在不久前舉行的國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，一種叫做“蜈蚣草”的植物給人們留下了深刻印象。它是中科院地理所環(huán)境修復(fù)中心陳同斌研究員經(jīng)過大量野外篩查和試驗(yàn)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)的“寶貝”，種植、收割這種超量富集重金屬的特異植物，每年可帶走土壤10%至18%的重金屬，3年內(nèi)即可使輕微污染的農(nóng)田恢復(fù)到國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許的水平。

在土壤污染形勢日益嚴(yán)峻的今天，這么有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn)從工程應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展？剛剛出臺(tái)的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)像“蜈蚣草”這樣的土壤修復(fù)技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？

“吸毒神器”的前世今生

利用某些特異植物來大量富集和移除土壤中的重金屬等污染物，是當(dāng)今頗受關(guān)注的植物修復(fù)技術(shù)。

早年，陳同斌將研究目標(biāo)鎖定在砷，一方面，由于我國有色金屬礦產(chǎn)資源豐富，砷的儲(chǔ)量占世界范圍的70%，礦山開采和冶煉容易造成砷污染；另一方面，國際上報(bào)道重金屬超富集植物有300種，但并沒有發(fā)現(xiàn)砷的超富集植物。

結(jié)合地理學(xué)、地球化學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科交叉知識(shí)，陳同斌判斷，在我國南方地區(qū)有可能存在能夠大量富集砷的超富集植物。他們通過兩年多的大量植物采集、室內(nèi)分析和盆栽試驗(yàn)，對(duì)2000多個(gè)礦區(qū)植物樣本的砷吸收、富集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力等進(jìn)行了篩選。

1999年，陳同斌課題組發(fā)現(xiàn)了世界上第一種砷的超富集植物——蜈蚣草，其砷富集能力是普通植物的20萬倍。2002年2月，《砷超富集植物蜈蚣草及其對(duì)砷的富集特征》一文在國內(nèi)著名期刊《科學(xué)通報(bào)》以封面論文形式發(fā)表，被該刊評(píng)價(jià)為“推動(dòng)植物修復(fù)領(lǐng)域迅速發(fā)展的里程碑”。

2001年，在國家“863”計(jì)劃、“973”前期專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，陳同斌帶領(lǐng)課題組在湖南郴州建立了世界上首個(gè)砷污染土壤植物修復(fù)工程示范基地。在種植蜈蚣草1年之后，土壤的砷含量下降了10%，而收割的蜈蚣草葉片砷含量高達(dá)0.8%；3年后，土壤砷含量進(jìn)一步下降了30%左右；修復(fù)5年后，土壤砷平均含量達(dá)到《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618—1995）的要求，修復(fù)后農(nóng)田可以安全地種植普通農(nóng)作物。

由此發(fā)端，經(jīng)過近20年土壤修復(fù)領(lǐng)域的研發(fā)，陳同斌團(tuán)隊(duì)根據(jù)污染程度建立了一系列修復(fù)技術(shù)，包括植物萃取技術(shù)、活化劑強(qiáng)化植物萃取技術(shù)、植物阻隔技術(shù)、鈍化技術(shù)以及超富集植物—經(jīng)濟(jì)作物間作技術(shù)。伴隨砷污染土壤植物修復(fù)技術(shù)的研發(fā)，其應(yīng)用逐漸推廣到云南、廣西、河南、河北和四川等10個(gè)省份的砷、鎘污染耕地修復(fù)，開創(chuàng)了環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新方向，為土壤污染修復(fù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

“治污利器”鋒芒乍現(xiàn)

蜈蚣草的研究與工程化應(yīng)用是我國土壤修復(fù)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)縮影。我國從“十五”期間開始研發(fā)土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)，特別是“十二五”以來，在重金屬污染防治專項(xiàng)資金支持下，初步建立了針對(duì)不同土壤污染物、污染程度、土地利用類型等的土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)，它們的發(fā)展路徑與蜈蚣草的研發(fā)與應(yīng)用相仿。

找到了“吸毒神器”并不意味著就能成“治污利器”——

蜈蚣草在中國有廣泛的自然分布。一開始，包括陳同斌在內(nèi)的研究者都沒有意識(shí)到它的大量繁殖會(huì)是一個(gè)難點(diǎn)。始終上不去的存活率引起了科研人員對(duì)這個(gè)問題的重視。陳同斌他們隨即在蜈蚣草育苗參數(shù)上進(jìn)行了大量的研究，保證了育苗的存活率，并進(jìn)一步開展大量工作來縮短育苗時(shí)間，建立了蜈蚣草的快速育苗技術(shù)，并不斷降低其育苗成本。

如何處置含有高濃度砷的蜈蚣草收獲物是另外一個(gè)難題。為此，陳同斌團(tuán)隊(duì)建立了一套超富集植物安全焚燒設(shè)備，焚燒之后超富集植物收獲物能夠減容95%左右。此后他們又研發(fā)了在焚燒過程中添加固定劑的技術(shù)，尾氣中重金屬等各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)，焚燒后的灰燼還可以提取有價(jià)金屬或作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行安全填埋。

近年來，一批像“蜈蚣草”這樣的土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)入工程示范階段，一批自主研發(fā)和國外引進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和修復(fù)材料也開始進(jìn)入試驗(yàn)階段，一批耕地土壤污染治理與修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目和污染地塊修復(fù)工程項(xiàng)目開始啟動(dòng)。與此同時(shí)，從事土壤污染治理與修復(fù)的咨詢機(jī)構(gòu)、專業(yè)修復(fù)和配套服務(wù)企業(yè)的數(shù)量急劇增加，土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)和市場得到了迅速發(fā)展。

數(shù)據(jù)顯示，土壤污染治理與修復(fù)企業(yè)從2010年的10多家增加到近1000家，從業(yè)人員從約2000人增加到近1萬人；項(xiàng)目數(shù)量累計(jì)達(dá)300多項(xiàng)�？傮w來看，在技術(shù)儲(chǔ)備、人員隊(duì)伍等方面，基本具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

“與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，我國土壤污染防治工作起步較晚�？傮w上看，土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)研發(fā)和工程化應(yīng)用落后于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。”環(huán)保部南京環(huán)科所林玉鎖說，相對(duì)于國外土壤修復(fù)已有40年至50年的歷史而言，我國土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)和工程化應(yīng)用只有短短10多年時(shí)間，目前大多還處于起步階段。

一棵草有大“能量”

千萬不要小看一棵草的“能量”。陳同斌認(rèn)為，蜈蚣草能夠帶來經(jīng)濟(jì)上的、標(biāo)準(zhǔn)方面的種種變革，包括種植、焚燒設(shè)備的革新。如今，“土十條”的實(shí)施，將加快這樣的進(jìn)程。

在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863”計(jì)劃）重點(diǎn)項(xiàng)目、環(huán)保部重金屬專項(xiàng)、中科院STS計(jì)劃等支持下，廣西環(huán)江縣人民政府和中科院地理資源所聯(lián)合桂林理工大學(xué)等單位在廣西環(huán)江開展成套技術(shù)示范，修復(fù)重金屬污染農(nóng)田1280畝，培育蜈蚣草苗40萬株。每年利用蜈蚣草和東南景天修復(fù)土壤中砷、鎘的效率均達(dá)到10%以上，修復(fù)4年后即可達(dá)到農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。利用間作修復(fù)、鈍化修復(fù)和植物阻隔等修復(fù)技術(shù)使得農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量的合格率達(dá)到95%以上，同時(shí)，間作修復(fù)使作物增產(chǎn)8.8%至12.9%。

據(jù)介紹，該工程是世界上最大的植物修復(fù)工程。通過在環(huán)江縣設(shè)立大量的科技研發(fā)和工程轉(zhuǎn)化試點(diǎn)，建立了“政府引導(dǎo)、科技支撐、企業(yè)參與、農(nóng)民實(shí)施”的土壤修復(fù)新模式，獲得了環(huán)保部和多地政府的推薦。

“目前我國土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)水平和工程經(jīng)驗(yàn)處于邊實(shí)踐、邊提高、邊摸索、邊總結(jié)的階段。”林玉鎖說。記者了解到，近年來，有些技術(shù)已開始應(yīng)用于大規(guī)模耕地土壤的修復(fù)。除了利用蜈蚣草和東南景天修復(fù)土壤中砷、鎘，我國科學(xué)家還開發(fā)了可有效阻控水稻可食部分（稻米）中鎘積累的阻控技術(shù)，降低重金屬活性的鈍化劑，同時(shí)結(jié)合鋅對(duì)鎘的拮抗作用，降低農(nóng)產(chǎn)品中鎘的含量。

為推動(dòng)科技成果的應(yīng)用，中國科學(xué)院“科學(xué)服務(wù)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（STS）”專門提出一個(gè)土壤修復(fù)技術(shù)項(xiàng)目群，重點(diǎn)推動(dòng)土壤修復(fù)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。其根本目的就是促進(jìn)土壤修復(fù)技術(shù)成果的應(yīng)用，以便更好地服務(wù)國家和社會(huì)。土壤修復(fù)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，被列為中國科學(xué)院環(huán)境領(lǐng)域的優(yōu)先方向。

隨著“土十條”的實(shí)施，土壤污染治理與修復(fù)產(chǎn)業(yè)鏈將逐步覆蓋土壤環(huán)境調(diào)查、分析測試、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、治理與修復(fù)工程設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié)，形成一批專業(yè)化的土壤修復(fù)企業(yè)。通過規(guī)范從業(yè)單位和人員管理，實(shí)行土壤污染治理與修復(fù)終身責(zé)任制，加快成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，將促進(jìn)土壤污染治理與修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

業(yè)內(nèi)專家就此分析，通過未來5年至10年不斷努力，一定能夠使我國植物修復(fù)等土壤修復(fù)技術(shù)與裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平，形成具有中國特色的土壤修復(fù)技術(shù)體系，大大推動(dòng)土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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