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关于在土壤修复中进一步完善利用工业经济作物的建议
发布日期:2017-07-10 来源:九三学社中央委员会
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九三学社社员、福州大学环境与资源学院教授刘明华说,根据2014年环保部和国土资源部共同发布的《全国土壤污染状况调查公报》,全国土壤的污染超标率为16.1%,耕地、林地、草地和未利用土地的土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%和11.4%。各种工业活动所造成的土壤污染日益严重,如日前曝光的河北超级污水渗坑,有毒害的污染物会随着污水下渗扩散污染周边土壤,极易通过食物链的富集作用危害动物和人体健康,土壤修复势不容缓!在不同的土壤修复技术中,利用工业经济作物修复污染土壤,结合对工业经济作物收获产品的处理加工,不但能维持土地自身价值,保持乃至增加农民的收入,而且还易于推广,其产品也不会进入食物链,具有非常显著的社会、经济与环境效益。但在实际应用过程中也存在一些待研究和完善的问题:

一、工业经济作物修复速度慢,处理周期长。使土壤污染物降低一半,通常需要几年甚至十几年的时间,而经济作物多为一年生植物,需反复连续耕种才能达到理想的修复效果。以工业大麻修复重金属污染土壤为例,将土壤中的Pb浓度从1100mg/kg降低至300mg/kg,需连续种植工业大麻10~15年,某些污染更为严重的土壤则需要上百年时间才能恢复。生物量的大小是影响植物移除污染物的关键因素之一,而一定土壤面积上可种植的经济作物是有限的,无法通过大幅度提高种植密度降低修复年限。

二、土壤污染物影响作物生长和成品质量。研究发现,在连续反复种植的条件下土壤中的有毒污染会导致工业经济作物植株矮小、叶片枯萎,生物量下降,高死亡率和生育迟缓;部分情况下,甚至影响植株的性状表达,进而导致经济产物产量或成品质量下降,工业经济作物的经济效益大幅度下降,既提高修复成本,又容易增加经济损失,打击种植积极性,不利于土壤的连续修复和高附值利用。

三、植物残体的处理不当易造成二次污染。用于修复土壤的工业经济作物在生长成熟后,不被工业利用的植物器官称为植物残体。植物残体一般富集了大量的土壤污染物,当前主流的处理方式(焚烧法和固体压缩填埋法),无法对植物残体内的污染物进行回收和再利用,既可能导致残体中的污染物重新回到自然环境中,影响修复效果,又造成一部分资源的浪费。

为此建议:

一、进行超富集基因筛选,科学栽培和育种。自然界中存在天然的超富集型植物,拥有对某种污染物具有特殊富集能力的基因型,但生物量低、生长缓慢、植株矮小,因而不利于大面积机械化,也限制了其在土壤修复中的应用。随着科技的发展,可通过基因工程,采用现代分子生物学手段进行相关的基因片段筛选,在不影响其他性状表达的情况下,将“超富集”基因导入工业经济作物,从而培育出符合人们需求的超富集工业经济作物,加快污染物的移除速率。

二、多种植物两两轮种,定向吸收土壤污染物。研究表明,不同工业经济作物对各类污染物的储存器官和耐受度各不相同。采取多种工业经济作物两两轮种,定向吸收土壤污染物,可减少各植株中耐受度较低的污染物浓度,减少经济产物中污染物含量,不仅有利于土壤修复,同时增加区域工业多样性,扩展当地的工业经济发展方向。例如,工业大麻在高浓度Zn污染的土壤中生长缓慢,同时土壤中的Cd对其生长有一定的促进作用;棉花对Zn等重金属具有较强的富集作用和耐受性,两种植物轮种可相互促进生长以及增强土壤修复效果。

三、植物残体持续深加工,污染物回收再利用。植物残体处置方向可向非食品工业,如纺织、纸浆造纸、建筑、生物柴油及化工产业等领域发展,同时利用植物残体中的纤维制备高级复合材料;另外,可对植物残体中的污染物进行再提取,使其成为再生资源,增加其经济效益和环保效益。例如,可将植物中的重金属回收提取再生后,使其理化性能达到使用标准,再次进入工业商品循环中,满足现阶段日益增长的矿物需求。