香樟樹(shù)種在江西省貴溪市濱江鎮柏里村九牛崗地區的重金屬污染土壤中。隨行的當地護林員老江，對周靜的“失態(tài)”有些不解：不就是蹦出了幾只小蟲(chóng)子嘛，科學(xué)家就喜歡小題大做！但對周靜來(lái)說(shuō)，這些“底棲生命”是傳送佳音的“小天使”。“前不久，它們還沒(méi)來(lái)這里安家落戶(hù)，現在居然拖兒帶女來(lái)了，說(shuō)明這片修復區的生物多樣性正在恢復。”



    上世紀八九十年代，因受周邊企業(yè)“三廢”污染影響，在九牛崗地區的土壤中，銅、鎘等重金屬含量超標，其中重度污染面積2075畝。2010年，九牛崗土壤修復工程被列入國家重金屬污染防治示范項目，中國科學(xué)院南京土壤研究所成為中標單位。經(jīng)過(guò)5年多治理，如今土壤中的有效態(tài)重金屬濃度下降50%以上，植被覆蓋率達99%。

重金屬污染導致耕地功能喪失

僅讓土壤鎘含量達標，就需治理10年左右

    有關(guān)方面在一塊重度污染區內探尋，只見(jiàn)溪水潺潺、草木蔥蘢，根本看不到重金屬污染的影子。遠處的大片水稻田與周邊景觀(guān)一起，形成一派田園風(fēng)光。走近觀(guān)察時(shí)才發(fā)現，田里的稻株異常矮小，且葉片泛黃，稻穗間雜黑色。

    “這就是我們用于研究的‘鎘大米’，也就是俗稱(chēng)的‘毒大米’，可不能食用。”周靜說(shuō)，這塊嚴重污染的“毒地”，經(jīng)過(guò)一定程度的治理，才能種出這種水稻，但現在其中的鎘含量仍高達0.7毫克／千克。如果經(jīng)常食用，會(huì )導致骨質(zhì)疏松，患上“痛痛病”。上世紀六七十年代，日本在快速工業(yè)化過(guò)程中，因重金屬污染問(wèn)題，導致不少人患上這種奇怪的“痛痛病”。

    目前，聯(lián)合國食品準則委員會(huì )規定，每千克大米的鎘含量不超過(guò)0.4毫克，歐盟的規定是不超過(guò)0.2毫克，我國的標準也是0.2毫克。顯然，上述水稻的鎘含量嚴重超標，離達標還有很長(cháng)的一段路要走。

    跑來(lái)“看熱鬧”的當地村民陳火旺，下田摘來(lái)一串“鎘稻穗”，發(fā)現谷子的灌漿較差，還雜有一些黑色的死谷子。“估計畝產(chǎn)也就是200來(lái)斤，遠低于正常的700斤左右。”陳火旺介紹說(shuō)，前幾年，由于污染過(guò)重，這塊田里的水稻全部爛根死掉了，變得寸草不生。“經(jīng)過(guò)幾年修復治理，現在至少能長(cháng)出稻子了，我們總算有盼頭了！”

    據周靜估計，按目前治理情況，讓這塊田鎘達標成為可耕地，還要花10年左右；如果算上其他重金屬污染治理的時(shí)間，還要更久。

    公開(kāi)資料表明，我國耕地土壤點(diǎn)位超標率分別為19.4%，重金屬污染超標問(wèn)題突出，鎘是其中的首要污染物。“工礦企業(yè)排放污染物、農田施放化肥和農藥、畜禽養殖用藥等，都有可能造成土壤和農作物中的鎘污染超標。”貴溪市環(huán)保局總工程師王璞陽(yáng)表示，較好的治理辦法就是杜絕源頭污染，因為修復的難度和所需時(shí)間，遠遠超出想象。

“排毒”需要精選技術(shù)路徑

植物吸附的辦法讓修復看到曙光，評定標準尚在制訂

    如何進(jìn)行土壤修復？就是將土壤中的重金屬提取出來(lái)，并將其轉移到安全之處。

    土壤重金屬污染具有移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長(cháng)、不易被微生物降解等特點(diǎn)，其治理和修復難以一次到位。過(guò)去，人們常采用比較粗放的辦法，比如在南方的一些酸性紅壤地區，通過(guò)撒入堿性石灰，降低土壤酸性，減少重金屬活性，從而減少農作物對重金屬的吸附量。

    “但這只是權宜之計，解決不了根本性問(wèn)題，還會(huì )使土壤退化、板結等。”周靜表示，對于人少地多的國家，土壤修復只需休耕或輪耕就可以了；但對于人多地少的中國，不僅要解決重金屬污染問(wèn)題，還要讓修復的土地盡快能夠重新耕種，因而難度更大。

    周靜表示，目前合理的技術(shù)路徑，就是有針對性地改變土壤中的重金屬活性，然后利用植物來(lái)吸附、提取和轉移。

    哪些植物的“提取功夫”更好呢？為了做好對比實(shí)驗，周靜引種了巨菌草、香根草、海州香薷、伴礦景天等數十種植物，發(fā)現它們各懷絕技。海州香薷本身對重金屬具有強吸附力。據測算，在重度污染區，如果利用海州香薷來(lái)提取土壤中的鎘元素和銅元素，分別需要10年和60年左右，能達到我國的食用農產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標準，即可作為農耕地來(lái)耕作。

    修復好不好，誰(shuí)說(shuō)了算？目前，我國土壤修復工作尚處于摸索階段，還沒(méi)有具體的修復標準。周靜帶領(lǐng)的團隊，正在協(xié)助制定相關(guān)國家標準。“除了常規的土壤修復標準外，為了評定修復土壤的健康狀況，也許還要制定蚯蚓、線(xiàn)蟲(chóng)、螨蟲(chóng)以及微生物等單位數量標準，目前我們正在調查研究。”

    制定土壤修復的國家標準，僅僅是一個(gè)基礎性工作。實(shí)際上，從應用層面看，我國的土壤修復工作，需要綜合考慮生態(tài)效果、二次污染、修復成本、經(jīng)濟效益等問(wèn)題。

土壤修復需產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)

降低成本提高經(jīng)濟性，讓修復也有產(chǎn)出才能長(cháng)效治理

    修復是個(gè)吞錢(qián)的事，如何讓其持久推進(jìn)，當地政府和科技工作者想了不少辦法。

    要修復污染地塊，使用市場(chǎng)上購買(mǎi)或實(shí)驗室制備的土壤調理劑，成本高昂，如果沒(méi)有前端產(chǎn)業(yè)鏈支撐，實(shí)驗證明可行的辦法也難以推廣。怎么辦？經(jīng)過(guò)調查研究，周靜發(fā)現，利用附近燃煤發(fā)電廠(chǎng)成本較低的廢爐灰，通過(guò)改性處理，做成的土壤調理劑也同樣有效，而且大幅降低了前端成本。

    被證明有效的吸附植物也必須有經(jīng)濟價(jià)值，才有可能大面積推廣。東非引進(jìn)的巨菌草等“能源草”就讓科學(xué)家們眼前一亮。雖然對重金屬的吸附比例與普通植物差不多，但由于單位面積的生物量大，吸附效果不錯。同時(shí)，這些草“身高體壯”，可長(cháng)至2米多高，每畝干草產(chǎn)量高達4—5噸，相當于2噸標準煤的燃燒熱值。用它們做生物質(zhì)油料或燃料，有較好的經(jīng)濟價(jià)值。去年，附近有一家生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)拉走了700畝巨菌草，既解決了發(fā)電廠(chǎng)燃料不足的難題，又讓農民獲得了收益。若以生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)每噸290元的收購價(jià)計算，每畝產(chǎn)值可達1200元左右，比種植水稻的收益還高。

    引入“觀(guān)賞產(chǎn)業(yè)鏈”也是一個(gè)好辦法。周靜團隊與貴溪市政府合作，引入江西嘉禾落羽杉農業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，種下了香樟、落羽杉、廣玉蘭等景觀(guān)綠化植物，取得了初步成效。據落羽杉公司負責人朱斌介紹，他們共流轉了2000畝受污染土地，公司從2012年開(kāi)始種植這些景觀(guān)植物，目前每畝苗木市值約7萬(wàn)元，前不久剛賣(mài)了300多棵香樟，總金額近10萬(wàn)元。其余的香樟樹(shù)在栽種3年后，也可逐步進(jìn)入市場(chǎng)，前景很好。對于被流轉土地的農民，當地政府按每畝500斤稻谷的價(jià)格給予補貼，農民也因此獲得了一定補償。

    據王璞陽(yáng)介紹，經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)踐，目前貴溪確立了分類(lèi)治理辦法，“貴溪模式”逐漸成形。在重度污染區，主要種植觀(guān)賞性好的本地樹(shù)種，植被覆蓋度逐漸達到85%以上，以實(shí)現生態(tài)恢復為主要目的；在中度污染區，種植有經(jīng)濟價(jià)值的纖維、觀(guān)賞或經(jīng)濟林木等植物，以獲取較好的經(jīng)濟效益；在輕度污染區，在保持原有農作物耕作基礎上，持續進(jìn)行土壤調理，力求實(shí)現糧食作物達到食用標準。

    “除輕度污染區外，在重度和中度污染區，由于修復情況復雜，我們認為不再適合種植水稻等食用型農作物。”周靜表示。前年，在當地政府支持下，周靜租下一處300多畝的輕度污染區進(jìn)行實(shí)驗。他用300多公斤土壤調理劑進(jìn)行修復，并請當地農民繼續種植水稻，結果令人興奮。“經(jīng)過(guò)兩年的種植調理，如今稻米的鎘含量基本達標，說(shuō)明我們的辦法有效，可以進(jìn)一步推廣應用。