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蜈蚣草怎么“吃”掉土壤中的砷？

[日期：2009-12-08] 來源：科技日報(bào) 作者：趙英淑發(fā)表評論(1)打印

■ 新聞緣起

　　12月1日17時，海口市工商局從中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院綜合檢測中心拿到復(fù)檢結(jié)果。結(jié)果顯示：農(nóng)夫山泉、統(tǒng)一3種飲料檢測結(jié)果全部合格。

　　10月中旬，海口市工商局開始對超市、商場的飲料進(jìn)行專項(xiàng)抽查并檢測。11月23日的檢驗(yàn)報(bào)告結(jié)果顯示農(nóng)夫山泉和統(tǒng)一企業(yè)上述3種產(chǎn)品總砷含量超標(biāo)。

　　隨后，農(nóng)夫山泉和統(tǒng)一企業(yè)對海口市工商局的抽檢過程和結(jié)果的合法性和真實(shí)性提出強(qiáng)烈質(zhì)疑。11月27日，海口市工商局將涉嫌總砷含量超標(biāo)的3種抽檢產(chǎn)品備份送往中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院綜合檢測中心復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果顯示抽檢產(chǎn)品全部合格。

　　（據(jù)新華社）

　　■ 將新聞進(jìn)行到底

　　12月1日，被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“統(tǒng)一”和“農(nóng)夫山泉”的“砒霜門”事件，發(fā)生了戲劇性逆轉(zhuǎn)。

　　海口市工商局稱，此前，被認(rèn)定的總砷超標(biāo)，不能飲用的農(nóng)夫山泉和統(tǒng)一企業(yè)的3種抽檢產(chǎn)品，經(jīng)中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院綜合檢測中心復(fù)檢，全部合格。

　　這著實(shí)讓老百姓虛驚了一場。但虛驚過后，人們不禁要問：我們每天喝的水、吃的蔬菜、水果、大米，哪些是安全的，哪些是被污染的？生長蔬菜、水果、大米的土壤是一片凈土，還是被重金屬污染了？……

　　——土壤中毒——

　　“土壤中毒”不是聳人聽聞，而是正在發(fā)生的事實(shí)。

　　在廣西、云南、湖南等一些受到重金屬污染區(qū)的土地上，原本正常生長的農(nóng)作物會被超標(biāo)的重金屬毒死，人們難覓蔬菜和糧食的蹤影。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，中國的土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。環(huán)保部此前估算的數(shù)據(jù)顯示，全國每年因重金屬污染的糧食高達(dá)1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。國土資源部也稱，目前全國耕種土地面積的10%以上已受重金屬污染。

　　中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陳同斌研究員告訴記者，因礦產(chǎn)資源采掘不當(dāng)而使廢棄采礦地大量裸露，并通過水流等途徑污染農(nóng)田，造成土壤中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，直接影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，威脅人類健康。

　　他說，土壤污染問題的“弱勢”,跟其隱蔽性和滯后性有關(guān)。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀。比較典型的重金屬污染物有砷、鎘、汞、鉻、鉛、鎳、鋅、銅等，尤其是砷中毒的事件，我國每年都有報(bào)道。

　　但土壤的安全，又涉及人們的米袋子、菜籃子，事關(guān)人們的生命健康。因此，污染土壤的修復(fù)迫在眉睫。

　　——誰來拯救——

　　土壤重金屬污染是全球面臨的一個亟待解決的環(huán)境問題，傳統(tǒng)污染土壤的修復(fù)方法不能從根本上解決問題。陳同斌研究員說，像淋洗法修復(fù)土壤，用化學(xué)溶劑對受污染土壤進(jìn)行清洗，把重金屬洗去，這是比較徹底的解決辦法，但是淋洗法除了耗費(fèi)巨大和工程量大之外，還存在二次污染的問題。相對來說，借助植物特殊功能修復(fù)污染土壤的植物技術(shù)以其安全、廉價的特點(diǎn)正成為全世界研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。

　　陳同斌主持的“重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)”課題小組，在國際上率先開發(fā)出砷污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，并建立了第一個植物修復(fù)示范工程。他們的研究證實(shí)，蕨類植物蜈蚣草對砷具有很強(qiáng)的超富集功能，其葉片含砷量高達(dá)千分之八，大大超過植物體內(nèi)的氮磷養(yǎng)分含量。

　　“植物修復(fù)可以細(xì)分成植物富集、植物穩(wěn)定、植物阻隔等很多類型。但是目前植物修復(fù)的重點(diǎn)方向主要集中在以去除重金屬為目的的植物萃取技術(shù)。植物修復(fù)萃取技術(shù)首先需要篩選和培育特種植物，特別是對重金屬具有超常規(guī)吸收和富集能力的植物——俗稱‘超富集植物’，種植在污染的土壤上，讓植物把土壤中的污染物吸收起來，再將植物中的重金屬元素加以回收利用。”陳同斌說，“大部分植物吸收的重金屬都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成為超富集植物，一是植物在有毒重金屬污染脅迫下生物量不能減少；二是植物吸收的重金屬含量應(yīng)該高于土壤中的含量。這樣的超富集植物才具有實(shí)用價值，可以推廣應(yīng)用。”

　　■專家釋疑

　　陳同斌：中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心主任，首席研究員、博士生導(dǎo)師、國家杰出青年基金獲得者，是我國植物修復(fù)和智能控制生物堆肥領(lǐng)域的主要開創(chuàng)者和學(xué)術(shù)帶頭人。在國際上發(fā)現(xiàn)第一種砷超富集植物——蜈蚣草，解決了砷污染土壤植物修復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)，并建立示范工程。

　　疑問一：蜈蚣草怎么發(fā)現(xiàn)的？

　　陳同斌的重金屬污染土壤植物修復(fù)團(tuán)隊(duì)，從1997年開始在全國范圍內(nèi)進(jìn)行土壤污染狀況調(diào)查，1999年在中國本土發(fā)現(xiàn)了世界上第一種砷的超富集植物——蜈蚣草。

　　他說，在全國考察重金屬污染時，發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重的是砷污染。像西南一些地方，有很多礦石含砷量大，對土壤的污染較重。砷是一種有毒的物質(zhì)，其三價的氧化物俗稱“砒霜”，能讓接觸者患皮膚病或癌癥等。而蜈蚣草卻能從土壤中大量地把砷等有毒金屬吸走。

　　那么，蜈蚣草是怎么發(fā)現(xiàn)的？

　　“1999年以前，國內(nèi)的土壤修復(fù)大多以國外已發(fā)現(xiàn)的超富集植物作為研究材料，如遏藍(lán)菜。我想，在植物資源那么豐富的中國，為什么不能找到更好的超富集植物呢？”陳同斌說，湖南石門是盛產(chǎn)雄黃礦的地方，雄黃主要成分是砷。有砷等重金屬的地方，那里的植物就有耐重金屬的特質(zhì)，或許能大量吸附重金屬。

　　于是，課題組開始了在雄黃礦尋找這種植物。

　　在雄黃礦的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)?shù)赝寥赖纳楹勘绕胀ㄍ寥栏邤?shù)百倍以上，但是仍有少數(shù)能夠存活下來，并且長得還不錯的植物。但是大家還不敢斷定，這些植物就是要尋找的能吸收砷的超富集植物，因?yàn)椴恢肋@種植物體內(nèi)的砷含量是多少？即使植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)砷，那又是通過根系從土壤中吸收的，還是空氣飄落而至的？這一切，只能回到北京的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步研究才能確定。

　　“通過多次考察和試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，蜈蚣草等幾種植物體內(nèi)的砷就是通過根系從土壤中進(jìn)入的，且含量還很高，比遏藍(lán)菜具有更好的修復(fù)效果。”陳同斌欣慰地說。

　　這就是神奇的蜈蚣草。

　　疑問二：蜈蚣草怎么“吃”掉土壤中的砷？

　　在中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心的六樓實(shí)驗(yàn)室里，記者見到一盆盆來自不同地方的蜈蚣草，讓人驚嘆的是，就是這些不起眼的綠色植物，卻有如此神奇的魔力。它是怎樣將土壤中的砷吸附在自己體內(nèi)？從而修復(fù)土壤、凈化環(huán)境。

　　“蜈蚣草是一種通過孢子繁殖的蕨類植物，幼苗育好后，移植到重金屬污染的土壤中去就可以了。蜈蚣草將土壤中的重金屬，通過根系，吸收到體內(nèi)，并轉(zhuǎn)移到地上部分。由于它對土地中砷的吸收量比普通植物高很多，一塊原本污染得沒法種莊稼的土地，蜈蚣草種上幾年后，土壤被凈化得隨你愛種什么了。”陳同斌告訴記者。

　　為了縮短凈化的時間，提高凈化率，原本一年割一茬的蜈蚣草，還可以每年割三茬。同時，為了提高土地的利用率，在修復(fù)土壤的同時，可將蜈蚣草和一些經(jīng)濟(jì)作物套種。在廣西，蜈蚣草就和制造工業(yè)乙醇的能源甘蔗種在一起。在其他地方，蜈蚣草還能和桑樹、苧麻一起套種，為農(nóng)民帶來一定的經(jīng)濟(jì)收入。

　　疑問三：蜈蚣草“吃”了砷咋處理？

　　幾年后，那些完成修復(fù)土壤任務(wù)的超累積植物咋處理？會不會造成二次污染？有沒有可能回收利用？陳同斌告訴記者，真正想提煉和回收利用重金屬時，量又很有限，從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度考慮目前不太合算。所以，那些修復(fù)植物每年被割掉的地上部分和幾年后完成修復(fù)土壤任務(wù)的整株植物，處理的方法都一樣，就是焚燒，再作為危險(xiǎn)廢棄物集中填埋。焚燒后，重金屬的比例就不大了，在允許的范圍內(nèi)。填埋后，它釋放的那部分重金屬的含量通過再釋放已經(jīng)在環(huán)境背景值的水平以下，而在背景值水平以下的重金屬，一般不會顯示出它的毒性。就像一般的農(nóng)業(yè)土壤，均存在著重金屬元素，它們之所以不產(chǎn)生危害是因?yàn)樘幱诒尘爸邓健?/P>

　　“土壤重金屬的污染不容忽視，但也不能夸大，一定要實(shí)事求是，因?yàn)橛行┑胤降奈廴就寥朗强梢孕迯?fù)的。”他說，盡管超量積累植物在治理重金屬污染土壤方面具有很大的潛力，但在實(shí)際中存在一些問題：如自然界中的超量積累植物不僅種屬稀少，而且往往有地域分布的局限性。此外，多數(shù)超累積植物往往存在生物量小、生長緩慢、氣候環(huán)境適應(yīng)性差等問題。因而，尋找篩選和栽培馴化自然界中存在的超累積植物，使其能適用于實(shí)際應(yīng)用，仍然是當(dāng)前植物修復(fù)研究的一項(xiàng)重要任務(wù)。

　　■典型案例

　　蜈蚣草“吃”掉土壤中的重金屬砷

　　用植物“吃”掉土壤中的重金屬，這不是假設(shè)。在湖南、廣西和云南，陳同斌的研究小組應(yīng)用了，在本土條件下依靠超富集植物蜈蚣草，對土壤重金屬污染進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)，改善了土壤和減少農(nóng)作物中重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象。

　　湖南:建立了世界上第一個砷污染土壤植物修復(fù)基地

　　修復(fù)前：湖南郴州蘇仙區(qū)鄧家塘鄉(xiāng)因砷污染導(dǎo)致600多畝稻田棄耕、2人死亡、400多人集體住院，誘發(fā)嚴(yán)重糾紛和暴力沖突，曾引起國務(wù)院高度重視，中央電視臺《焦點(diǎn)訪談》專門報(bào)道。

　　修復(fù)后：在田間種植條件下，蜈蚣草葉片含砷量高達(dá)0.8%，有力證明了蜈蚣草在砷污染土壤的治理方面具有極大的應(yīng)用潛力。

　　廣西：建立污染土地的植物修復(fù)示范工程

　　修復(fù)前：廣西環(huán)江縣因洪災(zāi)造成超過5000畝農(nóng)田土壤被嚴(yán)重污染，部分土壤甚至寸草不生，這已成為廣西當(dāng)前最突出的環(huán)境問題。

　　修復(fù)后：建立污染土地的植物修復(fù)示范工程，目前已種植超富集植物進(jìn)行土壤重金屬污染修復(fù)試驗(yàn)，取得初步成效。

　　云南：開展植物修復(fù)與植物采礦技術(shù)研究

　　修復(fù)前：在云南有些礦產(chǎn)區(qū)，采礦尾砂庫換土、復(fù)墾后，土地依然存在嚴(yán)重的砷、鉛、鎘等多種重金屬超標(biāo)問題，種植的蔬菜和糧食重金屬超標(biāo)。人長時間暴露在含砷環(huán)境中可誘發(fā)癌癥，高劑量砷可導(dǎo)致死亡。

　　修復(fù)后：研究小組在云南開展植物修復(fù)與植物采礦技術(shù)研究與推廣應(yīng)用，有效解決了當(dāng)?shù)貒?yán)重的土壤及農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染超標(biāo)問題，提高了礦區(qū)復(fù)墾土地的利用率，保障了人民的安全健康。

編輯：Aggie | 閱讀：次

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