《科技创新与品牌》杂志社创新成果

不囿所得 志在超越

 

 

 

   王跃进说,目前检疫处理已经发展到这样一个阶段,即需要重大的技术突破,否则就会遭遇瓶颈。
   美国在20多年前,就已经开始溴甲烷替代性技术的研制,所以我国要加强这方面的投入力度,支持前瞻性研究和基础性应用性研究

 

        攻坚TCK

        什么是TCK?
        TCK是小麦矮腥黑穗病的简称,是一种全球性的小麦病害。感染了TCK病害的小麦,植株矮小、产量减少、品质下降,商品价值较低。
        从1978年至1997年,我国净进口小麦约两亿吨,这便意味着如果不能坚守TCK“零检出量”原则,我国的小麦生产将面临不可想象的危机。
        1988年,海关方面传来消息:我国从进口小麦中截获并封存了20余万吨TCK疫麦。
        为了防止疫情扩散、减少经济损失,原国家动植物检疫局决定攻克TCK检疫难关,开展“袋装TCK疫麦灭菌处理技术”的研究。

王跃进(中)在德国考察


        什么是TCK检疫处理?
        检疫处理是为防止检疫性有害生物的传入传出、定殖和/或扩散,或降低受控的非检疫性有害生物的经济影响程度而实施的处理,用以杀灭或清除有害生物或致使其不育。检疫处理按技术划分,包括检疫熏蒸处理、热处理、冷处理和辐照处理等。TCK检疫是一种非常重要的植物检疫措施。
        针对“TCK疫麦危机”,王跃进挑起了重担。作为项目的主要负责人,他带领大家进行了大量的室内实验,证明了环氧乙烷能够有效地杀灭TCK菌瘿孢子。
        1996年,疫情再次出现,我国先后从输华小麦中检出26万余吨TCK疫麦,当时既不能退货又不能转销第三国,从战略角度考虑,国务院总理办公会决定开展检疫灭菌处理技术研究,这就是“816工程”。
        王跃进再次用实力证明自己堪当大任,他承担了“816工程”总体实验方案的设计任务,该方案很快获得了国务院的批准得以实施。王跃进负责室内实验部分的指导工作,主持并承担了残留分析方法研究及残留物降解动态测定工作,负责圆桶仓循环熏蒸设备及技术研究,负责生产性验证实验。经过他与同事的艰苦努力,该项目的研究成果在1999年通过专家鉴定后上报国务院。这份凝结了质检人心血与汗水的报告为我国加入WTO扫清了关键障碍。

王跃进(右一)与澳大利亚联邦科学与工业组织签署战略合作协议


        我国从上世纪70年代开始进口美国小麦。美国有十几个州生产小麦,其中西北部华盛顿、俄亥俄等7个州是美国TCK疫区,占美国小麦总产量的10%。为了保护我国小麦生产,严防TCK传入我国,我国检疫部门于1972年起对美国这7个州生产的小麦实行进口禁运。
        1999年11月,朱镕基总理访问美国期间,签署了《中美农业合作协议》,解除了对美国西北部7个州的小麦进口禁运,解决了中美之间长达27年的症结,为中美WTO谈判带来了契机。解除禁运并不是对TCK小麦进口放任自流,国家反而会因此加强检疫的力度,而此间依据的,正是王跃进与他的同事们此前所做的工作。
        在此之后,为了保护我国小麦生产安全,履行我国入世承诺和《中美农业合作协议》,促进对外贸易的发展,经国务院批准,国家发改委和国家粮食局立项进行了“816工程”深化试验研究,并实施了“312工程”。
        在继续研究中,王跃进创新性地提出了顶空排放常压投药和在线式自动采样自动定量气相色谱浓度分析新方法。并通过大量室内实验和实际筒仓验证试验,证明了这些方法的安全性与可行性。在此基础上研制成功了一整套全自动立筒仓循环蒸熏系统。该研究成果于2002年通过国家发改委和国家粮食局验收,于2003年立项建设,经过几年的实际应用,取得了巨大的经济和社会效益。

 

王跃进(前排右四)在《中国植物检疫除害处理手册》审定会上

        致力熏蒸技术

        我国是木材生产大国,同时又是木材消费大国,当前市场供需缺口问题日益突出。木材资源的严重供需缺口制约着林业产业与国民经济的整体发展。而作为木材生产与消费大国,原木与木包装的检验检疫不仅对于我国的国际贸易地位影响深刻,也关系到我国的生态安全。
        1998年,美国发生了光肩星天牛灾害,认为是我国传入的,因此美国农业部临时颁布法令,要求我国输美货物木包装必须进行检疫除害处理,否则整批退货。此政策一出,加拿大及欧盟等国纷纷跟进,均提出了类似要求。我国对外贸易形势吃紧。
        作为拉动经济的三驾马车之一,进出口贸易在我国经济中占有十分重要的地位,而且我国当时出口商品多为初级产品,运用木包装较为普遍。这一情况立即引起党和国家领导高度重视,7次指示要求抓好这一工作。
        王跃进一方面积极配合国家对外交涉和谈判,参与相关的技术培训;一方面夜以继日地组织开展相关技术研究,并同美国农业部动植物检疫局专家一道,验证美国的有关木质包装处理技术标准,证明其存在重大技术问题,在此基础上向美国提出了交涉。
        与此同时,为了解决相关技术难题,保证出口贸易顺利进行,王跃进主持了国家重点课题“木包装检疫熏蒸处理技术的研究”和“木包装微波处理技术的研究”。
        2002年,研究工作通过专家验收鉴定,相关成果获得了国家质检总局2004年度科技兴检二等奖。随后,王跃进又将这一科研成果直接应用于国际标准ISPM 15号的修订,如今已获得了IPPC各成员国的通过,而且这一研究成果通过国家质检总局文件的形式在我国出口货物木质包装检疫除害处理中应用,彻底化解了“天牛危机”,取得了巨大的社会效益和经济效益。
        另一方面,原木也是我国的资源性战略物资,涉及产业面广。由于我国森林面积有限,大量进口原木的状况一时难以改变。相关资料显示,2008年初南方省份遭受的严重雪灾致使森林受灾面积达到3.4亿亩,占全国森林总面积的10%以上,超过20%的未成林及中幼林受到损害,这预示着未来5~10年内,我国原木供应紧张趋势将进一步扩大。
        俄罗斯是世界上森林资源最丰富的国家,也是世界上主要的木材生产国和出口国之一,一直是我国进口木材的传统国家。但是进口原木容易传带大量检疫性有害生物,检疫风险十分高,是世界上公认的国际贸易中的高风险货物。因此,俄罗斯原木质量和疫情将直接影响到我国原木的品质,并有可能传带有害生物“进口”。从源头做起,加强中俄有关双边检疫机构的交流,督促俄方检疫机构切实履行中俄植保双边协定的承诺,做好出口中国原木的检疫,确保其不带检疫性有害生物,是防止俄罗斯原木有害生物进入国门的必要措施之一。
        为了保护我国林业和生态环境安全,2001年,国家质监总局等五部委发布了2001年2号公告,要求对进口原木实施检疫处理。但是实际情况是,我国很多海港进口原木数量巨大,再加上原木体积庞大,检疫熏蒸处理实施困难,熏蒸效果不理想。
        针对这一现象,王跃进带领课题组成员进行了大量试验研究,不仅很好地解决了溴甲烷熏蒸的技术问题,而且还创新性地研究成功了一套适合口岸进口原木熏蒸的自动循环熏蒸系统,赢得了各界的好评。
        该系统首次结合了熏蒸库和帐幕熏蒸的优点,实现了自动循环熏蒸、药剂浓度自动定时检测和监测数据远距离传送、串库溴甲烷重复利用和熏蒸尾气回收再利用等。由此不仅确保了熏蒸效果,有力地防范了外来有害生物的入侵,而且极大地减少了溴甲烷排放,避免了环境污染,降低了对大气臭氧层的破坏。该项研究获得了一项实用新型专利和两项发明专利。应用这一成果,在福建莆田建成了我国第一个进口原木检疫处理区,并于2005年通过了国家质检总局组织的专家验收。
        通过实际应用,证明了王跃进研制的这一处理系统安全有效、经济可靠,美国等国专家参观后,给予了极高评价。基于此项成果而成立的进口原木检疫处理区纷纷上马,除前文提到的莆田进口原木检疫处理区外,2008年江苏太仓也建成进口原木检疫处理区。到目前为止,国家质检总局已经批准山东岚山港、天津港、河北曹妃甸港和大连长兴岛港等建立专用进口原木检疫除害处理区。这些除害处理区的建立,形成了地方产业的聚集效应,同时也有效地控制了有害生物的传入。
        这些技术成果的推广实施,成功地变锚地熏蒸为入区熏蒸,提高了效率,降低了成本。锚地熏蒸转为入区熏蒸后,码头泊位利用率得到提高,装运木材船舶在港时间缩短,港口物流速度得到加快,整个检疫及除害处理过程缩短48小时以上;进口商物流成本降低,平均每船次可以节省由于锚地熏蒸造成的两次移驳、锚地监护等带来的成本支出;采用先进处理技术,确保了检疫除害处理的效果;实施自动投药、自动检测,对熏蒸药剂循环使用,减少熏蒸尾气排放;在确保有害生物杀灭率达到100%熏蒸效果的同时,克服了锚地熏蒸在质量安全方面的隐患,有利于环境保护;同时有助于构建多元化木材进口格局,做大木材进口文章,放大进口木材除害处理区政策和功能优势,形成了良好的产业聚集效应。
        为了解决进口原木熏蒸中存在的北方冬季低温无法熏蒸、大量熏蒸集中排放可能对环境造成潜在污染等问题,王跃进主持并承担了国家质检总局2002年度重大课题“进口整车原木电子加速器检疫辐照处理技术研究”。经过近四年的研究,项目取得了重大突破。为了推动该技术的实际应用,国家质检总局于2006年5月组织了专家论证。专家一致认为:该项研究意义重大,属世界首创,150Gy(戈瑞:辐照剂量单位,1戈瑞表示1千克物质吸收1焦耳能量)林木害虫不育剂量的初步确定,为俄罗斯进境原木辐照处理项目的实施奠定了基础。
        王跃进的研究不仅限于原木和木包装的检验检疫上,同时还包括植物保护领域。1988年,黄帝陵的古柏害虫为害严重,大量古柏濒临死亡,其中包括传说中素有“世界柏树之父”称号的“黄帝手植柏”。
        当时为了控制虫害,我国文物局无奈壮士断腕—准备砍伐。
        得知这一情况后,王跃进等人立刻马不停蹄地赶往黄帝陵调查,力争保住这些古柏。经调查发现,为害古柏的主要是天牛和柏肤小蠹等害虫。凭借多年的植物检疫经验,王跃进等确信经过防治,辅以其他措施,能够使古树生还。他们创新性地应用了熏蒸剂缓释技术、围干熏蒸、喷药防治和施肥复壮等综合技术措施,经过努力,终于成功地抢救了上千株古柏。王跃进通过这一项目获得了陕西省政府科技进步一等奖。然而对于王跃进来说,重要的不是奖项,而是实际工作效果—“黄帝手植柏”终于没有因为疫情而断了传承千年的根脉。

王跃进(右)组织中美合作试验以解决河北鸭梨出口美国的检疫问题

        创新在于超越自我

        我国自上世纪30年代就已有检疫处理措施,但是直至80年代仍然很落后。王跃进自上世纪80年代踏入植物检疫领域以来,一直都致力于检疫处理新技术的研发和应用。特别是针对木包装和原木检疫的溴甲烷熏蒸技术。此类技术美国60年代就已经比较成熟,但是对外一直实行技术封锁,因此我国当时与国际差距很大。王跃进在90年代初开始投入到熏蒸的技术和设备研发上,首次将气密性检测技术引入检验检疫中来,将原来定性检测转变为定量检测。在一这领域,一做就是近20年,到目前为止,我国在熏蒸技术和技术装备方面,已达到至少与国际同步的水平。
        作为熏蒸领域的中坚力量,溴甲烷具有强烈的熏蒸作用,能高效、广谱地杀灭各种有害生物;对土壤具有很强的穿透能力,能穿透到未腐烂分解的有机体中,从而达到灭虫、防病、除草的目的。除此之外,溴甲烷还用于需贮存的货物和易腐物品的熏蒸,有时也用作建筑物、船只和飞行器的消毒剂。由于溴甲烷无色无味,为了保证使用者的安全,常常在这种熏蒸剂中加入约2%的催泪剂,用作警报剂。
        然而随着人们对于生活品质和环保要求的提高,溴甲烷熏蒸迫切需要寻找替代技术。
        自从发现南极上空出现臭氧空洞以后,科学家们经过研究得出一致结论:臭氧层的破坏和臭氧空洞的出现,是人们在生产和生活中大量地生产和使用“消耗臭氧层物质(ODS)”以及向空气中排放大量的废气造成的。
        空调、电冰箱用的制冷剂氯氟烃(商品名叫氟里昂)是为人熟知的“臭氧杀手”,其实,除了氯原子自由基之外,溴原子自由基也是破坏臭氧层的主要物质。据估算,一个氯原子自由基在失活以前可以破坏掉104~105个臭氧分子,而溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30~60倍;而且,氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用,即二者同时存在时,破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。由此不难看出,寻找溴甲烷熏蒸的替代技术迫在眉睫。
        此外,作为一种对这些有害生物所向披靡的杀虫剂,溴甲烷对人的毒害也是显而易见的。它是一种强烈的神经毒剂,可能对人的皮肤、肺、肾脏和肝脏造成直接的损伤,中毒严重者可出现心脏衰竭、休克等症状,个别中毒者还会出现双目失明。因此,许多国家严格规定使用人员必须经过培训,且要求有相应的安全设备和达到一定的通风时间,以去除残留的溴甲烷。
        形势对储粮害虫综合治理的要求越来越高,被全球广泛应用的唯一熏蒸剂溴甲烷即将被淘汰,检疫处理迫切需要不断改善应用方法,以便延缓害虫抗药性的增长和传播,满足人类对环保和健康安全的要求。
        针对这一国际国内都在致力研究的新鲜课题,王跃进正在主持多项科技部和国家质检总局重大课题研究,包括“十一五”科技支撑计划项目课题《口岸入侵物种除害处理新技术》、国际科技合作项目《水果店磷化氢低温熏蒸技术》等,以探寻新的检疫除害处理技术和方法,从而最大限度地减少溴甲烷的使用与排放,在保护大气臭氧层的同时,更好地防范外来生物入侵,更有力地支持国际贸易的正常开展。
        涉及到检疫处理的其他技术,王跃进谈到,在当前的形势下,原有技术慢慢淘汰,因此我国与国外基本上处于同一起跑线上。但是美在20多年前,就已经开始溴甲烷替代性技术的研制,所以我国要加强这方面的投入力度,支持前瞻性研究和基础性应用性研究。
        王跃进说,目前检疫处理已经发展到这样一个阶段,即需要重大的技术突破,否则就会遭遇瓶颈。比如原先用于检验检疫和粮食储存的许多熏蒸剂由于致癌致畸毒性或破坏环境等而不能再用,加之新药的研制不能及时补充上来,这就是一个很大的问题。当然创新和技术突破不是一件容易的事,不能急功近利,而进行原始创新更不容易,这就需要经过多方面的努力,需要体制机制的保证。
        科学的前路是永无止境的,科学上的创新就要有不断否定自己的勇气,如此才能有更进一步的收获。从致力于溴甲烷熏蒸技术的研究推广,再到致力于溴甲烷替代技术的研发,王跃进一步一步向前跨越着。或许正如他的名字一样,不囿所得,才能追求卓越;不囿所得,才能实现超越。

王跃进(后排右三)参加国际植物保护公约组织植物检疫处理技术专家组年度会议(日本)