fao -循环经济中的食品安全

引用格式要求:粮农组织。2026。《循环经济中的食品安全》。食品安全及质量系列丛书O29。中国北京,中国农业出版社。/10.4060/cd1789zh本信息产品中使用的名称和介绍的材料,并不意味着联合国粮食及农业组织(粮农组织)对任何国家、领地、城市、地区或其当局的法律或发展状况,或对其国界或边界的划分表示任何意见。提及具体的公司或厂商产品,无论是否含有专利,并不意味着这些公司或产品得到粮农组织的认可或推荐,优于未提及的其他类似公司或产品。◎粮农组织,2026年保留部分权利。本作品根据知识共享署名4.0国际公共许可(CCBY4.0:https://creative-根据该许可条款,本作品可被复制、再次传播和改编,但必须恰当引用。使用本作品时不应暗示粮农组织认可任何具体的组织、产品或服务。不允许使用粮农组织标识。如翻译或改编本作品,必须包含所要求的引用和下述免责声明:“本译文[或改编]并非由联合国粮食及农业组织(粮农组织)完成。粮农组织不对本译文[或改编]的内容或准确性负责。原英文版本应为权威版本。”涉及本许可产生的任何争端如未能友好解决,应根据联合国国际贸易法委员会(贸法委)的仲裁规定提请仲裁。仲裁裁决为此类争议的最终裁决,对各方具有约束力。第三方材料。知识共享署名4.0国际公共许可协议(CCBY4.0)不适用于本出版物中所含非粮农组织版权材料。如需再利用本作品中属于第三方的材料(如表格、图形或图片),用户需自行判断再利用是否需要许可,并自行向版权持有者申请许可。对任何第三方所有的材料侵权而导致的索赔风险完全由用户承担。粮农组织照片。本作品中可能包含的粮农组织照片不属于上文知识共享许可范围。任何照片的使用征询应递交至:photo-library@。销售、权利和授权。粮农组织信息产品可在粮农组织网站(/publica-tions/zh)获得,印刷版本可通过网站公布的经销商购买。关于粮农组织出版物的一般问询应递交至:publications@。关于权利和出版物授权的征询应递交至:copyright@。副主任顾卫兵郭娜英郭辉傅永东编委宋雨星刘海涛张夕珺宋莉郑君穆洁孔双阳曾子心周天蕙王宏磊王梦晗ⅴ食品安全与自然和气候息息相关。农产品生产方式可能会导致气候变化和生物多样性丧失,反过来气候变化和生物多样性丧失也会影响农业粮食体系。全球粮食产量的三分之一是被浪费了的,部分因为食品污染,而全球变暖会进一步增加这一风险。农业粮食体系已不堪重负,但它本身也蕴含着应对全球最紧迫挑战的解决之道。为确保每个人的粮食安全和食品安全,我们迫切需要农业粮食体系转型,以更可持续的方式生产和使用粮食,包括减少粮食浪费和提升效率,例如减少对有限自然资源和一次性材料的依赖。体系转型需要崭新的视角。这意味着不再遵循“获取—制造—使用—废弃”的线性流程。在全球范围内,农业粮食部门因创新驱动而发生变革—将循环利用的核心理念融入整个链条,提升资源利用率,减少粮食浪费。与线性模式不同,循环经济致力于在闭环系统内实现对材料的可持续管理,更加注重共享、重复利用和回收。然而,这一转型对食品安全的影响尚未充分论证,某些核心知识尚未掌握。由联合国粮食及农业组织(简称“粮农组织”)编写的这一报告就循环经济中涉及粮食安全的诸多要素提供了研究结果。基于现有和最新情况,重点关注四大关键领域—水资源回收与再利用、粮食损失与浪费、食品包装废弃物和综合农业系统。本报告着重阐述了在不同国家和不同情境下循环生产过程给食品安全带来的具体挑战和机遇。食品安全关切不应阻碍循环模式的落地,也不应阻碍其产生相应的生态、社会和经济效益。相反,我们应当支持相关研究,提升在循环经济中发现、鉴定和降低食品安全风险的能力。在食品安全风险评估和管理方面,仍存在数据空隙,特别是有关微生物风险与化学污染物的数据。管理食品安全风险有助于预防食源性疾病的暴发、实现可持续发展目标、维持对农业食品体系的信任。正如报告中的案例所示,开展教育增强公众认识至关重要,如果通过教育,消费者能够采取更可持续的行为,即可免受食品安全风险上升的影响。循环经济中的食品安全本报告有助于实现粮农组织《2022—2031年战略框架》以及推动向更高效、更包容、更有韧性和更可持续的农业粮食体系转型,以实现更好生产、更好营养、更好环境和更好生活,不让任何人掉队。我们需要携手共建一个更强大、更健康的农业粮食体系。农民、制造商、零售商、政策制定者、研究人员和消费者等各方均需协同发力,通过创新优先解决循环转型中的食品安全问题,为每个人提供安全的食品。CorinaHawkes农业粮食体系与食品安全司司长WⅦ I致谢I本报告的研究与撰写由AndrewPearson完成,VittorioFattori、KeyaMukherjee和MagdalenaNiegowskaConforti(粮农组织农业粮食体系与食品安全司)提供了整体指导。感谢粮农组织农业粮食体系与食品安全司其他同事,特别是DivineNjie、KarelCallens、KangZhou、JorgePintoFerreira、MarkusLipp和CorinnaHawkes的反馈与支持。本报告的完成得益于粮农组织内外各界人士的宝贵贡献。特别感谢GiuliaCarcasci、IsabelAlbinelli、LevNeretin、LorenzoTesta和TizianaPirelli(粮农组织气候变化、生物多样性与环境办公室);EstherGarridoGamarro(粮农组织渔业与水产养殖司);VincentMartin(粮农组织创新办公室);MarlousFockerSmits和EsthervanAsselt(瓦赫宁根大学与研究中心);PriyaKadam和LaurenPosnickRobin(美国食品药品监督管理局);AngeloMaggiore(欧洲食品安全局);以及NicolaRandall和KatyJames(哈珀亚当斯大学)。DianneBerest和JaneFeeney负责文档编辑,TomasoLezzi负责平面设计。感谢JohannaTrieb在最终定稿中给予的支持。ⅨAMR抗菌药耐药性ARGs抗生素耐药基因AUD澳元BfR德国联邦风险评估研究所DEET避蚊胺DEHP邻苯二甲酸二(2乙基己基)酯diPAPs多氟烷基磷酸二酯EC欧盟委员会EFSA欧洲食品安全局EFSACEF欧洲食品安全局食品接触材料、酶、调味剂及加工助剂专家组EFSACONTAM欧洲食品安全局食品链污染物专家组EFSANDA欧洲食品安全局营养、新型食品及过敏原专家组FAO联合国粮食及农业组织FSANZ澳大利亚新西兰食品标准局FSIS美国农业部食品安全检验局GHG温室气体HBCD六溴环十二烷HDPE高密度聚乙烯IRDF稻鸭综合种养系统JEMRA粮农组织和世卫组织微生物风险管理专家联席会议LDPE低密度聚乙烯LMIC中低收入国家MGEs可移动遗传元件NIAS非有意添加物质OECD经济合作与发展组织PAHs多环芳烃ⅹ循环经济中的食品安全PBDEs多溴二苯醚PCBs多氯联苯PET聚对苯二甲酸乙二醇酯PFAS全氟和多氟烷基物质PFBA全氟丁酸PFOA全氟辛酸PFOS全氟辛烷磺酸qPCR定量聚合酶链反应rRNA核糖体核糖核酸SDG联合国可持续发展目标TCPP磷酸三(1氯2丙基)酯UN联合国UNEP联合国环境规划署USD美元USDA美国农业部USFDA美国食品药品监督管理局UV紫外线WHO世界卫生组织(世卫组织)WWC世界水理事会CFU菌落形成单位dw干重g克kg千克L升μm微米mg毫克mL毫升毫米org有机体Ⅺ农业粮食体系必须在地球界限内,生产出充足、安全且有营养的食物,保障整个人类的粮食安全。农业粮食体系转型被视为实现可持续发展目标的关键加速器(粮农组织,2019a)。转型路径之一是将循环流程和政策引入农业粮食体系(插文1)。循环农业粮食体系可通过设计减少废弃物,并实现废弃物的资源化再利用,这将改变食物的生产、加工、销售和消费方式,与当前以“获取—制造—使用—废弃”为主的线性模式截然不同。循环模式有望从经济、环境和社会等多维度为可持续发展带来益处。然而,循环模式意味着偏离当前食品安全方法的许多前提基础。要想充分利用农业粮食体系转型带来的效益,需要调整食品安全政策与原则,确保食品持续安全。此外,需开展新研究填补有关循环系统潜在风险的数据空白。构建循环农业粮食体系的举措和创新包括:处理并循环利用替代水源、食品废弃物再利用及副产物增值、食品包装的回收和再利用、通过建立综合农业系统减少废弃物。这些举措在提升环境可持续性和社会经济收益方面潜力巨大。然而,越来越多的证据表明,循环模式可能会引入并累积微生物、化学或物理污染物。由于目前对此类风险的认识不够充分,可能会对食品安全和商业化产生不利影响。虽然有必要在循环农业粮食体系中关注食品安全问题,但食品安全关切不应妨碍环境的可持续发展。就如何发现、确定和降低循环生产中的食品安全风险,目前相关的指南和资源日趋丰富。在此基础上,对与循环模式相关的微塑料和抗生素耐药基因等新问题,必须开展更有针对性的研究。随着循环流程在社会中的应用日益广泛,倡导消费者在购买、储存和处置食品时做出安全和可持续的选择至关重要。最后,应审查现有食品安全法规是否会造成食物浪费和包装浪费,在不损害食品安全的前提下为探索增加灵活性。在农业粮食体系转型框架下讨论食品安全,需将食品安全提升至与可持续发展和经济发展同等重要的地位。食品安全风险无处不在,要求我们在全价值链的各个环节确保食品安全,研究人员、农民、制造商、监管者和消费者需要齐心协力支持农业粮食体系向更为安全、可循环的方向转型。各国和国际食品安全政策是否具有适应性、灵活性和是否以结果为导向,对农业粮食体系向循循环经济中的食品安全ⅻ环模式转型至关重要。政策协调有助于推动食品安全进一步融入循环生产过程,减少国际贸易中的粮食浪费。本报告旨在评估农业粮食体系中不同类型循环生产举措的食品安全风险现状和趋势。考虑到食品安全的重要性,为确定最佳时机采纳循环流程与政策,本报告涵盖以下内容:>农业粮食体系中的水资源回收与再利用;>食品废弃物及生产加工副产物管理;>食品包装废弃物管理;>通过综合农业系统提升土地利用效率;>循环农业粮食体系的政策考量、消费者对循环实践的接受度、数据空白及未来方向。插文1什么是循环模式?尽管不同行业对循环模式的定义各不相同,但其核心理念如下:>消除废弃物与污染—通过设计减少生产链中的废弃物并提升效率;>产品与材料循环—研究生物基质和技术生产链中的损耗品和组件,实现高效生产;>自然再生—采用可持续生产实践,管理自然资源开发,维持并提升资料来源:艾伦·麦克阿瑟基金会。2015。《迈向循环模式:加速转型的经济与商业逻辑》。考斯,英国,艾伦·麦克阿瑟基金会。 前言 ⅴ致谢 ⅶ缩略语 ⅸ执行概要 ⅺ1食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键 11.1食品安全在保障粮食安全中的重要性 11.2未来食品安全与粮食安全的韧性需求 11.3农业粮食体系的可持续挑战 21.3.1水资源短缺 21.3.2粮食损失与浪费 31.3.3食品包装废弃物 31.3.4土地利用效率 41.4调整农业粮食体系向循环模式转型 51.5食品安全在向循环模式转型中的作用 61.6通过前瞻性研究推动农业粮食体系向循环模式转型 82水资源回收与再利用 112.1替代水源中的病原体和污染物 132.1.1病原体 132.1.2化学污染物 142.1.3抗生素耐药基因 152.2水资源回收或再利用的食品安全风险评估 162.2.1微生物食品安全风险 162.2.2污染物食品安全风险 19循环经济中的食品安全3粮食损失与浪费 233.1食品废弃物和副产物中的病原体和污染物 243.1.1病原体 243.1.2抗生素耐药基因 253.1.3朊病毒 253.1.4化学污染物 263.1.5物理危害 294食品包装废弃物 304.1加速塑料回收 314.2从一次性包装向循环利用转变 324.3重新设计与调整包装以开发安全可持续的替代品 345综合农业系统 395.1综合农业中的病原体 405.2综合农业中化学污染物 416循环系统与食品安全的关联性 437政策考虑与未来方向 477.1循环农业粮食体系中的食品安全影响 477.2风险评估与法规:三个案例研究 497.3消费者行为 527.4风险交流 547.5数据空隙和研究需求 547.6将食品安全置于循环农业粮食体系的核心 568结论 60参考文献 62珈泰国实验室分析食品和饮料。塔吉克斯坦冷库中用塑料袋包装的柠檬。11食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键1.1食品安全在保障粮食安全中的重要性在全球范围内,食源性疾病是引起发病和死亡的重要诱因。据世界卫生组织(WHO,以下简称“世卫组织”)统计,每年有十分之一的人感染食源性疾病,其中40%为五岁以下儿童(世卫组织,2015)。因此,加强食品安全的管理对保护公共健康、延长预期寿命及提高生活质量起到至关重要的作用。此外,食源性疾病会给经济带来巨大影响,根据澳大利亚的近期估计,每年因治疗食源性疾病及其后遗症带来的花费达24.4亿澳元,即每10万居民就花费930万澳元(澳大利亚国立大学,2022)。中低收入国家每年因食源性疾病的治疗及其导致的过早死亡和残疾而造成的生产力损失约为1100亿美元①(Jaffee等,2019)。确保食品安全需要全链条各环节参与者的共同努力,包括生产者、制造商、消费者、经销商和政策制定者。食品安全是粮食安全六大维度(可获得性、经济与物理可及性、利用率、稳定性、自主权和可持续性)中的核心要素(粮食安全与营养高级别专家组,2020)。保障食品安全不仅直接保护消费者,而且对促进国际贸易、支撑全球农业粮食体系的经济增长同样起到重要的作用(粮农组织和世卫组织,2016)。1.2未来食品安全与粮食安全的韧性需求目前,气候变化和资源枯竭给粮食安全与食品安全带来了前所未有的压力(粮农组织,2020),而全球人口预计在2025年达到97亿,这需要持续地生产出既安全又营养的食物(联合国,2019)。城市化进程的推进、社会基础设施的变化以及购买力的提高使消费者的饮食偏好发生了变化。例如,在中国,消①基于2016年人均国民总收入估算值及2010年按地区/国家划分的伤残调整寿命年(DALY)数据。循环经济中的食品安全2费者对食品的需求转向了便利性、多样化和非大宗商品的供应,但这增加了对资源的需求和生产环境的压力(Xiong等,2020)。虽然城市消费者对膳食模式可持续性的认识不断提高,但改变的阻力依然存在(LópezCifuentes等,为了应对农业粮食体系转型带来的挑战,可采用增强农业粮食体系的韧性、提高对全球挑战的认知、实施合理的新技术等方式。然而,这些措施必须以减少浪费和更高效利用自然资源为支撑。1.3农业粮食体系的可持续挑战从历史上看,工业化和技术进步使“获取—制造—使用—废弃”的线性经济模式成为农业粮食体系发展的驱动力。但这种模式消耗了很多资源,产生了大量污染和废弃物,具体表现为:>矿物、淡水、耕地和化石燃料等资源有限,需不断开发原始来源(Holden等,2018);>从农田到餐桌的各环节(种植、加工、制造、运输、储存和消费)效率低下,产生了大量可食用和不可食用的废弃物(粮农组织,2019b;联合国环境规划署,2021);>整个农业粮食体系,包括生产、食品收集、包装、实验室测试和消费等过程中设计使用的一次性或有限使用的、回收可能性很低的材料(粮农组织,2021);>废弃物常以填埋的方式处理,无法回收,导致温室气体排放,并造成其他环境影响(粮农组织,2019b)。越来越多人产生共识,认为该模式不可持续(粮农组织,2019b)。此外,废弃物的产生和丢弃对地球健康产生了深远影响,包括温室气体排放、废弃物和污染物泄漏到环境中对生态和人类健康的影响,这需要进一步投入资源来治理和修复长期废弃物储存场所。本报告重点关注了农业粮食体系的四个关键领域—水资源短缺、粮食损失与浪费、食品包装废弃物以及综合农业系统。当然,农业粮食体系还存在其他有关可持续性问题的挑战,如依赖化学投入品、开采化石燃料或是兽用抗生素预防疾病等。然而,选择以上四个领域是为了强调在采用循环生产过程和技术时需考虑的食品安全问题,具体内容总结如下。1.3.1水资源短缺2000—2020年,全球蓄水量每年下降1厘米,同时干旱的频率和持续时1食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键3间增加了29%(世界气象组织,2021)。2015—2017年,南非西开普省遭遇了自1904年以来最严重的干旱(Otto等,2018),而在美国,科罗拉多河流域自2000年以来一直处于干旱状态(Gangopadhyay等,2022)。2023年,地处非洲之角的国家遭遇了过去40年以来最严重的干旱,导致粮食安全问题加剧(世卫组织,2023)。在全球水资源日益减少的背景下,农业部门的用水量占从各地区收集或调用的水资源的70%以上(粮农组织和世界水理事会,2015)。此外,城市地区的人口增长和密度增大加剧了对水资源的消耗,需要更多的淡水资源。例如,在西班牙东北部,干旱导致立法规定农业用水减少40%(Jones,2023)。有效管理水资源是许多国家面临的关键挑战,并且也是未来几十年内持续存在的一个紧迫问题。1.3.2粮食损失与浪费粮食损失是指在零售之前,农业粮食体系所有阶段中生产的数量或质量的减少(粮农组织,2019b)。据估计,2016年全球生产的食物中有13.8%在收获后至零售市场之间损失,其中部分损失归因于食品污染(粮农组织,2019b)。食物浪费则是指在零售、餐饮服务和消费者层面食物数量或质量的减少(粮农组织,2019b)。数据显示,2019年全球生产的食物中有17%在家庭、餐饮服务和零售环节被浪费,相当于每人每年浪费121千克食物(联合国环境规划署,2021)。此外,大量通常不可食用的生产和加工副产物及废弃物(以下简称“食品副产物”),如果皮、果壳、贝壳和骨头等也会被丢弃。美国的一项研究估计,在家庭和外出就餐消费中,花费在被丢弃的不可食用部分的费用占食品消费总支出的10%~18%(Conrad,2020)。食物浪费和食品副产物资源化利用对食品安全的影响将在本报告中进一步探讨。未来气候变化的影响将加剧食物浪费。例如,气候变化加剧和气温上升将影响储存温度,扩大病虫害的地区分布范围,从而影响更多的生产区域(粮农组织,2020)。这些情况将加剧浪费,因为生产、储存或零售环节中的食物,会因为毒素累积、病原体持续存在、天气影响、害虫破坏和腐败等变得不可食用,从而造成浪费。大量的食物浪费是一个值得关注的问题,其产生的温室气体占全球温室气体排放量的8%~10%(Mbow等,2019)。同时还会因减少食物供应量并抬高食品价格,加剧粮食安全问题(粮农组织,2019b)。1.3.3食品包装废弃物非生物降解的塑料在食品包装中占据了相当大的比例。2018年,全球食品包装中使用的塑料估计为3730万吨(粮农组织,2021b)。由于管理不善,循环经济中的食品安全4大量塑料废弃物最终进入环境中,其中大部分流入海洋(Pew慈善基金会和SYSTEMIQ公司,2020)。采用化石燃料生产塑料会加剧温室气体排放,而塑料废弃物的不恰当处理还会导致空气污染,使人类暴露于有害化学物质中(联合国环境规划署,2023)。因此,塑料废弃物对人类和环境健康产生了明显的负面影响(联合国环境规划署,2014)。塞内加尔市场上出售的去皮橙子。然而另一方面,包装也通过在农业粮食体系中减少食物浪费创造了价值(Licciardello,2017;Guillard等,2018)。例如,在零售环节,包装可以保持食品的完整性,延长保质期并降低因腐败造成的损失,从而减少食物浪费(Marsh和Bugusu,2007)。因此,食品包装在保障甚至是促进食品安全方面发挥着关键作用,但当前包装材料的高废弃负担亟须通过创新来改善,提高可持续性(Guillard等,2018)。1.3.4土地利用效率在有限的农业用地上生产足够的粮食以确保粮食安全,需要提高土地的利用率。集约化农业生产系统虽然效率高,但为了维持土壤肥力和控制病虫害,对养分投入和农业化学品的需求也很大,这对小农户来说成本高昂(Chai等,2021;Shyam等,2023)。集约化农业生产可能会因土壤肥力流失、废弃物的产生以及直接或间接的温室气体排放,对环境造成较大的影响。例如,集约化1食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键5动物饲养或水产养殖会产生大量动物废弃物,导致过量养分负荷和兽药残留,对环境造成不利影响(Ahmad等,2022)。若以可持续的方式提高粮食生产的土地利用率,需要优化农场的资源利用。一个值得关注的领域是通过多样化生产和耕作系统内部的整合,更好地协同养分循环和物种间的资源共享。1.4调整农业粮食体系向循环模式转型考虑到未来几年在维持和增强粮食安全方面面临的挑战,越来越多的人呼吁改变农业粮食体系,以更可持续的方式生产和利用食物。实现《2030年可持续发展议程》需要系统性变革,而循环模式可以为多个可持续发展目标作出贡献。经济、社会和环境等因素正在推动着农业粮食体系的变革,这些因素包括:>资源稀缺,水和土壤等自然资源的枯竭;>全球人口增长和粮食需求增加;>减少排放和缓解气候变化的需求;>生产投入和废弃物处理成本上升;>提高粮食体系的韧性和抵御环境冲击的需求;>消费者对可持续和合乎道德的食品生产实践的需求。联合国可持续发展目标12“确保可持续的消费和生产模式”的重点是将经济增长与主要依赖原始资源使用脱钩(联合国,2015)。该目标设定了实现资源可持续管理和高效利用的具体指标,进一步目标是解决食物浪费、减少废弃物产生、提升对可持续发展和生活方式的认知,以及实现化学品和废弃物在其整个生命周期内的环境无害化管理。实现联合国可持续发展目标12需要持续、全面的努力,从而使我们的农业粮食体系更具生产力并减少浪费。为了实现农业粮食体系的可持续性,更好地保留整体价值并减少浪费,必须摒弃线性模式(Osorio、FlórezLópez和GrandeTovar,2021)。循环食品生产和利用将解决上述许多问题。在实践中,将循环生产原则应用于农业粮食体系意味着:>提高资源链的效率并减少浪费,如改进生产流程以限制或利用副产物、过剩产品和缺陷产品;>改变规划和设计,使消费品使用寿命更长,并在生命周期结束时能够回收,如通过材料替代、取消一次性产品和实施产品监管计划,在适用的情况下将报废产品返还给生产商;>改进废弃物处理流程,以回收和再利用废弃物材料用于加工链。循环经济中的食品安全6推进循环做法需要更好地了解如何采取行动以转变当前的线性体系。例如,欧洲食品安全局的一项审查确定了四个宏观行动领域,包括:与食品和饲料初级生产相关的行动,如利用有机废弃物养殖昆虫;减少工业、制造业和加工业废弃物;减少批发、食品零售、餐饮和家庭中的食品和饲料浪费;减少食品和饲料包装废弃物(欧洲食品安全局,2022)。在这四个领域中,通过文献综述确定了25种循环做法,从技术(如体外培养肉类)到政策(如限制抗生素使用以减少牲畜废弃物中的抗生素耐药基因)再到教育(如通过员工培训减少食物浪费)。为了确保长期粮食安全,提高资源利用率和环保成效,必须重新调整当前的农业粮食体系模式。采用系统方法提升农业粮食体系可持续性,目的在于通过建立闭合材料和加工的循环来推进废弃物的循环和政策的发展。为了实现这一转变,必须重新设计农业粮食体系的生产过程,使其符合循环模式原则。这意味着产品必须重新设计,实现升级和翻新,并延长其使用寿命以减少浪费,同时从废弃物中回收和再利用资源以创造价值。同时,需要采取进一步措施来提高资源利用和消费的效率,减少加工链条中的浪费。1.5食品安全在向循环模式转型中的作用为了提高农业粮食体系的环境可持续性,至关重要的是评估当前体系并全面规划、实施向循环模式的转型,以及解决食品安全问题。例如,采用可重复使用的食品包装以减少对原材料和废弃物填埋容量的需求,但必须确保其抗污染能力与一次性包装相当,否则可能会导致粮食损失的增加和食源性疾病发生率的上升(Matthews、Moran和Jaiswal,2021)。在使用可重复包装前,必须评估清洁包装所需的水和消毒剂的使用量(Landi、Germani和Marconi,2019)。农业粮食体系的循环性要求基于多种风险进行食品安全评估,如肥料的生产(插文2)。农业粮食体系的循环性与其他资源链不同,需要有效管理具有明确保质期的易腐产品,并防止因腐败而持续不断产生的废弃物。影响食品安全的危害通常会在农业粮食体系的各环节出现,一旦进入到闭环系统中,其危害可能长期存在并累积(Thakali和MacRae,2021)。因此,制定循环农业政策需要对关键控制点开展适当的风险分析,以便在循环生产过程中实施全面的食品安全措施。但现阶段对食品安全管理的有限理解和假设通常基于线性生产系统,这给循环转型带来一定挑战。目前,评价循环方式的主要指标是其产生的经济、环境和社会效益(RicoLugo、Kimita和Nishino,2023)。然而,学界对循环农业的政策和流程可能1食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键7引发的食品安全风险或导致食品安全风险加剧的认知不足,特别是对风险可能出现的关键点了解有限(Focker等,2022);另外,当前食品安全中的许多措施,包括监测和保障,都源于“获取—制造—使用—废弃”的线性生产模式:>受污染和掺假的食品通常被视为废弃物(美国农业部食品安全检验局,>原始资源可降低因前期使用带来的污染风险,比回收材料更受青睐;>在食品生产和测试中使用一次性材料来确保卫生条件。评估和管理食品安全风险是农业粮食体系能够成功转型的关键,必须成为推动农业粮食体系循环性研究、规划和实施的组成部分。未能妥善解决食品安全问题可能会对可持续发展的目标实现造成影响,并导致食源性疾病的暴发,削弱公众信心。插文2构建磷循环模式的食品安全考量土壤中的磷是植物生长过程中所需的关键营养元素,对维持土壤肥力起到至关重要的作用,尤其是在集约型的工业化农业系统中。此外,植物中的磷也是人类和动物的重要膳食营养元素。磷矿石主要来自沉积岩或火成岩矿床,是一种有限资源,几乎是所有农业肥料的原料。磷矿的存储量估计值差异很大,从60年到400年不等(Cordell、Drangert和White,2009;Cordell和White,2011)。然而,一个更为紧迫的问题是,磷肥的生产依赖于从石油和天然气中提取的廉价硫来生产硫酸(Day、Alexander和Maslin,2023)。经济减碳将导致硫的供应减少,加之可再生能源生产和储存材料制造对硫酸的竞争性需求加剧,这些因素共同影响磷肥的价格和供应。在农业粮食体系中,大量磷矿石在肥料生产和使用过程中被浪费。据估计,已开采的磷矿中有80%的磷未进入人类饮食,因为它在加工和使用的各个阶段都会损失,包括肥料生产和施肥过程中因淋溶作用造成的损失,以及粪便、作物和食品废弃物中未利用的磷(Cordell、Drangert和White,2009)。鉴于磷肥对保障全球粮食安全的重要性,必须使磷肥的生产和使用更具有可持续性。构建磷的循环模式可以减少肥料生产中的浪费,减少因水土流失而导致的磷损失,促进磷的回收并减少食物浪费。磷的循环利用包括从废水中回收磷、回收副产物(如磷石膏)用于肥料或动物饲料补充剂(Chernysh等,2021)。循环经济中的食品安全8获取这些新的磷源会改变食品安全的风险特征获取这些新的磷源会改变食品安全的风险特征。据报道,矿山开采的磷肥通常会被镉等重金属污染,这些重金属在农业土壤中长期积累,并通过作物和动物的吸收进入食物链,对人类构成膳食暴露风险(Järup和Åkesson,2009)。回收的磷源,如从人类和牲畜废水中提取的磷酸铵镁(鸟粪石),研究表明镉和其他重金属的污染风险较低,但存在四环素等药物残留,以及铜和锌污染的风险(Kemacheevaku等,2012;Ruy和Lee,2015)。未经精炼的磷源,如废水污泥和生物固体,含有广泛的微生物和化学污染物,这些磷源因来源和处理水平不同而对食品安全产生不同风险(Wolters等,2022)。必须充分了解与替代磷源相关的不同食品安全危害,同时改变农业粮食体系使其摆脱矿物开采依赖,以确保食品安全。资料来源:参见参考文献。全球范围内正在开展一系列举措,旨在将当前的线性农业粮食体系转变为闭环系统。这些举措的结果可能会对食品安全和前瞻性措施产生影响(插文3),因此需针对这些影响进行探讨,以确定应对挑战的最佳行动方案,同时优化效益。本报告旨在分析农业粮食体系中与各类循环生产提议有关的食品安全风险,强调食品安全在农业粮食体系转型中的至关重要性,并基于文献综述针对水资源短缺、食物浪费、食品包装废弃物和综合农业系统四个重点领域提出政策和方案。通过贯穿全文的案例研究,揭示不同国家在实施循环流程时暴露的食品安全风险,以及在可行情况下为缓解这些风险所采取的具体措施。最后,报告提出了若干政策建议,以支持向循环且安全的农业粮食体系转型。插文3什么是前瞻性研究?前瞻性研究是以系统性的中长期视角审视未来,以适当指导当前的决策。未来几十年农业粮食体系的转型将对食品安全、我们的健康、经济和社会福祉以及环境产生深远影响。因此,紧跟农业粮食体系的变化步伐至关重要。前瞻性研究有助于我们理解新趋势以及变化或知识缺口将如何影响农业粮食体系,尤其是对食品安全的影响(粮农组织,2022a),为未来可能的发展做好准备,使我们能够更好地应对风险并利用机会。前瞻性研究通过采用长期思维方法,帮助弥合科学与政策之间的鸿沟,为一系列与食品链相关的决策提供信息,并确保无论食品经历何种生产和加工形式,其1食品安全是农业粮食体系向循环模式转型的关键9安全性都能得到保障安全性都能得到保障。粮农组织拥有广泛的专业知识和全球农业粮食领域的资源网,凭借这一独特优势,粮农组织能够有效地收集见解和信息,支持各国开展相关工作,并向利益相关者传播食品安全情报,在全球、区域和国家层面提供前瞻性和战略性的指导。资料来源:粮农组织。2022a。《展望未来:食品安全前瞻性报告》。罗马。https://马尔代夫新鲜水培农场内员工工作场景。112水资源回收与再利用必须以可持续的方式管理地球水资源,确保在气候不断变化的背景下,能为安全饮用和经济增长供应所需的水资源。构建水资源循环模式意味着提高用水效率。水的再利用和再循环可通过多种方式惠及农业粮食体系。例如,回收农田排放水不仅能为灌溉提供补充水源,还可减少养分负荷以及被冲到下游的泥沙(Moursi等,2023)。农业用水循环利用在部分区域已形成成熟的体系。以加利福尼亚州为例,该地区自20世纪初便实施水循环利用,2009年农业领域使用的再生水量已达3.19亿立方米(Olivieri等,2014)。其他国家或地区于近几年开始实施。马耳他于2017年启动“新水计划”,通过增设深度处理设施(采用超滤、反渗透及高级氧化工艺)升级污水处理厂,为农业提供再生水源(水务服务公司,2017)。至2021年,马耳他农业再生水供应量达140万立方米(水务服务公司,2021)。替代性水源涵盖未经处理的污水(黑水)、洗浴与洗涤用水(灰水)、工业过程用水及地表径流水(雨水),此类水源均需处理后使用(图21)。开发这些替代水源可为农业粮食体系提供本地化供水支持,尤其在城乡接合部和城市区域。再生城市水可用于家庭或社区菜园,亦可用于室内或屋顶农场(Suman和Bhatnagar,2019)。此类生产模式在降低食物从农村到城市的运输成本的同时,可以缓解本地供水压力,且将土地利用率最大化。研究指出,水资源短缺已成为发展城郊与都市农业的主要制约因素,这凸显了水循环利用措施的必要性(Follmann等,2021)。此外,替代水源还可用于补充环境水体,例如,通过管理式渗透池模拟自然补给过程,或采用注水井直接回灌含水层等方式补给地下水(Casanova、Devau和Pettenati,2016),确保此类循环系统可通过自然过滤实现水质净化,亦可辅以人工处理强化净化效果。在农业粮食生产系统中,另一项水循环利用方案是发展垂直农业,即通过垂直分层结构开展水产养殖、水产和水培作物共生,该生产体系具备利用有限土地实现产能最大化的优势。垂直农业可布局于城市低效用地,通过就近供应食物的方式降低运输成本、减少粮食损耗(Kalantari等,2018)。垂直农业通循环经济中的食品安全12线性水处理流程图21农业粮食生产系统中线性水处理与水回收再利用流程对比过各层级间的闭环水循环系统可显著提升用水效率,同时实现养分循环,最大程度上减少废水排放(Kalantari等,2018)。大气水生成等集水技术,为缺水地区发展垂直农业及其他设施农业提供了可能(Zhao等,2022)。未来食品生产技术的进步也将推动水及相关生产媒介在闭环系统内循环利用,或将其转化为其他生产原料(Myers等,2023)。鉴于水循环利用的多重效益,其重要性在水资源压力加剧的情况下愈发突显。但需注意,不同来源的再生水会存在不同的潜在食品安全风险。多项研究已证实,未经处理的污水用于农业生产将导致土壤和农产品产生污染物,并引发关联风险(Lesser等,2018;Amahmid、Asmama和Bouhoum,采用污泥分离、氧化及氯化等处理工艺可有效降低再生水中的残留污染物。具体作用机制包括:通过固体分离截留污染物、借助氧化过程实现降解或针对病原体降低其活性。以病原体处理为例,过滤工艺可实现6.5~7.0个对数值的去除率;初级消毒环节中,氯和臭氧处理通常可达到2个对数值的去除效果,而紫外线处理则可达4个对数值(粮农组织和世卫组织,废水中除液体部分被循环利用外,其固体部分(通常为污泥或生物残渣)也是循环农业体系中的潜在原料,可增加土壤养分与有机质(deAmorimJúnior等,2022)。2水资源回收与再利用132.1替代水源中的病原体和污染物2.1.1病原体农业粮食体系中使用的灌溉水、牲畜饮用水或食品加工用水中的微生物含量,是评估膳食暴露风险及食源性疾病发生可能性的关键指标。鉴于验证水质的安全水平至关重要,粮农组织和世卫组织微生物风险管理专家联席会议已针对食品生产用水,特别是鲜活农产品、乳制品、水产品等领域水资源的回用与利用发布一系列的技术评估报告(粮农组织和世卫组织,2021,2023a,2023b)。这些技术报告通过文献综述与案例分析,为系统识别水源中潜在病原体危害提供指导框架,典型案例研究内容见政策建议章节(第7章)。使用受病原体污染的灌溉水是导致农作物微生物污染的已知途径(Aleg-beleye、Singleton和Sant’Ana品引发的疾病事件存在关联(Adegoke等,2018)。若缺乏多屏障处理工艺,废水处理可能无法充分灭活病原体,致使再生水中仍存留微生物(Sano等,2016;Gerba、Betancourt和Kitajima,2017)。细菌、病毒、原生动物及蠕虫等病原体是食品安全领域的重要关注对象,因为其会从感染者体内排泄至人畜废水系统中,并在环境中持久存活。研究表明,隐孢子虫、贾第鞭毛虫、环孢子虫等原生物种对常规去除技术具有抗性(Kitajima等,2014;Suarez等,2022),污水经过处理后,其中的脆弱双核阿米巴的去除率仅为20%~34%(Berglund等,2017)。类似地,诺如病毒、肠道病毒及腺病毒等在城市污水中广泛存在,其微小粒径和消毒剂抗性以及极低感染剂量即可致病的特性,导致水体回收再利用风险突出(Jiang等,2022)。农业粮食体系中,甲型肝炎病毒与戊型肝炎病毒也会转移至处理后的废水中,在高度流行地区需引起特别关注(Takuissu等,2022,2023)。真菌性病原体及产毒霉菌通过再生水传播的路径尚不明确,但因其未被纳入常规微生物评估指标,可能成为新兴风险源(Short等,2022)。再生水源,如城市灰水及农业和工业废水的再利用,也可能成为粪便病原体的传播源。以家庭灰水为例,清洁脏衣物产生的污水普遍存在粪便污染物,这类污水构成农作物污染的潜在风险源(Finley等,2009;澳大利亚自然资源管理部长理事会等,2006)。一项研究表明,对不同家庭和商业来源的灰水中的大肠杆菌开展分析,发现淋浴用水的水质等级最低,在未经深度处理的情况下,其农业回收利用潜力极为有限(Garnett,2019)。即便无明确人类或动物排泄物来源,微生物风险依然存在。例如,用于清洗农产品的储存水和加工区径流水中,沙门菌和单细胞增生李斯特菌的检出率循环经济中的食品安全14较高(Sharma等,2020),用这类水清洗食品后,通过接触面可能引发交叉污染。生乳中可能携带沙门菌属和产志贺毒素大肠杆菌(粮农组织和世卫组织,2023a);弧菌属等水生病原体天然存在于环境水体中,可通过受污染的海产品污染加工过程用水(粮农组织和世卫组织,2023b)。其他食品加工过程用水的微生物风险因环节不同有所差异,通常与生产设备设施的特性和工艺类型密切相关。一项针对奶酪制造中冷却水循环利用的定性风险评估案例显示,单细胞增生李斯特菌交叉污染发生的概率虽然极低,但后果非常严重(粮农组织和世卫组织,2023a)。另一项研究检测了在乳制品行业就地清洗系统中使用膜过滤处理后的奶酪乳清回收水,得出的结论是,这将导致高危人群每年感染李斯特菌的病例略有增加(Dogan等,2020)。2.1.2化学污染物再生水或回收水中存在的化学污染物是食品安全领域的另一大关注焦点。对于人类生活污水,需重点关注个人护理品、化学清洁品、药品及麻醉品等物质,其通过直接投放或人体排泄方式进入家庭污水,导致污水中此类物质浓度显著升高(vanAsselt等,2022)。近年来,分析技术的进步使废水中大量新兴污染物得以被定量检测(图22)。图22生活污水中新兴污染物样例资料来源:DosSantos,HoppeJones和Snyder,2019;Styszko等,2020;Vasilachi等,2020;Parida等,2021;Xu等,2021;Barber和Hartmann,2022。农业来源的废水通常含有兽药、化肥及农药等排泄残留物(经合组织,2012;vanAsselt等,2022;Rad、Ray和Barghi,2022)。替代水源若来自富2水资源回收与再利用15营养化的农业废弃物或其他废水,或受其影响,可能引发水体富营养化并形成蓝藻水华。在此条件下,微囊藻毒素等蓝藻毒会被释放,并持续存在于循环水即使是封闭系统中的循环水也可能受系统内输入物质的污染。例如,观赏植物的循环水系统中,发现了植物生长调节剂多效唑的残留,说明化学物质在水培更值得注意的是,许多国家的污水处理设施接收来自多行业的废水及垃圾渗滤液,导致水中常含多种污染物,致使处理后水质无法满足不同用途要求。例如,洗车废水被证实含有重金属与多环芳烃(Qamar等,2017;Illoms等,2020)。而难处理的纺织染料则是纺织行业废水的主要问题(AlTohamy等,2022)。城市雨水径流混入再生水后,可能携带锌、铜、镍等重金属及多环芳烃、农药等有机污染物(Masoner等,2019)。除直接食品安全风险外,城市水体可能盐度过高,或有家用和商用杀虫剂、绿化维护化学品残留,这会影响作物产量并导致牲畜拒食(Tang等,2013)。废水处理产生的污泥通常与循环利用的废水具有相似的风险特征,但污泥有利于化学污染物向固体和有机物中富集(Berthod等,2015)。研究发现,常见日用化学品挥发性甲基硅氧烷可在污泥改良的土壤中长期存留,并微量转移到种植的豌豆中(Fernandes等,2022)。类似地,磷酸酯类阻燃剂磷酸三(1氯2丙基)酯普遍存在于污水污泥中,即使经过处理后,也会在作物中产生显著的生物富集作用(Bester,2005;Eggen等,2013;Pang等,2016)。在水源补给方案中,如含水层直接注水补给和人工回灌含水层补给,人们普遍担忧其含有病原体和污染物(Casanova、Devau和Pettenati,2016)。尽管渗透与迁移过程中可能发生病原体与污染物的稀释及自然降解,但其仍可能在农业取水点残留,从而影响水质(Imig等,2022)。更深层次的风险还包括水处理过程中的消毒副产物、含水层化学性质改变以及天然污染物的活化迁移。2.1.3抗生素耐药基因再生水或回收水中可能同时存在人类病原体和药物或杀菌剂成分,是抗生素和杀菌剂耐药性产生的潜在风险。研究表明,再生水源中抗生素耐药基因普遍存在。例如,三级处理废水与蔬菜加工用水中检测到编码为大环内酯类、林可酰胺类、利福霉素、氨基糖苷类、利福平及链霉素的抗生素耐药基因(Ma-layil等,2022)。循环水中出现的抗生素耐药基因,特别是临床使用的抗生循环经济中的食品安全16素,若通过水平基因转移到人类病原体中,使其对治疗产生抗药性,将构成重大风险(Zhang等,2021)。2.2水资源回收或再利用的食品安全风险评估2.2.1微生物食品安全风险病原体产生的食品安全风险类型会因再生水或回收水在作物种植、动物养殖或食品生产等场景中的使用方式不同而不同。就灌溉而言,再生水与作物可食部分,特别是可直接生食的部分长期接触,会被视为最高风险(Stine等,2005;粮农组织和世卫组织,2021)。地下滴灌技术可以最大程度减少水与可食部位的接触比例,但也正因如此,滴灌技术允许使用质量较低的水源(Tripathi据作物离地高度进行分级:根茎类作物需使用最高标准的A类水(大肠杆菌<10CFU/100毫升),而果树可使用低质量要求的C类水(大肠杆菌<100CFU/100毫升)。目前,针对病毒(诺如病毒与甲型肝炎病毒)在土壤或水培系统中被根部吸收而产生的潜在风险尚无确切的研究结果(德国联邦风险评估研究所,2022a)。但最近的一项研究表明,经氯处理的废水中含有的肠道病毒与GI型诺对于需要进行深加工或烹饪的农作物和农产品,其微生物风险较低,对水处理的要求也会相应降低(粮农组织和世卫组织,2021)。例如,澳大利亚维多利亚州规定,生食作物灌溉使用的A类再生水需实现细菌与原生动物含量降低6个对数单位、病毒含量降低7个对数单位;用于加工食品作物或非直接接触水源作物的灌溉用水的C类再生水则需二级处理,病原体削减至大肠杆菌中位值<1000CFU/100毫升(维多利亚州环境保护局,2021,2022)。食品加工场所中,接触食品的再生水须达到饮用水标准,而较低水质的水通常适用于非接触用途,如闭环热交换系统(粮农组织和世卫组织,2019a)。关于使用再生水作为牲畜饮用水源(存储水)的微生物风险,相关支持性研究和准许条款非常有限。有研究结果表明,猪是人畜共患病毒株的宿主,戊型肝炎病毒在再生水中存在潜在风险,可通过受感染的猪肉传播(Ahmed和Nasheri,2023)。因蠕虫存在传播至牲畜,进而通过食用未煮熟的肉类带来食品安全风险隐患,澳大利亚的指导方针将蠕虫作为关键风险源(自然资源管理部长理事会、环境保护与遗产理事会和澳大利亚卫生理事会部长会议,2006)。因此,来源于人类废水的再生水被禁止用于猪的饲养,以避免猪肉绦虫生命周期结束时引发神经性囊虫病(维多利亚州环境保护局,2021)。不过,澳大利亚允许在肉2水资源回收与再利用17牛养殖中使用再生水,但需对其进行处理以达到约4~10个对数单位的蠕虫卵清除率,以防控牛肉绦虫风险,同时大肠杆菌指标需达到微生物小于100个/100毫升。粮农组织和世卫组织最近的一份报告(2023a)聚焦了乳品加工领域,指出其适用的水源再利用风险评估方法同样可拓展至农场乳制品生产。插文4概述了有关加利福尼亚州利用再生水作为牲畜饮水源的风险评估实践经验。尽管对蠕虫的管控非常严格,但用作饲料作物与牧草灌溉的再生水中的微生物风险,通常被认为低于牲畜饮用水(欧盟委员会,2020)。但也有例外情况,由于存在直接污染乳房的风险,奶牛养殖需有针对性地予以特殊管理,包括禁止进入灌溉区域、延长隔离期等,以降低乳房直接接触污染水源的风险(澳大利亚自然资源管理部长理事会等,2006)。鉴于再生水兼具养分回收与废弃物管理的优势,在水产养殖中使用循环水已在很多国家实践多年(Edwards,1992)。但水产系统更易受到未处理污水的意外污染,因此学界对此风险认知比较充分。最近一篇综述对循环水和再生水相关的水生病原生物危害进行了风险分级,重点关注其对鱼和鱼类产品安全性的影响(粮农组织和世卫组织,2023b)。该综述指出,使用处理后的市政废水开展鱼类养殖的安全性证据尚不充分。通常,大肠杆菌、沙门菌属等粪便污染物主要存在于鱼类肠道内容物及体表,在鱼肉组织中含量极低,但加工环节存在交叉污染风险(Dang和Dalsgaard,2012;Mark等,2019)。研究显示在废水稳定塘饲养的鱼类及使用该水源灌溉的蔬菜中存在霍乱弧菌,表明在霍乱流行地区存在潜在风险(Hounmanou等,2016)。针对食品安全风险,世卫组织(2006)建议鱼塘的水质标准为:大肠杆菌平均含量≤100CFU/毫升,且每100毫升水中不得检出活体吸虫卵。在垂直农业及其他受控环境农业中的闭环水循环系统中使用循环再生水时,需要强调水质管控的重要性以避免病原体污染,已有证据表明病原体在此类环境中扩散繁殖迅速(Shaw等,2016)。多项研究报道了病原体向水培蔬菜的传播路径,且此类污染在采后处理时往往难以解决(SelaSaldinger等,2023)。多起食源性疾病暴发与绿叶蔬菜相关,污染源涉及灌溉水与培养基质,包括鼠伤寒沙门菌(美国食品药品监督管理局,2021)。美国农业部针对鱼菜共生制定了良好农业规范(美国农业部,2022),要求鱼和植物分池养殖,鱼池中的水要先过滤再循环至水培系统,若水体可能接触到可食部位,需要先进行消毒处理。带根销售的产品需每月检测水质,且每100毫升水中不得检出大肠杆菌。然而,尽管人们越来越关注在受控环境农业中使用回收再生水的潜力,但目前针对鱼菜共生系统的回顾总结发现,再生水对这些系统中水生生物或植物物种产生的食品安全风险研究仍十分有限(CifuentesTorres、Correa 循环经济中的食品安全18插文4加利福尼亚州动物养殖用再生水评估案例加利福尼亚州农业生产深受水资源短缺影响。2012—2016年干旱(其中2014—2015年最严重)导致农作物收入损失达17亿美元左右(Lund等,2018)。该州允许将再生水作为地下水或地表水的替代水源用于农业灌溉。为此,加利福尼亚州《水循环标准》(加利福尼亚州水资源管理委员会,2018)明确规定了病原体风险管控的具体过滤与消毒要求,将处理后的水界定为三级消毒再生水。2012—2016年,畜牧产品(含乳制品、牛肉、猪肉及蛋类)占加州农业收入的27%。2015年统计显示,约16万头肉牛养殖于异常干旱区域。高温条件下牲畜需水量增加,亟需保障安全可靠的供水。尽管再生水灌溉已为此,政府成立了独立咨询专家组评估了三级消毒再生水作为非乳用牲畜饮用水对公共卫生与动物健康的风险(Poppenga等,2018)。风险建模涵盖病原体(含抗微生物药物耐药菌株)及化学污染物的暴露路径,包括摄入途径与直接接触途径。基于保守估算,化学污染物对食品安全及肉蛋品质的影响可能性较低,但对牲畜健康的直接影响仍存不确定性。微生物质量关系动物健康,并可能对戊型肝炎病毒等存在食源传播路径的病原体产生影响,该病毒通过特殊途径引起猪肉食品安全问题,但因缺乏动物剂量反应模型,目前尚无法进行精确建模。专家组的结论是由于病原体相关的不确定性,现有证据不足以确定如果将三级消毒循环的再生水用于非乳用牲畜的饮水是否会危及公共健康。其中一项建议是使用经消毒的三级循环水作为储水时,应该建立一个针对性的源头控制方案,以避免高风险的废水输入,如禁止屠宰场废水、动物园废水及高浓度工业废水等高危污水输入,强化紫外线与化学消毒要求。资料来源:加利福尼亚州水资源控制委员会。2018。《标题22:加利福尼亚州法规LundJ.、MedellinAzuaraJ.、DurandJ.和StoneK。2018。《加利福尼亚州20122016年干旱的启示》。水资源规划与管理杂志,144(10)。PoppengaR.、AshboltN.、MikolonA.、PecsonB.、RockC.和SmithD。2018。《使用消毒三级再生水用于非奶牛牲畜饮水:加利福尼亚州人类及动物健康评估》。独立咨询小组最终报告。美国加利福尼亚州,国家水资源研究所。2水资源回收与再利用192.2.2污染物食品安全风险再生水或重复用水中新污染物对食品安全影响的科学研究仍处于发展阶段。一般而言,化学物质在作物中的吸收风险取决于其在土壤系统中的持久性、分配迁移特性及根系吸收效率(经济合作与发展组织,2012)。现有研究证实抗生素(Zhang等,2017;AlFarsi等,2018)、二苯甲酮类紫外线过滤剂(SunyerCaldú等,2022)及甜味剂(Kreuzig等,2021;Manasfi等,2021)等污染物可在农产品中累积。抗惊厥药物卡马西平是研究较深入的新污染物之一,田间试验显示其可从使用经处理废水的土壤或水培基质中向多种果蔬作物转移蓄积(Franklin等,2016; García等,2018;Picó等,2019;Beltrán等,2020;BenMordechay等,2022)。然而,布洛芬等物质的吸收量非常少(AlFarsi等,2018;García和FernándezLópez,2022)。小麦和蔬菜中双酚A、辛基酚及壬基酚的吸收量,在再生水与常规水源灌溉条件下无显著差异(Li等,2021)。插文5列举了使用经处理污水浇灌的家庭菜园污染物案例。尽管污染物通过食物链的蓄积量达到处方剂量或家庭暴露水平的可能性较低(Fu等,2019),但作物的吸收潜力突显了评估水源中新污染物风险的重要性。最新证据表明,使用再生水灌溉可能加剧土壤中微塑料污染(GarridoGamarro和Costanzo,2022;PérezReverón等,2022)。即使污水处理效率较高,仍有部分微塑料与纳米塑料穿透处理系统,迁移至用于作物灌溉的再生知不断深入,但对食品中纳米塑料累积的研究仍存在明显空白(Azzem等,仍然有限,直接接触虽暂不构成健康威胁,但其携带的化学成分可能迁移至食蓝藻毒素通过污染灌溉水向作物中迁移的问题引发了新的关注。研究报道微囊藻毒素能够在果蔬及谷物中蓄积(Mutoti、Gumbo和Jideani,2022),柱孢藻毒素可在叶菜中蓄积(CordeiroAraújo、Chia和BittencourtOliveira,2017)。世卫组织审查数据显示,作物中蓝藻毒素短期暴露水平虽然不高,但水源中毒素浓度高,尤其是用于灌溉主粮的水源,可能加剧健康风险,因此建议建立毒素浓度筛查机制(Ibelings、Foss和Chorus,2021)。再生水中普遍存在重金属,铬、镉等污染物在使用再生水灌溉的作物中含量升高(AbiSaab等,2022)。多数研究表明,再生水灌溉的重金属问题引起的膳食风险总体可控,因为其在农产品中的含量通常处于可接受水平,但不同的水源与灌溉系统之间重金属含量存在一定差异(Qureshi等,2016;Hus-循环经济中的食品安全20sain、Priyadarshi和Dubey,2019;AbiSaab等,2022)。再生水用于牲畜饮水和饲料或牧草灌溉时(图23),新污染物对畜牧生产系统的风险特征尚不明确。需特别关注具有显著亲脂性、易在肉类及其他可食组织中蓄积的环境污染物。源自个人护理品与药物的新污染物通常亲脂性低、溶解度高、排泄率高,因此在可食用组织中蓄积的风险较低。但氯化有机磷酸酯阻燃剂(如磷酸三(1氯2丙基)酯)除外,其已在多国乳品与蛋类等动物产品中检出(Li等,2019),且来源广泛,污水处理时去除效率低,此类物质可能存在于再生废水中(Meyer和Bester,2004)。关于水产养殖或鱼菜共生系统中使用再利用或再生水的风险,目前直接报告污染物风险的研究较少。监测数据显示,可能接触废水的养殖水体中存在全氟和多氟烷基化合物、药物、缓蚀剂及麻醉品等新型污染物(Lai等,2018)。研究证实,这些物质可在野生鱼类组织中蓄积(Deere等,2020),但对比研究插文5使用经处理废水浇灌家庭菜园案例美国犹他州海勒姆污水处理厂的再生水作为非直接饮用水,成为家庭菜园灌溉的补充水源。一项针对生食蔬菜的综合性风险评估研究检测了典型生食农产品中的病原体与个人护理污染物残留(Weidhaas等,2022)。通过定量聚合酶链式反应检测,蔬菜中普遍检出的是大肠杆菌(uidA基因)与肠球菌(23SrRNA)(样本检出率超过80%),沙门菌(invA基因)与肠道腺病毒检出率为40%~42%,诺如病毒检出率为17%。个人护理污染物中,药物类以卡马西平、氟西汀、黄体酮及磺胺甲恶唑为主,最高浓度达11~64微克/千克。驱虫剂N,N二乙基间苯胺(避蚊胺)与咖啡因在66份样本中仅检出4份;清洁剂三氯生与阻燃剂三(2氯乙基)磷酸酯虽存在于再生水中,但均未检出。风险评估结果表明,个人护理污染物风险较低,即使直接饮用灌溉水也不会构成显著威胁,但需说明的是检测指标有限,未涵盖全氟和多氟烷基物质等废水污染物。定量微生物风险评估则表明,居民连续食用家庭菜园产品超过90天,病原体相关疾病发生的概率将超过国家基准值,主要风险源为腺病毒与肠球菌,此外农产品中携带了多类抗生素耐药基因,这可能与抗生素共存相关(Weidhaas等,2022)。犹他州北部两座城市的社区调查显示,公众对再生水灌溉的健康风险认知度较低(Flint和Koci,2020)。研究建议加强宣传指导,建议食用前2水资源回收与再利用21正确清洗农产品。正确清洗农产品。资料来源:FlintC.G.和KociK.R.。2021。《犹他州北部居民对水资源再利用的认知研究》。水环境研究,93:123135。WeidhaasJ.、OlsenM.、McLeanJ.E.、AllenN.、AhmadiL.、DuoduK.和Du-pontR.。2022。《住宅灌溉用再生水的微生物及化学风险评估》。水再利用,12(3):289。库克群岛研究人员检测水中污染物。图23农业粮食生产系统中水回收再利用的线性与循环模型注:深灰框和线条代表现有的线性流程;浅灰框和线条代表循环过程;虚线框详细说明了采用的流程。*所有用于生产食品的水(灌溉、饲养动物、清洗设备、加工等)。**例如屠宰场的污水。埃及市场上变质的番茄。肯尼亚农民收集黑幼虫喂鱼。233粮食损失与浪费食物浪费作为影响农业粮食体系可持续性和粮食安全的全球性问题,其重要性已体现在联合国可持续发展目标12(确保可持续消费和生产模式)的具体指标中。根据联合国可持续发展目标12.3,到2030年要“将零售和消费环节的全球人均粮食浪费减半,并减少生产和供应链(包括收获后损失)中的粮食损失”(联合国,2015)。为支持这一目标,粮农组织《减少粮食损失和浪费自愿行为守则》提出了指导各国应对粮食损失和浪费根源的原则与行动(粮农组织,2022b)。所有减少粮食损失和浪费的措施都必须考虑食品安全和营养要求。Goossens、Wegner和Schmidt(2019)提出了预防食物浪费的四类措施,其中每个主题都需要考虑潜在的食品安全影响。预防:通过减少过剩和管理过量生产,从源头上管控粮食浪费。该措施主要侧重供应端管理,而非为食品废弃物开辟替代利用途径,因此除农业粮食生产系统本身固有的风险外,不会对食品安全产生额外影响。再分配:将剩余食物分配或捐赠给有需要的人群。其核心在于确保调配的食品仍符合食用标准,因此调配食品的食品安全风险应与常规食品无异(粮农价值提升与转化:通过升级再造等方式,在系统内或跨领域(生物性的)实现食品废弃物的增值再利用。典型案例包括将废弃物转化为动物饲料,或从果皮、果渣等副产物中提取食品添加剂、抗菌剂等高价值物质(Ueda等,养分或能源回收:该方式虽经济附加值低于前三类,但能有效减少食品废弃物的填埋量。具体方法包括对可食用或不可食用废弃物进行厌氧消化生产沼气;将堆肥、蚯蚓堆肥或消化残渣还田以改良土壤和提供有机肥料。当前可采用多种技术与工艺将食品废弃物转化为高附加值产品或实现养分或能源回收(图31)。生物活性成分可通过溶剂萃取、超声波处理、次临界水提取或酶解法获得,而堆肥、发酵和厌氧消化等工艺则用于养分与能源回收(Kumar等,2017;Roy等,2023)。然而,食品废弃物中的微生物、化学及循环经济中的食品安全24物理污染物可能在整个回收增值过程中持续存在,这对保障食品安全构成威胁。下文将系统梳理食品废弃物及其回收利用和资源化过程中产生的微生物、化学性及物理性危害。值得注意的是,随着消费者日益将环境可持续性作为食品选购标准,需同步防范相关欺诈行为。食品废弃物领域的食品欺诈可能表现为:使用受污染原料进行掺假,或提供有关食品价值链可持续做法使用的误导性信息(Manning和Kowalska,2021;Traynor等,2024)。图31农业粮食生产系统中食品废弃物及副产物的线性与循环模型注:深灰色框和线条代表着现有过程;浅灰色框代表循环过程和利用案例;虚线框具体说明应用案例。3.1食品废弃物和副产物中的病原体和污染物3.1.1病原体食品废弃物中的病原体状况取决于废弃物中的食品类型构成,以及成为废弃物前后的腐败和污染程度。一项专门调查发现,家庭和商业来源(包括自愿收集和规范收集)的食品废弃物中存在单核细胞增生李斯特菌、沙门菌属和耶尔森菌属等食源性病原体(Thakali等,2022)。然而,一项关于可能用于动物饲料的食品废弃物中微生物质量的研究则未检出沙门菌属,其他质量指标值也普遍较低(Tretola等,2017)。类似地,在拟用于动物饲料的商业和家庭食品废弃物颗粒化研究中,均未检出沙门菌属和单核细胞增生李斯特菌,葡萄球菌肠毒素、蜡样芽孢杆菌肠毒素、产志贺毒素大肠杆菌、肉毒梭菌和小肠结肠3粮食损失与浪费25炎耶尔森菌均低于检测限(Castrica等,2018)。在食品废弃物衍生的生物肥料中,蜡样芽孢杆菌浓度为3.3~4.8logCFU/克(Golovko等,2022)。某些细菌种属可能存在于用有机废弃物饲养的可食用昆虫的特定发育阶段(插文6)。食品废弃物堆肥的正确熟化通常足以降低病原体负荷(Lemunier等,2005),许多国家针对堆肥消毒的时间和温度制定了法定或自愿标准(Hogg等,2002)。蚯蚓堆肥处理食品废弃物对病原体的控制效果不一。例如,大肠杆菌在该过程中的存活率报道差异较大,这可能取决于废弃物中的拮抗细菌及化学特性(Cao等,2016;HénaultEthier、Martin和Gélinas,2016)。若