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1、拿什么拯救重金属污染土壤?“土壤中毒不是耸人听闻，而是正在发生的事实。在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上，原本正 常生长的农作物会被超标的重金属毒死，人们难觅蔬菜和粮食的踪 影。随着经济社会的发展，中国的土壤重金属污染日益严重。环保部 此前估算的数据显示，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万 吨，造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称，目前全 国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者，因矿 产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露，并通过水流等途径污染农 田，造成土壤中的重金属含量严重超标，直接影响到农作物的产量和 品
2、质，威胁人类健康。他说，土壤污染问题的“弱势,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气 污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金 属污染物有砷、镉、汞、铭、铅、镍、锌、铜等，尤其是砷中毒的事 件，我国每年都有报道。但土壤的安全，又涉及人们的米袋子、菜篮子，事关人们的生命 健康。因此，污染土壤的修复迫在眉睫。谁来拯救土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题，传统污 染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说，像淋洗 法修复土壤，用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，这 是比较彻底的解决办法，但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外， 还存在二次污染的问题。相对来说，
3、借助植物特殊功能修复污染土壤 的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术课题小组，在国 际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术，并建立了第一个植物修 复示范工程。他们的研究证实，蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富 集功能，其叶片含砷量高达千分之八，大大超过植物体内的氮磷养分 含量。“植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类 型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的 植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物，特 别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物一一俗称超富集植 物，种植在污染的土
4、壤上，让植物把土壤中的污染物吸收起来，再 将植物中的重金属元素加以回收利用。陈同斌说，“大部分植物吸收 的重金属都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系 的吸收量。能成为超富集植物，一是植物在有毒重金属污染胁迫下生 物量不能减少；二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。 这样的超富集植物才具有实用价值，可以推广应用。萧家释疑陈同斌：中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主 任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植 物修复和智能控制生物堆肥领域的主要开创者和学术带头人。在国际 上发现第一种砷超富集植物一一蜈蚣草，解决了砷污染土壤植物修复 的关键技术，并建
5、立示范工程。疑问一：螟蚣草怎么发现的？陈同斌的重金属污染土壤植物修复团队，从1997年开始在全国 范围内进行土壤污染状况调查，1999年在中国本土发现了世界上第 一种砷的超富集植物一一蜈蚣草。他说，在全国考察重金属污染时，发现最严重的是砷污染。像西 南一些地方，有很多矿石含砷量大，对土壤的污染较重。砷是一种有 毒的物质，其三价的氧化物俗称“砒霜，能让接触者患皮肤病或癌症 等。而蜈蚣草却能从土壤中大量地把砷等有毒金属吸走。那么，蜈蚣草是怎么发现的？“1999年以前，国内的土壤修复大多以国外已发现的超富集植物作为研究材料，女谴蓝菜。我想，在植物资源那么丰富的中国，为 什么不能找到更好的超富集植物呢
6、？ 陈同斌说，湖南石门是盛产雄 黄矿的地方，雄黄主要成分是砷。有砷等重金属的地方，那里的植物 就有耐重金属的特质，或许能大量吸附重金属。于是，课题组开始了在雄黄矿寻找这种植物。在雄黄矿的调查发现，尽管当地土壤的砷含量比普通土壤高数百 倍以上，但是仍有少数能够存活下来，并且长得还不错的植物。但是 大家还不敢断定，这些植物就是要寻找的能吸收砷的超富集植物，因 为不知道这种植物体内的砷含量是多少？即使植物体内发现砷，那又 是通过根系从土壤中吸收的，还是空气飘落而至的？这一切，只能回 到北京的实验室，进一步研究才能确定。“通过多次考察和试验，我们发现并证实，蜈蚣草等几种植物体 内的砷就是通过根系从土壤
7、中进入的，且含量还很高，比遏蓝菜具有 更好的修复效果。陈同斌欣慰地说。这就是神奇的蜈蚣草。疑问二：蜈蚣草怎么“吃”掉土壤中的神？在中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心的六楼实验 室里，记者见到一盆盆来自不同地方的蜈蚣草，让人惊叹的是，就是 这些不起眼的绿色植物，却有如此神奇的魔力。它是怎样将土壤中的 砷吸附在自己体内？从而修复土壤、净化环境。“蜈蚣草是一种通过孢子繁殖的蕨类植物，幼苗育好后，移植到 重金属污染的土壤中去就可以了。蜈蚣草将土壤中的重金属，通过根 系，吸收到体内，并转移到地上部分。由于它对土地中砷的吸收量比 普通植物高很多，一块原本污染得没法种庄稼的土地，蜈蚣草种上几 年后，
8、土壤被净化得随你爱种什么了。陈同斌告诉记者。为了缩短净化的时间，提高净化率，原本一年割一茬的蜈蚣草， 还可以每年割三茬。同时，为了提高土地的利用率，在修复土壤的同 时，可将蜈蚣草和一些经济作物套种。在广西，蜈蚣草就和制造工业 乙醇的能源甘蔗种在一起。在其他地方，蜈蚣草还能和桑树、苎麻一 起套种，为农民带来一定的经济收入。疑问三：螟蚣草“吃了神咋处理？几年后，那些完成修复土壤任务的超累积植物咋处理？会不会造 成二次污染？有没有可能回收利用？陈同斌告诉记者，真正想提炼和 回收利用重金属时，量又很有限，从经济学角度考虑目前不太合算。 所以，那些修复植物每年被割掉的地上部分和几年后完成修复土壤任 务的
9、整株植物，处理的方法都一样，就是焚烧，再作为危险废弃物集 中填埋。焚烧后，重金属的比例就不大了，在允许的范围内。填埋后， 它释放的那部分重金属的含量通过再释放已经在环境背景值的水平 以下，而在背景值水平以下的重金属，一般不会显示出它的毒性。就 像一般的农业土壤，均存在着重金属元素，它们之所以不产生危害是 因为处于背景值水平。“土壤重金属的污染不容忽视，但也不能夸大，一定要实事求是， 因为有些地方的污染土壤是可以修复的。他说，尽管超量积累植物 在治理重金属污染土壤方面具有很大的潜力，但在实际中存在一些问 题：如自然界中的超量积累植物不仅种属稀少，而且往往有地域分布的局限性。此外，多数超累积植物往
10、往存在生物量小、生长缓慢、气 候环境适应性差等问题。因而，寻找筛选和栽培驯化自然界中存在的 超累积植物，使其能适用于实际应用，仍然是当前植物修复研究的一 项重要任务。典型案例蜈蚣草“吃掉土壤中的重金属神用植物“吃掉土壤中的重金属，这不是假设。在湖南、广西和云 南，陈同斌的研究小组应用了，在本土条件下依靠超富集植物螟蚣草， 对土壤重金属污染进行修复的技术，改善了土壤和减少农作物中重金 属超标的现象。湖南:建立了世界上第一个砷污染土壤植物修复基地修复前：湖南郴州苏仙区邓家塘乡因碑污染导致600多亩稻田 弃耕、2人死亡、400多人集体住院，诱发严重纠纷和暴力冲突，曾 引起国务院高度重视，中央电视台焦
11、点访谈专门报道。修复后：在田间种植条件下，螟蚣草叶片含碑量高达0.8%，有 力证明了螟蚣草在碑污染土壤的治理方面具有极大的应用潜力。广西：建立污染土地的植物修复示范工程修复前：广西环江县因洪灾造成超过5000亩农田土壤被严重污 染，部分土壤甚至寸草不生，这已成为广西当前最突出的环境问题。修复后：建立污染土地的植物修复示范工程，目前已种植超富集 植物进行土壤重金属污染修复试验，取得初步成效。云南：开展植物修复与植物采矿技术研究修复前：在云南有些矿产区，采矿尾砂库换土、复垦后，土地依 然存在严重的砷、铅、镉等多种重金属超标问题，种植的蔬菜和粮食 重金属超标。人长时间暴露在含砷环境中可诱发癌症，高剂量砷可导 致死亡。修复后：研究小组在云南开展植物修复与植物采矿技术研究与推 广应用，有效解决了当地严重的土壤及农产品重金属污染超标问题， 提高了矿区复垦土地的利用率，保障了人民的安全健康。
