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【科普文章】蜈蚣草VS砷污染97999神算玄机
发布时间:2019-11-19

  蜈蚣草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。

  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。蜈蚣草的发现是植物修复技术在中国开始蓬勃发展的开端,极大地推动了土壤修复产业的产生和发展。但这对于当时的陈同斌来说,“还只是一个开始。”

  “找到了这样一种植物并不意味着就能修复砷污染土壤。如何将这种植物应用到植物修复技术还有很长的路要走。”中科院地理科学与资源研究所研究员雷梅向《中国科学报》记者表示,把重金属从土壤里“取”出来并不是一件容易的事。

  蜈蚣草在中国有广泛的自然分布。一开始,包括陈同斌在内的研究者都没有意识到它的大量繁殖会是一个难点。始终上不去的存活率引起了科研人员对这个问题的重视。

  由于蜈蚣草是一种古老的蕨类植物,需要依靠孢子进行繁殖。相比于种子,微米级的孢子能够储存的营养极少,因此,在很幼小的阶段,蜈蚣草就需要进行光合作用来获取营养。不同于受精过程形成的种子,孢子是无性产生的单倍体,要通过播种、萌发后形成原叶体,原叶体受精才能产生真正的两倍体蜈蚣草植株,受精过程对于水分有较为苛刻的要求。

  根据这些特征,“我们在蜈蚣草育苗参数上进行了大量的研究,保证了育苗的存活率,并进一步开展大量工作来缩短育苗时间,建立了蜈蚣草的快速育苗技术。”陈同斌表示。

  此外,含有高浓度砷的蜈蚣草地上部分的处理处置是另外一个难题。“针对这个问题,我们建立了超富集植物收获物安全焚烧技术。”雷梅说。97999神算玄机

  为此,团队建立了一套超富集植物安全焚烧设备,焚烧之后超富集植物收获物能够减容96%。由于砷在高温条件下很容易挥发,团队研发了在焚烧过程中添加固定剂的技术,尾气中重金属等各项指标完全达标,焚烧后的灰烬还可以提取有价金属或作为危险废物进行安全填埋。

  据了解,在利用蜈蚣草进行生物质转化领域,英国Cranfield大学已经与陈同斌团队建立了合作关系,为超富集植物收获物的资源化利用提供了另外一种途径。

  经过近20年土壤修复领域的研发,陈同斌团队根据污染程度建立了一系列修复技术,包括植物萃取技术、活化剂强化植物萃取技术、植物阻隔技术、钝化技术以及超富集植物—经济作物间作技术。形成了集快速育苗技术—田间管理技术—收获物安全焚烧和资源化利用技术于一体的砷污染土壤植物修复成套技术。

  2001年,在国家高技术发展计划(“863”计划)、“973”前期专项和国家自然科学基金重点项目的支持下,陈同斌带领课题组在湖南郴州建立了世界上首个砷污染土壤植物修复工程示范基地。

  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,土壤砷平均含量达到《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)的要求,修复后农田可以安全地种植普通农作物。

  湖南郴州的试点成功为进一步展开应用研究奠定了基础。“砷污染土壤植物修复技术进一步推广到云南、广西、河南、河北和四川等全国十个地方的砷、镉污染耕地修复,总修复面积达7000多亩。”北京瑞美德环境修复有限公司总工程师刘珍贵在接受《中国科学报》记者采访时说,修复效果让人满意,得到了政府和农民的认可。

  来源:《超富集植物大战“毒地”》《蜈蚣草“拔”出土壤之“毒”》等返回搜狐,查看更多