植物大战“毒土地”
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植物大战“毒土地”

邓家塘村试点用蜈蚣草修复被污染土地。资料图

邓家塘村试点用蜈蚣草修复被污染土地。资料图

蜈蚣草。

蜈蚣草。

蜈蚣草吸收土壤中砷的能力超过普通植物20万倍。

蜈蚣草吸收土壤中砷的能力超过普通植物20万倍。

它长在石缝里,长在山林中,它被用作观赏,也能入药,近些年来,它又有了新用途——“吸毒”。

它是蜈蚣草。研究表明,这种在湖南等地随处可见的植物能高效吸收土壤中的污染物砷。

对遭受砷污染困扰的郴州苏仙区邓家塘乡邓家塘村来说,蜈蚣草能成为一个“救星”。

不过,受限于本身技术局限和资金,“救星”推广遇阻。

目前,财政部与农业部已联合印发《农产品产地土壤重金属污染防治实施方案》,郴州5000亩重污染修复区和湘潭4000亩禁产区被双双纳入试点示范,而植物修复技术正是方案首推技术。本报记者张冬萍 郴州、长沙报道

治疗生病的土地

现在,邓家塘村村民黄长宇成了同村人羡慕的对象。

他家的4亩地,过去十年种满蜈蚣草,土壤中的砷降到安全范围内。

砷,一种有毒的类金属。人们熟知的剧毒物砒霜,学名三氧化二砷(As2O3),就是砷的氧化物。

12年前,一场由于砷制品企业违规排放导致的砷污染事故,侵袭邓家塘村。

这次事故中,含砷废水渗入地下水系,污染农田灌溉水源,使邓家塘村四个组近300亩水田遭受污染,不能再种植水稻等农作物。

人中毒了可以去医院,土地中毒了怎么治?

专家介绍,土壤重金属污染的修复治理,主要是通过物理、化学和生物的方法,切断重金属向食物链迁徙。

在日本,有一种土壤修复技术叫“客土法”,这是一种物理疗法,简而言之,就是将污染土壤深埋到植物根系无法触及的地方,并用新土覆盖;试剂提取法则是一种化学修复技术,即用化学试剂提取、溶解污染土壤中的重金属;还有一种修复技术叫钝化法,指向污染土壤添加活性物质(钝化修复剂),以降低重金属的有效浓度。

在当前实践中,植物修复法成本相对较低,是一个重要研究方向。

早在1960年代,一些发达国家就开始着手筛选和培育对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物,通过种植这些“超富集植物”,吸收土壤中的污染物。

湖南永清环境修复有限公司总经理马凯军打了个比方:“客土法”有点像“打封闭”,试剂提取法如同换血化疗,钝化法则是打止痛针、麻醉剂,而植物生态修复法则是中药排毒抗癌。“从原理上来说,中医西医各有长短,不存在优劣高下之分。”

用蜈蚣草来吸收土壤中的砷,就是一种“中药排毒抗癌”法。

蜈蚣草“食毒草”

蜈蚣草,学名肾蕨,是一种多年生草本植物,在长江以南地区分布广泛。在湖南各地,漫山遍野的蜈蚣草展现出顽强的生命力。

它直立丛生,叶片较大、叶色淡绿且具光泽,叶片展开后下垂,形态优雅,广泛地应用于客厅、办公室和卧室的美化布置。

它还能入药,主治清热利湿、宁肺止咳等,一些感冒药里,就含有蜈蚣草的成分。

而蜈蚣草能吸收土壤中的砷,则是近些年来的新发现。

中科院地理科学与资源研究所环境修复中心主任、首席研究员陈同斌是我国植物修复领域的主要开创者。从1997年开始,他在全国寻找治理砷污染的超富集植物,最终将目光锁定湖南石门。

石门盛产雄黄矿,雄黄主要成分是砷。陈同斌等人认为,有砷的地方,那里的植物就有耐砷特质,可能具备吸附重金属的功能。他们去当地研究了好几个月,最终找到了蜈蚣草。

经过实证研究,陈同斌发现,蜈蚣草可吸附砷、铅等重金属并转移到地面的枝叶里,它吸收土壤中砷的能力超过普通植物20万倍。

2001年,陈同斌带着他的重金属污染土壤植物修复团队来到邓家塘村,并租下黄长宇的4亩地,种起了蜈蚣草。这是世界上第一个砷污染植物修复基地。

最初的检测结果显示,被污染土壤的砷含量超出国家标准两三倍。种植蜈蚣草一年之后,土壤的砷含量下降了10%,而收割的蜈蚣草叶片含砷量高达0.8%。三年后,土壤砷含量进一步下降至30%-40%,五年后砷含量降至安全范围。

2005年,陈同斌获广西支持,率领环江毛南族自治县的农民种植了1280亩的蜈蚣草,并创造了以超富集植物与经济作物间作的修复模式。三年之后,曾被砷污染过的土地经检测达标,又交回农民手中。农民尝试性地种植了萝卜、豌豆、胡萝卜、玉米,经过检测,砷含量没有超标。

2007年,陈同斌又在云南个旧开辟了500亩试验田,对蜈蚣草修复技术进行推广和深化研究。五年后检测结果显示,蜈蚣草同样不负众望——每亩蜈蚣草每年“吸走”的砷高达7-13公斤,是名副其实的“食毒草”。

植物疗法推广不易

今年5月30日,“2012重金属污染土壤治理与生态修复论坛”在北京举行,蜈蚣草修复砷污染土壤技术得到高度评价。

不过,陈同斌团队在邓家塘村连续工作十年之后,已于去年撤出。

“小面积的试点很成功,但大面积推广的难度很大。”陈同斌说。

几乎与陈同斌在邓家塘建设砷污染植物修复基地同期,郴州苏仙区白露塘镇连续6年试种“蜈蚣草”,部分含砷的污染土壤得到改善,但目前这一工作也宣告停止。

一种行之有效的土壤修复技术为何没有继续下去?

郴州市农业局土肥农环科主任科员何红军介绍,因为没有经济效益,很难调动农民的参与积极性,推广难度大。“种蜈蚣草,虽然有环保效益,但农民看不到经济效益,宁愿抛荒,出去打工。”

为了提高经济效益,相关部门于2009年在郴州嘉禾县选择了200多亩农田进行试点,将蜈蚣草和苎麻进行间作。不过,苎麻产量过低,当地又没有企业收购加工,该项目最终流产。

何红军认为,从郴州的试点经验来看,植物修复法很有效,但资金不足制约大面积推广。

他算了一笔账:

如果用植物修复法来“疗伤”,每亩地每年种植和回收超富集植物的成本至少要5000元,“失地”农民的产值补贴至少要2000元。另外,植物修复法周期较长,少则三到五年,多则八至十年,即使按五年计算,资金需求也很大。

根据郴州规划,“十二五”期间,该市将投资390亿元用于境内湘江流域的重金属污染治理,其中土壤治理修复是重点,这对当地财政来说是个不小的数字。目前,郴州已经争取到25个重金属治理项目,总投资15亿元,其中国家及省级财政专项资金4.9亿元,地方融资配套10亿元。

郴州市环保局污染防治科科长毛学祥介绍,目前郴州对无主污染项目的治理,资金来源是三七开,地方筹七成,上级资金占三成;而点源治理则是一九开,企业出九成,财政补一成。

“总体上缺口较大,也曾考虑过试剂法等物理或化学的方法,但成本更加惊人,只能是小范围救急,难以大面积推广。”毛学祥说。

国家层面启动治理

自1990年代以来,中国已发生多起土壤重金属污染事故,尤其是大量农产品产地遭受污染,威胁人们的生命安全和食品安全。

2011年,国务院批复第一个“十二五”国家规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》。在此基础上,一场旨在治疗受污染农田的持久战揭开序幕。

农业部和财政部日前印发了《农产品产地土壤重金属污染防治实施方案》,根据实施方案,全国将建立9个农产品产地重金属污染治理修复示范区,并在津、湘、鄂、辽四省市选择1万亩典型污染区域,开展农产品产地禁产区划分试点,建立禁产区补偿机制。

知情人士透露,湖南郴州已经被纳入9个农产品产地重金属污染治理修复示范区,示范面积5000亩;而湖南湘潭则被指定进行禁止生产区划分试点,试点面积4000亩。

在许多政府人士看来,资金问题是制约土壤重金属污染修复的首要问题。不过,在这一领域的专家和企业看来,即使有资金,技术也还存在局限性。

马凯军认为,国内的土壤修复治理还是一个新兴产业,当前的技术储备还无法满足实际需求,与国外差距也相当大。

在上述实施方案中,农业部和财政部将植物修复法列为首要推荐的方法。

不过,即使在陈同斌看来,虽然过去10年的试验已充分证明植物修复法具有极大的应用潜力,但技术局限也十分明显。

“任何技术应用都有边界条件,不能药到病除,更无法包治百病。比如蜈蚣草修复技术就主要对砷污染有效,且修复期漫长,效率较低,在修复治理多种重金属污染的土壤上无能为力。”

今年2月,永清环保集团与郴州永兴县签署战略合作框架协议,拟采用分子键技术参与当地的土壤重金属修复工程。

近日,永清环保透露,该公司将与全球排名前列的英国洛尔环境科技集团签约,引进对方的土壤混合修复设备和技术,开设土壤修复治理的“中西医结合”专科。

当地政府希望,除了财政投入,还借助企业的参与和市场的作用,一起撬动土壤重金属污染修复这座沉重的大山。

超富集植物

超富集植物,是指可以超量累积某些化学元素的植物。这些植物的地上部组织对该化学元素的吸收量,可超过普通植物100倍以上,且不影响正常生命活动。不过,有相当一部分超富集植物生物量较少或者专一性较强,或者较难繁殖,难以大面积推广应用。

迄今为止,全世界共发现约500种超富集植物,其中金银花、蜈蚣草、鱼腥草、薰衣草、杠板归、凤眼莲、香蒲等都是对重金属离子具有吸附作用的超富集草本植物。

修复遭受砷污染的土壤,种植蜈蚣草是一种行之有效的方法。然而,植物修复技术受限于技术局限和资金掣肘,在治理重金属污染土地过程中,陷入试点成功推广难的尴尬。

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