、北京市自然科学基金交叉融合重点项目等项目9项,在Coordination Chemistry Reviews、Environmental Science & Technology、Journal of Hazardous Materials、Analytical Chemistry、ACS Materials Letters等国际高水平期刊上发表论文100余篇,获得国家发明专利授权20余项,其中50%实现成果转化。先后获中国农业科学院杰出科技创新奖、青年科技创新奖、中国分析测试协会一等奖等省部院级奖4项,系列成果为我国农畜水产品新污染物防控提供了关键科学依据和技术支撑。