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醫治毒農田(圖)

2012-09-10 03:25 桌面版 简体 0
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幾片龐大的積雨雲覆蓋著上壩村。晴朗的天氣,突然變得陰鬱。

雨水很快來臨,敲打著遍野的深綠甘蔗,劈啪作響。何有添急匆匆地從甘蔗地裡跑出來,朝大約30米處的房舍奔去。深色的褂子,摩擦著長長的甘蔗葉子。

幾小時前,他給200多公里之外的廣州打了一個電話,接電話的是廣東生態環境與土壤研究所研究員陳能場。在電話裡,何有添和陳商量著今年下半年的試驗安排。

何有添,57歲,上壩村村委會主任。這個村子隸屬於廣東韶關翁源縣新江鎮,人口超過3000。

除了蒼莽群山外,環繞著這個村莊的,還有一條「橫石河」。

約30年前,距橫石河源頭20公里處有一個大寳山礦地,主要開採鐵和銅。尾礦庫裡的高濃度重金屬傾瀉而下,注入橫石河。橫石河蜿蜒流經上壩村,在村西北處被村民用一條長長的水渠引入村子。他們用這條河流的水來澆灌田地。

1980年代,尾礦水中的鐵離子,將橫石河水染得赤紅,河裡的魚蝦漸漸絕跡。多年以後,這個村莊陸續有人生病,並死於各種癌症。村民回憶,甚至水井裡的水喝在嘴裡「有一種麻麻的感覺。」2005年,媒體披露,自1987年來的18年間,上壩村有250人死於癌症。從此,和中國農村眾多被工業污染侵害的村子一樣,上壩村也被貼上了「癌症村」的標籤。

2005年前後,開始有專家陸續進入這個村子。

前華南農業大學教授林初夏,曾在橫石河裡取了一些水。他將這些赤紅的水稀釋了10000倍後,發現水生物在裡面存活的時間,不會超過24小時。

同時期,專家們也從田地裡取回土壤樣本。在經過化驗後,他們迅速達成一致:上壩村2000多畝田地,都存在土壤重金屬超標,主要以鎘、鉛和砷等為主。其中,鎘超標46.51%,鉛超標4.4%,銅超標100%,鋅超標71.1%。

為了給這些身染「重症」的土地治病,來自廣東生態環境和土壤研究所以及華南農業大學的專家,在上壩村裡分別租借了一些毒地,做起「排毒」試驗。廣東生態環境和土壤研究所的研究員陳能場博士就是這些醫治土壤的專家之一。

2007年,陳能場租了何有添一畝多的稻田,每年租金約800元。他將這塊重金屬超標的稻田劃分成幾個小的單元,種植不同的稻穀,以測試不同種類的稻穀對重金屬的吸取能力。

陳能場說:「還需要兩三年左右,才能觀察到某種稻穀吸收重金屬的效果。」

揪出「凶手」

回國前,環境生物學博士陳能場在日本鹿兒島大學供職。在日本期間,他在網路上讀到一些關於廣東韶關大寳山礦地污染的報導。

2004年5月,陳能場回國,去了廣東生態環境和土壤研究所。

第二年,他走進了何有添所在的上壩村,考察當地的重金屬污染現實。他在一些重金屬污染的土壤裡,挖了一些深坑,以此來觀察這些土壤裡重金屬污染的深度。

陳能場在這個村子的調查範圍,從土壤、井水、稻米延伸至動物內臟和人體的尿鎘和尿砷。他在調查化驗後,發現在眾多超標的重金屬中,鎘是影響噹地居民健康最主要的重金屬。

鎘主要通過食物鏈進入人體。被人體吸收後後,鎘會在人體內形成鎘硫蛋白,通過血液大部分蓄積於腎、肝中。進入人體內的鎘,有1/3的數量被腎臟吸進蓄積。

腎臟成了鎘中毒的靶器官。

最初,鎘像一名沉默的隱形殺手。等到量化至一定的極限後,它們就開始對人體進行最殘酷的攻擊。這種慢性鎘中毒對人體的影響,有一個極端的例子,曾震驚全球,那就是日本最著名的公害病——痛痛病。這種病症,甚至會讓人人體脆弱得稍微大一點的咳嗽,身上的骨頭就會斷裂。有人曾因無法忍受這痛苦,而選擇了自殺。

但這種痛痛病的案例,並未在上壩村出現。這是因為上壩村的村民「體內的鎘,還沒累積到那麼多的量。」

但這並不意味著,鎘沒有給上壩村村民帶來影響。

除了死於癌症的250人,「我們村裡幾乎每家都有腎結石。」何有添說。

這個結果,也在陳能場後來的調查中得到證實。

省錢的長香谷

廣州,7月的一個下午,陳能場用雙手拉開一道簡易的網狀門。悶熱的空氣,從這個幾百平方米的透明試驗基地迎麵包裹攏來。這個位於廣東生態環境和土壤研究所的透明棚子裡,種了40多盆稻穀。

這是一種名叫「長香谷」的品種。

它們分別被插栽在四十個紅色的塑料盆裡,盆上被用黑色的筆,標上A-Z等標記,分別按照A1、A2,B1、B2這樣的方式排列在長長的水泥槽內。另有幾盆稻穀,則被插栽在長方形的盒子內。稻穀的根部,被限制在一個寬2厘米的空間裡生長。在這個空間外面,每隔1毫米的土壤,就被尼龍網膜隔開。

陳能場用這樣的方式,來模擬研究重金屬從土壤進入植物根系的過程。

40多個紅色塑料盆裡的土壤,全都來自上壩村,都含有超標的重金屬。陳能場希望能通過這個試驗弄清楚:長香谷這一稻種,對上壩村土壤裡的重金屬的最大吸收量會有多大。

從外形上看,長香谷的稻稈有些纖長,比普通稻穀的稈要長一倍,穀粒也比普通稻種的穀粒細長。這一稻種的同類試驗,曾在日本取得成功。

之前,日本岡山大學的教授馬建鋒和他的研究團隊,在研究亞洲水稻(Oryza sativa)時,發現其中一個Nramp5的基因有吸收錳和鎘的能力。

這個Nramp5基因,可以編碼一個類似「水泵」一樣的蛋白質從土壤裡泵入金屬元素。後來,馬建鋒教授和其他研究人員,通過一些生物技術,把這個基因從水稻的體內去除了。結果卻發現,在失去了Nramp5基因以後,水稻中的鎘含量出現了驚人的下降,不到原來的十分之一。

陳能場說,長香谷吸收土壤裡重金屬鎘,「原理是一致的。」

早在陳能場用長香谷做這個試驗前,日本的秋田大學,就曾用長香谷來吸收土壤中的重金屬,由於它具有巨大的吸收量,已經在日本推廣應用。部分科學家認為,這是一種有前景而且省錢的方式。

但日本主要採取「換客土」的方式來修復土壤裡的重金屬。「就是直接從其他地方運來未受污染的土壤,覆蓋在這些被重金屬污染的土地上」 ,陳能場解釋說。

但這一方式,所需要支付的成本卻很高。

日本的官員曾表示,日本現在修復1公頃土地的費用,大約是2000萬到5000萬日元(約數百萬元人民幣)。據日媒報導,導致日本痛痛病的神通川的863公頃的污染土壤,通過客土法,在耗費33年和407億日元(約合人民幣30億元)後,終於在今年的3月17日完成。

這種昂貴的修復方式,雖然修復的速度和效率要遠高於用長香谷的修復方式,但因成本過高,對於中國大量的污染耕地,並不一定可行。中國大多數科學家更多傾向於研究其他治理方式,如農藝措施、土壤調理劑,或植物修復等。

從2006年開始,陳能場從上壩村挖了一些重金屬污染的土壤樣本,帶回廣州的試驗基地。在通過盆栽油菜、玉米和稻穀的試驗後,他發現,用這些方式修復上壩村的毒地,要麼生產不良,要麼季節不合。

他們也嘗試將已經進入植物體內的有毒重金屬控制在植株中而不進入稻米等可食部位。三年的試驗結果表明,噴施的效果,隨著天氣、植物生長時期、噴施濃度和次數等等變動太大。他們最終放棄了這一努力。

這一年,陳能場用20個早稻品種,以及50個晚稻品種進行了試驗。試驗的結果是:不同品種的水稻,對重金屬的吸收能力有很大的區別。其中,早稻的20個品種,鎘的含量相差4.84倍;晚稻50個品種中,鎘的含量相差70.4倍。「晚稻稻米吸收的重金屬含量,遠遠高於早稻。」

除了篩選適合當地種植的低重金屬吸收的農作物外,陳能場和他的團隊,還使用土壤調理劑和鋼渣等,來對上壩村的污染土壤進行施用。這個試驗,帶來了樂觀的效果——土壤調理劑,不僅降低了土壤裡的重金屬鎘,還能提高作物的產量。「因此,土壤調理劑的施用,將是我們以後治理上壩污染,實現糧食安全的重要措施。」

邊生產邊修復

「中國只佔世界7%的耕地,以生產出糧食養活佔世界22%的人口,人多地少,大量污染農田,不可能像一些發達國家一樣,可以通過休耕或者植物修復技術慢慢進行治理。」陳能場說。

在這樣的現實背景下,陳博士及其團隊將研究重心轉向了「邊生產邊修復」的技術開發。

他們目前採取的技術,是通過土壤調理劑、低重金屬吸收品種的組合,生產安全的早稻稻米,供農戶食用;而利用長香谷等水稻配合施肥等,將重金屬從土壤中取出,所生產的糧食並不用來食用。

在種早稻前,他們用土壤調理劑等方式的施用,將重金屬抑制在土壤內,這樣種出來的早稻,就不會有太多重金屬,而吸取重金屬較多的晚稻則用來自己做試驗。

而另一個新問題,又將帶來新的考驗:「只種一季水稻,未必夠農民吃。如果政府能補貼一些就好了。」

吸收了鎘的稻穀,除了部分用來做下一年的試驗種子外,陳能場他們採取了安全焚燒等方式進行了處理;而另一個研究團隊,卻在用這種稻穀做試驗,希望將這些稻穀裡的重金屬轉換成能源。

44歲的李海濱是這個研究項目的負責人。他的官方身份,是中科院廣州能源研究所生物質能中心主任,主要從事生物質能、固體廢物利用應用基礎研究及開發工作。

他們希望將這些富集重金屬的農作物,通過500度的高溫安全焚燒後,所揮發出來的氣體轉換成熱能,而未能燃燒的重金屬就富集於灰燼中。如果灰燼裡的重金屬達到一定的濃度,還可以採取冶金的方式,將其提煉出來,用做工業等方面的用途。

在實驗室裡,他們用一根長筒狀的熱解爐來做這個實驗。這種特殊的電解爐內壁,環繞著形若電爐上的鋼絲。他們把電解爐接上電源,並將溫度升至500度左右後,這些含有重金屬的農作物,很快燃燒起來,並產生熱能,留下富集重金屬的灰燼。

「目前,由陳能場博士他們提供的稻穀,其重金屬含量還不能很好地支撐這個試驗。至少要重金屬超過現有含量的10倍以上,才能達到很好的效果。並且,也需要這樣的農作物,達到成千上萬畝的規模,才能形成工業化。」李海濱說。

這一願景,目前仍處於實驗室階段。

事實上,陳能場的土地修復技術,也仍在進一步的試驗中,尚未全面推廣。

他說,在土壤重金屬治理成本方面,日本的經驗或許可以借鑒。在日本,修復土地的成本,國家承擔約40%,污染企業承擔約40%,兩者佔了絕對比例。

雖然陳能場的治理模式所需要的費用,要低廉得多,「能夠解決目前的糧食重金屬安全,以及最終的土壤生態安全。但在中國,目前並無日本那樣的治理費用的制度,用來運轉重金屬污染土壤的修復工程。農田重金屬治理依然存在困境。」

至今,大寳山的採礦機器還在運轉。

下游尾礦庫裡的重金屬,仍繼續傾注進橫石河。至今,河裡河岸的石頭仍呈赤紅色。

上壩村的村民仍然繼續耕種那片毒土地。在這個他們生活了數代人的村莊,沒有村民不知道自己的土壤裡重金屬超標。

他們也知道,這些土壤裡種出來的糧食,會對他們身體帶來傷害。

但他們別無選擇。

村民說,他們現在去集市上賣大米,都不敢說自己是「上壩村」的。買米的人,一旦知道了他們來自上壩村,米就賣不掉了。

40餘歲的周蘭說,她老公現在是肝癌晚期。幾年後,如果村裡的土壤重金屬污染現狀,還沒什麼顯著的改善,她希望自己在韶關讀技校、學機械和汽修專業的兒子「不要再回到這個村莊,就在外面謀生好了。」

自從土壤重金屬超標的消息曝光,村裡有錢的村民,會去鎮上買其他鄉鎮或村莊的無污染大米吃;家境窘困的村民,仍然只能在重金屬超標的田地裡種糧食吃。

「有錢的拿錢扛,沒錢的拿命扛。」一位不願署名的村民說。
 


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