【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】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，是當今頗受關(guān)注的植物修復技術(shù)。前不久，一種叫做“蜈蚣草”的植物因每年可帶走土壤10%至18%的重金屬而備受關(guān)注。　　
　　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)境修復中心陳同斌研究員經(jīng)過大量野外篩查和試驗驗證后發(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)田恢復到國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準允許的水平。
　　
　　在土壤污染形勢日益嚴峻的今天，這么有價值的發(fā)現(xiàn)如何實現(xiàn)從工程應用到產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展？剛剛出臺的《土壤污染防治行動計劃》對像“蜈蚣草”這樣的土壤修復技將會產(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，是當今頗受關(guān)注的植物修復技術(shù)。
　　
　　早年，陳同斌將研究目標鎖定在砷，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，上報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、地球化學、植物學、土壤學、生態(tài)學等多學科交叉知識，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，對2000多個礦區(qū)植物樣本的砷吸收、富集和轉(zhuǎn)運能力等進行了篩選。
　　
　　1999年，陳同斌課題組發(fā)現(xiàn)了世界上種砷的超富集植物——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砷的富集特征》一文在國內(nèi)某期刊以封面論文形式發(fā)表，被該刊評價為“推動植物修復領(lǐng)域迅速發(fā)展的里程碑”。
　　
　　2001年，在國家“863”計劃、“973”前期專項和國家自然科學基金重點項目的支持下，陳同斌帶領(lǐng)課題組在湖南郴州建立了世界上砷污染土壤植物修復工程示范基地。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0.8%；3年后，土壤砷含量進一步下降了30%左右；修復5年后，土壤砷平均含量達到《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618—1995）的要求，修復后農(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年土壤修復領(lǐng)域的研發(fā)，陳同斌團隊根據(jù)污染程度建立了一系列修復技術(shù)，包括植物萃取技術(shù)、活化劑強化植物萃取技術(shù)、植物阻隔技術(shù)、鈍化技術(shù)以及超富集植物—經(jīng)濟作物間作技術(shù)。伴隨砷污染土壤植物修復技術(shù)的研發(fā)，其應用逐漸推廣到云南、廣西、河南、河北和四川等10個省份的砷、鎘污染耕地修復，開創(chuàng)了環(huán)境科學領(lǐng)域的一個新方向，為土壤污染修復產(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用是我國土壤修復技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個縮影。我國從“十五”期間開始研發(fā)土壤污染治理與修復技術(shù)，特別是“十二五”以來，在重金屬污染防治專項資金支持下，初步建立了針對不同土壤污染物、污染程度、土地利用類型等的土壤污染治理與修復技術(shù)，它們的發(fā)展路徑與蜈蚣草的研發(fā)與應用相仿。
　　
　　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到它的大量繁殖會是一個難點。始終上不去的存活率引起了科研人員對這個問題的重視。陳同斌他們隨即在蜈蚣草育苗參數(shù)上進行了大量的研究，保證了育苗的存活率，并進一步開展大量工作來縮短育苗時間，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難題。為此，陳同斌團隊建立了一套超富集植物安全焚燒設備，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指標完全達標，焚燒后的灰燼還可以提取有價金屬或作為危險廢物進行安全填埋。
　　
　　近年來，一批像“蜈蚣草”這樣的土壤修復技術(shù)進入工程示范階段，一批自主研發(fā)和國外引進的技術(shù)設備和修復材料也開始進入試驗階段，一批耕地土壤污染治理與修復試點項目和污染地塊修復工程項目開始啟動。與此同時，從事土壤污染治理與修復的咨詢機構(gòu)、專業(yè)修復和配套服務企業(yè)的數(shù)量急劇增加，土壤修復產(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；項目數(shù)量累計達300多項?？傮w來看，在技術(shù)儲備、人員隊伍等方面，基本具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。
　　
　　“與發(fā)達國家和地區(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技術(shù)研發(fā)和工程化應用落后于發(fā)達國家和地區(qū)。”環(huán)保部南京環(huán)科所林玉鎖說，相對于國外土壤修復已有40年至50年的歷史而言，我國土壤修復技術(shù)研發(fā)和工程化應用只有短短10多年時間，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”。陳同斌認為，蜈蚣草能夠帶來經(jīng)濟上的、標準方面的種種變革，包括種植、焚燒設備的革新。如今，“土十條”的實施，將加快這樣的進程。
　　
　　在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）重點項目、環(huán)保部重金屬專項、中科院STS計劃等支持下，廣西環(huán)江縣人民政府和中科院地理資源所聯(lián)合桂林理工大學等單位在廣西環(huán)江開展成套技術(shù)示范，修復重金屬污染農(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土壤中砷、鎘的效率均達到10%以上，修復4年后即可達到農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量標準。利用間作修復、鈍化修復和植物阻隔等修復技術(shù)使得農(nóng)產(chǎn)品[0.40%資金研報]重金屬含量的合格率達到95%以上，同時，間作修復使作物增產(chǎn)8.8%至12.9%。
　　
　　據(jù)介紹，該工程是世界上大的植物修復工程。通過在環(huán)江縣設立大量的科技研發(fā)和工程轉(zhuǎn)化試點，建立了“政府引導、科技支撐、企業(yè)參與、農(nóng)民實施”的土壤修復新模式，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技術(shù)水平和工程經(jīng)驗處于邊實踐、邊提高、邊摸索、邊總結(jié)的階段。”林玉鎖說。據(jù)了解，近年來，有些技術(shù)已開始應用于大規(guī)模耕地土壤的修復。除了利用蜈蚣草和東南景天修復土壤中砷、鎘，我國科學家還開發(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，同時結(jié)合鋅對鎘的拮抗作用，降低農(nóng)產(chǎn)品中鎘的含量。
　　
　　為推動科技成果的應用，中國科學院“科學服務社會網(wǎng)絡計劃（STS）”專門提出一個土壤修復技術(shù)項目群，重點推動土壤修復技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應用。其根本目的就是促進土壤修復技術(shù)成果的應用，以便更好地服務國家和社會。土壤修復技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，被列為中國科學院環(huán)境領(lǐng)域的優(yōu)先方向。
　　
　　隨著“土十條”的實施，土壤污染治理與修復產(chǎn)業(yè)鏈將逐步覆蓋土壤環(huán)境調(diào)查、分析測試、風險評估、治理與修復工程設計和施工等環(huán)節(jié)，形成一批專業(yè)化的土壤修復企業(yè)。通過規(guī)范從業(yè)單位和人員管理，實行土壤污染治理與修復終身責任制，加快成果轉(zhuǎn)化應用，將促進土壤污染治理與修復產(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等土壤修復技術(shù)與裝備達到先進水平，形成具有中國特色的土壤修復技術(shù)體系，大大推動土壤修復產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　
　?。ㄔ瓨祟}：蜈蚣草每年可帶走土壤中10%至18%重金屬 “治污利器”鋒芒乍現(xiàn)）