給那氏葫蘆一個支點

 

     ——訪國務院發展研究中心農村部研究員崔傳義

　　前不久，國務院發展研究中心農村部研究員、研究農村的資深專家崔傳義，偕同80多歲的中國扶貧基金會名譽會長王郁昭在云南進行調研時發現，一家民營企業的生物創新成果，竟使長期棘手的滇池藍藻水污染治理變得有效易行，成本低廉，如若推展開來，可謂意義重大。在采訪中，崔傳義認為，有效的支持，特別是政策和資金方面的支持就顯得尤為重要。記者為此進行了專題采訪。
    1 試點成功：關鍵技術給滇池帶來新轉機
    記者：這些年，滇池治理大致是怎樣的情況？
　　崔：談起滇池治理，從昆明市政府到黨和國家都很重視。近20年已為此投入了100多億元，但收效甚微。近年來更是加大了治理的力度，如采取了河口截源、將湖周圍生產生活用地退為濕地等重大措施，還籌劃了牛欄江引提水工程，用以沖釋滇池水。但這些工程打的多是"外圍戰"，而不是直接針對水體藍藻污染的治本措施。按此預算，要在今后20年里投資約2000億元，仍不能確定實現滇池水由目前的五類、劣五類變為三類的前景。
　　我們知道，滇池是我國第六大淡水湖，是昆明市的母親湖。上世紀80年代居民還可下湖游泳，但隨著上游城市工業發展排出污水增多，城郊農村大量使用化肥、農藥，形成面源污染，特別是城市人口由改革初的200多萬增加到目前包括流動人口在內的近600萬人，生活廢水也越來越多地流入滇池，氮、磷化合物的流入，導致水體富營養化愈益嚴重，引起藍藻泛濫，滇池水由清變綠、味道難聞，水質劣化，污染嚴重。使這個巨大的"污水池"變清，是昆明人的夢想，成了市政府建設現代化城市的一個頭等大事。
　　記者：您看到什么情形，感到這種新技術能讓滇池盡快變清？
　　崔：給滇池水帶來希望的，是一家民營研究機構---那中元任所長的云南省生態農業研究所。出身中醫世家的那中元運用中醫理論，以中草藥為原料，通過700多次反復試驗，創造出"生物誘導劑"（GPIT），即"作物基因表型誘導調控表達技術"，用以開發生物潛能。
　　據介紹，這項技術上世紀90年代即用于農作物和畜禽生產并取得成功，受到著名"三農"專家杜潤生、石山、李良壁等的高度贊揚。石山認為，這很有可能突破國外農業研究的框框而闖出一條新路。植物光合作用權威專家李良壁也認為"這是一項了不起的發明"。
　　2003年起，為治理藍藻水體污染，那中元利用這項技術，經過4年努力，培育出水葫蘆家族中的新物種---"巨紫根小柄葉水葫蘆"（簡稱"紫根水葫蘆"）。2009年8月初，他們先后兩次投放紫根水葫蘆，在滇池邊共2.4畝的兩塊水面做試驗。投放三四天后，藍藻全部被吸附到水葫蘆根上，水質明顯變清，容氧量增高，水中異味消除，富營養物逐漸減少。至8月19日，經昆明市環境監測中心采樣檢驗，水體總氮分別由原來的6.977和8.253mg/L降為0.54和0.46，減少93.5％和92.3％；總磷降為0.043和0.034，分別減少95.2％和96％；氨氮降為0.211和0.291，分別減少78％和68％。經過14－18天凈化的水質，分別達到或接近國家地表水三類、二類水質標準。
　　9月8日，我們同王郁昭一起到試驗地察看了試驗塘清水，與滇池藍藻污染水有著顯著差異。同時，前往察看即將進行試驗的藍藻水華表層結疤的20畝重污染水面。這塊水面投放紫根水葫蘆后的效果，最近也有了昆明市環境監測站的檢驗數據：藍藻已經消除99.9%，富營養物逐漸減少，溶氧量已大幅度提高。這一試驗，不但為滇池盡快變清，重新成為高原明珠帶來了希望，也為太湖、巢湖等藍藻污染治理帶來了希望。世界各國投巨資無法快速有效解決的內源治污治藍藻的技術難題，在中國科學理論和創新技術下正在被破解。
    2 那氏葫蘆：獨辟根治藍藻污染新路徑
    記者：藍藻何以能對水體造成嚴重污染？其他國家是如何治理的？
　　崔：據研究，藍藻屬藻類植物中最簡單低級的一類，在地球上已生存了33億年以上。藍藻細胞內含有葉綠素與類胡蘿卜素、藻藍素、藻黃素、藻紅素，無性分裂，繁殖速度極快，很容易形成"綠潮"、"黃潮"、"紅潮"。藍藻一旦爆發，不但降低水體含氧量，還產生有毒物質，致使魚類等動物死亡，造成"味難聞、色難看，水難喝"。
　　對藍藻污染水體的治理，國際上長時間以來主要采用化學方法。美國用硫酸銅等化學藥物滅除藍藻，歐盟用高錳酸鉀等強氧化劑消除藻害，我國曾用生石灰、草木灰防止藻患，但除藻效果甚微，成本高，常形成二次污染。
　　采用生物技術治理藍藻污染水體，是那中元開辟的新路徑、新技術。
　　記者：這種生物技術獨在哪兒？
　　崔：根據那中元的研究，已嚴重污染的水體，形成了藍藻獨霸、惡性循環的水體生態系統，因此用物理、化學、工程的方法難以奏效，必須要有強勢種群，能在自然條件下快速制服藍藻，快速去除富營養物和重金屬，快速進行水體自凈化，進而達到水體生態系統的恢復重建。"能同時具備這三種能力的，當今世界只有中國創新的新種質紫根水葫蘆及相關管理技術。"崔傳義說。
　　記者：請詳細說說紫根水葫蘆及治污的機理。
　　崔：紫根水葫蘆與普通水葫蘆相比，形態和功能上都有著顯著的不同。形態上，紫根水葫蘆屬小柄葉，總高只為普通水葫蘆的1/4~1/7，但根系發達，紫黑的根長可達70cm以上（條件適合可達1.2m），比普通水葫蘆的根多出三四倍，根與柄葉生物量比普通水葫蘆高出20余倍。功能上，普通水葫蘆抑制藍藻、去除富營養物、重金屬的功能有限，特別是它不能增加水中溶氧，若其根系排出的CO2
　　高，微環境利于藍藻生長時，反而助長藍藻泛濫成災。
　　紫根水葫蘆能夠治理藍藻污染水體，有三位一體的作用機理：一是快速制服藍藻。它能在5~7天內把富營養水體中的藍藻吸附至根系上，并抑制活性，降解吸收，使水體變清，臭味消除。二是快速大幅去除富營養物和重金屬。今年8月的試驗，顯示了它對消除富營養物氮、磷、氨氮的作用。試驗同時表明它還能快速吸附有毒重金屬砷，高毒水中每g干重日吸砷量可達蜈蚣草的約50倍。三是它把傳統水葫蘆在富營養水中減少溶氧，變為增加水中溶氧。原因在于紫根水葫蘆光能效率提高，特別是部分能量大的短波光可被利用，光合效率大幅提高，不僅向根部輸送大量光合產物，促進根系活性，而且向根部輸送大量氧氣，使根系吸收、吸附和自凈化能力大大提高，使自體污染風險幾率幾乎為零。它顛覆性地改變了根系耗氧為供氧。試驗表明，紫根水葫蘆可使水中溶氧提高到7－8，甚至提高到12。由此在快速制服藍藻后，水體自凈化能力增強，促進新的水生生態系統的恢復重建。這就既能在15~20天的短時間里使富營養劣五類水基本達三類水質（特殊調控可基本達二類水質），又能經過一段時間的維持，重建新的水生生態系統，保持水質持續良好。
　　過去一提生態方法治理污染，人們就以為必是一個漫長的低效過程。而一旦有所突破，生態治理就可快速成為強勢，達到無害治理和鞏固治理的目標。
　　記者：這個新物種還有什么其他功用？
　　崔：紫根水葫蘆除了具有治理藍藻污染水體的特殊生態效益外，對地球工程、農牧經濟、生物能源、農村飲水工程等都有重要意義和直接作用，有利形成新產業，產生新的經濟和社會效益。一是從大氣吸收CO2
　　，如十萬畝紫根水葫蘆一年可吸收CO211.2~22.4萬噸。二是紫根水葫蘆蛋白質含量高，可為畜牧業提供優質飼料，成為"無糧飼料"之源，減輕糧食供給壓力。三是為發展生物質能源---沼氣提供原料，十萬畝紫根水葫蘆一年產生的可燃氣體若用于發電，等同節約柴油14.6萬噸~29.4萬噸；沼渣與沼液作為優質有機肥料用于農業。四是大量木質化的根系可以作為造紙或纖維板的原材料。六是紫根水葫蘆不但生長期可有效吸附水中有毒有害物質砷等，干根粉也可凈化超標含砷水等，達到國際飲用水標準。
    3 民間原創：亟須建立資金政策支持體系
　  記者：可以看出，這次調研收獲不小。那么，作為政府政策咨詢機構的工作人員您有什么感想，相關部門應該如何做？
　　崔：從這次的調研中，我們體驗到民間智慧的力量，也帶給我們三點啟示。
　　宜把生物治理水污染技術放在滇池治理的核心地位
　　通過生物技術治理重污染水體，有著速度快，易鞏固，節省投入，可資源化利用等優勢。按照現有治理方式，滇池治理已有20多年，耗資100多億元。正在和將要實施的六大工程，至少要到2030年才能使滇池水質顯著好轉，但仍不能達三類水標準，且耗資巨大。由于調入水和原滇池水及藍藻污染物等動態互作，調入水總量相當于滇池總貯量的幾十倍。僅牛欄江引提水工程，工程費需90億元。每年引水6億立方米，需三級泵站提水。據有關消息，若按市場價，提水運行費每立方米將高達13元左右，2012年完工運行至2030年僅提水運行費就將高達1300-1600億元。此外金沙江引水工程還須工程費300億元。同時，還要考慮新渠引水不可避免地將大量泥沙帶入，會加速滇池衰老，功能退化。
　　與之相比，以創新物種及技術直接進行內源治理滇池，年投紫根水葫蘆10萬畝，由于治理區與非治理區水的動態互作關系，必須年管理部分收獲3-4次，年投資約需27億元，5年使滇池變成三類水，水生動植物自然生長，新的生態系統將得到快速修復，水體恢復自凈化能力。總投資只需135億元，僅直接投資就可減少90%以上，且無副作用，還有地球工程、農牧經濟、生物質能源和簡單有效凈化農村有毒飲用水等效用。總之，在治理時間縮短3/5以上的同時，節支增效，也將使國家在這方面的投資大大減少。
　　為此，宜在對紫根水葫蘆治理藍藻污染水體擴大試驗的基礎上，適時調整充實滇池治理的路徑、規劃、方案和投資方向，把用紫根水葫蘆的生物技術治理，放在藍藻等重污染水體綜合治理的核心地位。
　　當務之急是支持在試驗、示范的基礎上逐步加大推廣
　　如同任何新生事物都是在克服傳統觀念束縛、在重重困難中發展一樣，云南生態農業研究所培育紫根水葫蘆治理滇池污染也走了艱難的路。這一生態內源治污項目研究，是在沒有任何資金支持的情況下，進行了上千組次試驗；是在多次向上反映情況，在昆明市委書記仇和同志三次批示下，才得以在滇池邊獲得2.4畝水面進行試驗，其后又進行了20畝重污染水體的治理試驗。
　　在當前內源藍藻污染開放水體至今沒有成熟可推廣技術的情況下，紫根水葫蘆為其治理開辟了新途徑。鑒于小型試驗的神奇綜合效果，鑒于治理水污染的公益性，需要政府給予一定的資金投入和政策支持。同時，為低成本快速治理滇池，為進一步解決我國豐水區水質性缺水和農村飲用有毒含砷水等難題，宜將"紫根水葫蘆"項目列為科技攻關研究示范項目。當務之急是近期給予一定的中試經費和進一步完善技術的研究經費，在中試、示范取得成效后，再在滇池和其他受藍藻污染的湖泊大面積推廣。
　　研究制定進一步支持民間科研機構原創性技術的政策
　　云南生態農業研究所作為民間科研機構，運用GPIT理論與技術培育的紫根水葫蘆，使植物"抗逆高光效"在水生植物上得到了延伸，這屬于我國的原創科技。這一技術在2.4畝小試和20畝重污染水體試驗中都已經獲得明顯效果。同時，該所近10年來將GPIT運用于農作物和畜禽生產，在推進農業高產、優質、高效上所取得的成功，得到了農民、專家和農業部有關單位的肯定。這些活動都關系農業基礎的穩固、民眾生活質量的提高和生態環境公益事業。
　　這表明民間科研機構是我國科技創新的一支重要力量，民間科研機構從事農業生物技術創新更加難能可貴，為此宜研究制定進一步支持民間科研機構原創性技術創新和支持農業生物技術創新的政策，使之發揮更大作用。
　　資金政策支持體系就是那氏葫蘆發揮更大作用的支撐點。