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【新闻】用水稻医治毒农田的陈能场华鬼吹箫

发布时间:2020-10-18 23:58:05 阅读: 来源:电热膜厂家

用水稻医治毒农田的陈能场

医治毒农田

广东生态环境和土壤研究所的研究员陈能场正在试验用经济的水稻“长香谷”来吸取“癌症村”土壤中的重金属镉,但这样的修复技术能在中国推广吗?

几片庞大的积雨云覆盖着上坝村。晴朗的天气,突然变得阴郁。

雨水很快来临,敲打着遍野的深绿甘蔗,劈啪作响。何有添急匆匆地从甘蔗地里跑出来,朝大约30米处的房舍奔去。深色的褂子,摩擦着长长的甘蔗叶子。

几小时前,他给200多公里之外的广州打了一个电话,接电话的是广东生态环境与土壤研究所研究员陈能场。在电话里,何有添和陈商量着今年下半年的试验安排。

何有添,57岁,上坝村村委会主任。这个村子隶属于广东韶关翁源县新江镇,人口超过3000。

除了苍莽群山外,环绕着这个村庄的,还有一条“横石河”。

约30年前,距横石河源头20公里处有一个大宝山矿地,主要开采铁和铜。尾矿库里的高浓度重金属倾泻而下,注入横石河。横石河蜿蜒流经上坝村,在村西北处被村民用一条长长的水渠引入村子。他们用这条河流的水来浇灌田地。

1980年代,尾矿水中的铁离子,将横石河水染得赤红,河里的鱼虾渐渐绝迹。多年以后,这个村庄陆续有人生病,并死于各种癌症。村民回忆,甚至水井里的水喝在嘴里“有一种麻麻的感觉。”2005年,媒体披露,自1987年来的18年间,上坝村有250人死于癌症。从此,和中国农村众多被工业污染侵害的村子一样,上坝村也被贴上了“癌症村”的标签。

2005年前后,开始有专家陆续进入这个村子。

前华南农业大学教授林初夏,曾在横石河里取了一些水。他将这些赤红的水稀释了10000倍后,发现水生物在里面存活的时间,不会超过24小时。

同时期,专家们也从田地里取回土壤样本。在经过化验后,他们迅速达成一致:上坝村2000多亩田地,都存在土壤重金属超标,主要以镉、铅和砷等为主。其中,镉超标46.51%,铅超标4.4%,铜超标100%,锌超标71.1%。

为了给这些身染“重症”的土地治病,来自广东生态环境和土壤研究所以及华南农业大学的专家,在上坝村里分别租借了一些毒地,做起“排毒”试验。广东生态环境和土壤研究所的研究员陈能场博士就是这些医治土壤的专家之一。

2007年,陈能场租了何有添一亩多的稻田,每年租金约800元。他将这块重金属超标的稻田划分成几个小的单元,种植不同的稻谷,以测试不同种类的稻谷对重金属的吸取能力。

陈能场说:“还需要两三年左右,才能观察到某种稻谷吸收重金属的效果。”

揪出“凶手”

回国前,环境生物学博士陈能场在日本鹿儿岛大学供职。在日本期间,他在网络上读到一些关于广东韶关大宝山矿地污染的报道。

2004年5月,陈能场回国,去了广东生态环境和土壤研究所。

第二年,他走进了何有添所在的上坝村,考察当地的重金属污染现实。他在一些重金属污染的土壤里,挖了一些深坑,以此来观察这些土壤里重金属污染的深度。

陈能场在这个村子的调查范围,从土壤、井水、稻米延伸至动物内脏和人体的尿镉和尿砷。他在调查化验后,发现在众多超标的重金属中,镉是影响当地居民健康最主要的重金属。

镉主要通过食物链进入人体。被人体吸收后后,镉会在人体内形成镉硫蛋白,通过血液大部分蓄积于肾、肝中。进入人体内的镉,有1/3的数量被肾脏吸进蓄积。

肾脏成了镉中毒的靶器官。

最初,镉像一名沉默的隐形杀手。等到量化至一定的极限后,它们就开始对人体进行最残酷的攻击。这种慢性镉中毒对人体的影响,有一个极端的例子,曾震惊全球,那就是日本最著名的公害病——痛痛病。这种病症,甚至会让人人体脆弱得稍微大一点的咳嗽,身上的骨头就会断裂。有人曾因无法忍受这痛苦,而选择了自杀。

但这种痛痛病的案例,并未在上坝村出现。这是因为上坝村的村民“体内的镉,还没累积到那么多的量。”

但这并不意味着,镉没有给上坝村村民带来影响。

除了死于癌症的250人,“我们村里几乎每家都有肾结石。”何有添说。

这个结果,也在陈能场后来的调查中得到证实。

省钱的长香谷

广州,7月的一个下午,陈能场用双手拉开一道简易的网状门。闷热的空气,从这个几百平方米的透明试验基地迎面包裹拢来。这个位于广东生态环境和土壤研究所的透明棚子里,种了40多盆稻谷。

这是一种名叫“长香谷”的品种。

它们分别被插栽在四十个红色的塑料(10040,40.00,0.40%)盆里,盆上被用黑色的笔,标上A-Z等标记,分别按照A1、A2,B1、B2这样的方式排列在长长的水泥槽内。另有几盆稻谷,则被插栽在长方形的盒子内。稻谷的根部,被限制在一个宽2厘米的空间里生长。在这个空间外面,每隔1毫米的土壤,就被尼龙网膜隔开。

陈能场用这样的方式,来模拟研究重金属从土壤进入植物根系的过程。

40多个红色塑料盆里的土壤,全都来自上坝村,都含有超标的重金属。陈能场希望能通过这个试验弄清楚:长香谷这一稻种,对上坝村土壤里的重金属的最大吸收量会有多大。

从外形上看,长香谷的稻秆有些纤长,比普通稻谷的秆要长一倍,谷粒也比普通稻种的谷粒细长。这一稻种的同类试验,曾在日本取得成功。

之前,日本冈山大学的教授马建锋和他的研究团队,在研究亚洲水稻(Oryzasativa)时,发现其中一个Nramp5的基因有吸收锰和镉的能力。

这个Nramp5基因,可以编码一个类似“水泵”一样的蛋白质从土壤里泵入金属元素。后来,马建锋教授和其他研究人员,通过一些生物技术,把这个基因从水稻的体内去除了。结果却发现,在失去了Nramp5基因以后,水稻中的镉含量出现了惊人的下降,不到原来的十分之一。

陈能场说,长香谷吸收土壤里重金属镉,“原理是一致的。”

早在陈能场用长香谷做这个试验前,日本的秋田大学,就曾用长香谷来吸收土壤中的重金属,由于它具有巨大的吸收量,已经在日本推广应用。部分科学家认为,这是一种有前景而且省钱的方式。

但日本主要采取“换客土”的方式来修复土壤里的重金属。“就是直接从其他地方运来未受污染的土壤,覆盖在这些被重金属污染的土地上”,陈能场解释说。

但这一方式,所需要支付的成本却很高。

日本的官员曾表示,日本现在修复1公顷土地的费用,大约是2000万到5000万日元(约数百万元人民币)。据日媒报道,导致日本痛痛病的神通川的863公顷的污染土壤,通过客土法,在耗费33年和407亿日元(约合人民币30亿元)后,终于在今年的3月17日完成。

这种昂贵的修复方式,虽然修复的速度和效率要远高于用长香谷的修复方式,但因成本过高,对于中国大量的污染耕地,并不一定可行。中国大多数科学家更多倾向于研究其他治理方式,如农艺措施、土壤调理剂,或植物修复等。

从2006年开始,陈能场从上坝村挖了一些重金属污染的土壤样本,带回广州的试验基地。在通过盆栽油菜、玉米(2412,-2.00,-0.08%)和稻谷的试验后,他发现,用这些方式修复上坝村的毒地,要么生产不良,要么季节不合。

他们也尝试将已经进入植物体内的有毒重金属控制在植株中而不进入稻米等可食部位。三年的试验结果表明,喷施的效果,随着天气、植物生长时期、喷施浓度和次数等等变动太大。他们最终放弃了这一努力。

这一年,陈能场用20个早稻品种,以及50个晚稻品种进行了试验。试验的结果是:不同品种的水稻,对重金属的吸收能力有很大的区别。其中,早稻的20个品种,镉的含量相差4.84倍;晚稻50个品种中,镉的含量相差70.4倍。“晚稻稻米吸收的重金属含量,远远高于早稻。”

除了筛选适合当地种植的低重金属吸收的农作物外,陈能场和他的团队,还使用土壤调理剂和钢渣等,来对上坝村的污染土壤进行施用。这个试验,带来了乐观的效果——土壤调理剂,不仅降低了土壤里的重金属镉,还能提高作物的产量。“因此,土壤调理剂的施用,将是我们以后治理上坝污染,实现粮食安全的重要措施。”

边生产边修复

“中国只占世界7%的耕地,以生产出粮食养活占世界22%的人口,人多地少,大量污染农田,不可能像一些发达国家一样,可以通过休耕或者植物修复技术慢慢进行治理。”陈能场说。

在这样的现实背景下,陈博士及其团队将研究重心转向了“边生产边修复”的技术开发。

他们目前采取的技术,是通过土壤调理剂、低重金属吸收品种的组合,生产安全的早稻稻米,供农户食用;而利用长香谷等水稻配合施肥等,将重金属从土壤中取出,所生产的粮食并不用来食用。

在种早稻前,他们用土壤调理剂等方式的施用,将重金属抑制在土壤内,这样种出来的早稻,就不会有太多重金属,而吸取重金属较多的晚稻则用来自己做试验。

而另一个新问题,又将带来新的考验:“只种一季水稻,未必够农民吃。如果政府能补贴一些就好了。”

吸收了镉的稻谷,除了部分用来做下一年的试验种子外,陈能场他们采取了安全焚烧等方式进行了处理;而另一个研究团队,却在用这种稻谷做试验,希望将这些稻谷里的重金属转换成能源。

44岁的李海滨是这个研究项目的负责人。他的官方身份,是中科院广州能源研究所生物质能中心主任,主要从事生物质能、固体废物利用应用基础研究及开发工作。

他们希望将这些富集重金属的农作物,通过500度的高温安全焚烧后,所挥发出来的气体转换成热能,而未能燃烧的重金属就富集于灰烬中。如果灰烬里的重金属达到一定的浓度,还可以采取冶金的方式,将其提炼出来,用做工业等方面的用途。

在实验室里,他们用一根长筒状的热解炉来做这个实验。这种特殊的电解炉内壁,环绕着形若电炉上的钢丝。他们把电解炉接上电源,并将温度升至500度左右后,这些含有重金属的农作物,很快燃烧起来,并产生热能,留下富集重金属的灰烬。

“目前,由陈能场博士他们提供的稻谷,其重金属含量还不能很好地支撑这个试验。至少要重金属超过现有含量的10倍以上,才能达到很好的效果。并且,也需要这样的农作物,达到成千上万亩的规模,才能形成工业化。”李海滨说。

这一愿景,目前仍处于实验室阶段。

事实上,陈能场的土地修复技术,也仍在进一步的试验中,尚未全面推广。

他说,在土壤重金属治理成本方面,日本的经验或许可以借鉴。在日本,修复土地的成本,国家承担约40%,污染企业承担约40%,两者占了绝对比例。

虽然陈能场的治理模式所需要的费用,要低廉得多,“能够解决目前的粮食重金属安全,以及最终的土壤生态安全。但在中国,目前并无日本那样的治理费用的制度,用来运转重金属污染土壤的修复工程。农田重金属治理依然存在困境。”

至今,大宝山的采矿机器还在运转。

下游尾矿库里的重金属,仍继续倾注进横石河。至今,河里河岸的石头仍呈赤红色。

上坝村的村民仍然继续耕种那片毒土地。在这个他们生活了数代人的村庄,没有村民不知道自己的土壤里重金属超标。

他们也知道,这些土壤里种出来的粮食,会对他们身体带来伤害。

但他们别无选择。

村民说,他们现在去集市上卖大米,都不敢说自己是“上坝村”的。买米的人,一旦知道了他们来自上坝村,米就卖不掉了。

40余岁的周兰说,她老公现在是肝癌晚期。几年后,如果村里的土壤重金属污染现状,还没什么显著的改善,她希望自己在韶关读技校、学机械和汽修专业的儿子“不要再回到这个村庄,就在外面谋生好了。”

自从土壤重金属超标的消息曝光,村里有钱的村民,会去镇上买其他乡镇或村庄的无污染大米吃;家境窘困的村民,仍然只能在重金属超标的田地里种粮食吃。

“有钱的拿钱扛,没钱的拿命扛。”一位不愿署名的村民说。

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