最大農(nóng)科團隊保衛(wèi)“一碗白米飯”
一場不見血雨腥風(fēng)的“戰(zhàn)爭”在田間地頭打響了。
短兵相接的一方是號稱“48號魔鬼”的重金屬“鎘”，它行蹤隱秘且擅長潛伏，一旦通過土壤侵入稻米，對人的威脅很大。
另一方是超過史前規(guī)模的“大兵團”，這支隊伍布下重重防線，試圖在通往稻米的路上將“魔鬼”攔截。
這場戰(zhàn)爭被稱為“南方地區(qū)稻米重金屬污染綜合防控協(xié)同創(chuàng)新行動”，對抗“魔鬼”的部隊于3月29日在湖南長沙“排兵布陣”。這些保衛(wèi)稻米的人，不是兇悍的士兵，而是160余名科研工作者。
這意味著，為了“守護一碗白米飯”，國內(nèi)“最大農(nóng)業(yè)科研團隊”對鎘發(fā)起“系統(tǒng)性”宣戰(zhàn)?！跋到y(tǒng)性”表示戰(zhàn)斗的形式變了：戰(zhàn)場從實驗室轉(zhuǎn)移到田間，“兵團作戰(zhàn)”將取代“單兵作戰(zhàn)”，戰(zhàn)期也拉長了。
科學(xué)家和鎘的戰(zhàn)斗不能停留于實驗室模擬演練，“抱團作戰(zhàn)”是最優(yōu)策略
對一場戰(zhàn)爭而言，采取怎樣的作戰(zhàn)方式，取決于敵情的發(fā)展態(tài)勢。
作為一員“猛將”，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所研究員劉仲齊，跟“鎘”打交道已近5個年頭。這兩位“對手”的狹路相逢，正值“鎘”在公眾前暴露兇險面目的年份。
2011年，國內(nèi)一家媒體預(yù)警了鎘超標(biāo)大米的“殺機”。兩年后，湖南等省份頻繁被曝出稻米鎘含量超標(biāo)，新詞“鎘大米”產(chǎn)生。
鎘是一種重金屬，長得一副銀白色有光澤的好模樣，卻是高毒害物質(zhì)。它在化學(xué)元素周期表中排序第48位，因而被稱為“48號魔鬼”。
通過食物鏈條進入人體的“鎘”，使出的絕招是損壞人體的腎功能，進而引發(fā)骨骼的各種病變。早在上世紀(jì)60年代，日本富山縣的上千名農(nóng)民因為長期吃鎘超標(biāo)稻米，中了鎘的毒，骨頭有針扎般劇痛。
水稻恰是對鎘吸收較強的大宗谷類作物，對65%人口以稻米為主食的中國來說，這是個不好的消息。
上世紀(jì)70年代末期，國內(nèi)已有各路“偵查員”，到鎘潛伏的土壤里探查敵情。從現(xiàn)有的論文數(shù)量來看，身處不同科研機構(gòu)、團隊的研究者，近年來各自發(fā)起了不少對鎘的挑戰(zhàn)，盡管大部分是在實驗室里模擬演練。
作為劉仲齊的同事，51歲的研究員徐應(yīng)明早在1996年，就在實驗室里和鎘交上了手。
近20年過去，敵情仍在蔓延。在2014年環(huán)保部和國土資源部發(fā)布的全國土壤污染狀況調(diào)查公報里，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂是令人皺眉的現(xiàn)實。作為污染物，鎘的點位超標(biāo)率為7.0%。這個數(shù)值在無機污染物名單中位列榜首。
對于稻田鎘污染形勢嚴峻這個判斷，國內(nèi)科研界幾乎沒有爭議。盡管跟鎘交手的方式不同，但無論是劉仲齊和徐應(yīng)明，還是另一些“作戰(zhàn)盟友”，都一致認為敵情“勢頭是向上走的”。
徐應(yīng)明在五六年前已不滿足于僅在實驗室里跟鎘搏斗，他將研究團隊帶到了田間。這位土壤修復(fù)領(lǐng)域的專家認為，“農(nóng)民需要的是成本低、可操作的鎘污染防治技術(shù)”。
更多的科研界人士意識到，科學(xué)家和鎘的戰(zhàn)斗如今已不能停留于實驗室里的模擬演練，盡管那是邁向真正戰(zhàn)場的必經(jīng)階段。在長沙啟動“聯(lián)合行動”時，中國農(nóng)科院黨組書記陳萌山說：“論文既要寫在‘SCI’上，也要寫在‘大地’上?！?/p>
“作戰(zhàn)”隊員們在行動目的上也達成共識，用項目負責(zé)人劉仲齊的話說，“要解決實際問題”。
身處稻田這個實際戰(zhàn)場，擺在科研工作者面前的，是一條很長的戰(zhàn)線?；蛘哒f，是很多條戰(zhàn)線。劉仲齊解釋，不同的區(qū)域和作物不同生長季節(jié)，“鎘污染的特征和遷移轉(zhuǎn)運的機制是不同的，各種污染源貢獻的比例也不同”。
鎘令人感到麻煩的一個地方在于，它是個看不見也摸不著的對手。劉仲齊用科學(xué)術(shù)語來概括，是“復(fù)雜性、累積性、隱蔽性”。
面對廣袤的戰(zhàn)線和行蹤詭秘的敵人，單兵作戰(zhàn)顯得勢力單薄。農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所副所長周其文，以一位農(nóng)業(yè)生態(tài)保護專家的身份打量戰(zhàn)斗形勢。他分析說，“過去的一些研究僅就關(guān)鍵環(huán)節(jié)來突破，缺少針對稻田鎘污染各個環(huán)節(jié)的全面布局”。
這也道出了劉仲齊和徐應(yīng)明共同的心聲?！氨F作戰(zhàn)”對他們來說，是最優(yōu)的作戰(zhàn)策略。
聯(lián)合“兵團”在鎘入侵的路線上，設(shè)置多道關(guān)卡和防線，發(fā)揮各自的作戰(zhàn)優(yōu)勢，試圖阻隔“48號魔鬼”
跟一個身在暗處的敵人交手，防守反擊或許是不錯的打法。
這場戰(zhàn)爭更像是科研工作者對鎘的聯(lián)合“阻擊戰(zhàn)”。來自中國農(nóng)科院多個研究所的數(shù)支研究團隊，相當(dāng)于不同的“兵團”。還有些人來自農(nóng)科院之外的科研單位，組成專家咨詢團，類似于外援部隊。
那些作為入侵者的鎘，主要是通過灌溉水“瞞天過?！?，滲透進稻田土壤。還有一些尾隨著化肥等投放品以及大氣沉降“暗度陳倉”，悄然混入農(nóng)田。
聯(lián)合“兵團”在鎘入侵的路線上，設(shè)置多道關(guān)卡和防線。不同的兵團，發(fā)揮各自的作戰(zhàn)優(yōu)勢，試圖阻隔“48號魔鬼”。
重兵把守的防線潛伏在土壤這個“高地”上。一種“原位鈍化修復(fù)技術(shù)”，可以通過調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)，以及利用吸附、沉淀、離子交換等化學(xué)反應(yīng)，“擒住”土壤里的鎘，或者破壞它的活性。這樣一來，這個魔鬼就不能任性地從土壤攻入稻米根部。
擅長“鈍化”的是徐應(yīng)明帶領(lǐng)的一支“兵團”。他們曾經(jīng)在實驗室里用盆栽研制“武器”——鈍化劑。近年來，這個團隊將這種武器帶進湖南、廣西的一些試驗田。徐應(yīng)明介紹，“取得了比較好的效果，有效性最高可達90%”。
不過，鈍化技術(shù)面臨的考驗是“穩(wěn)定性”，目前沒有人能給出確切答案?！暗降啄芊€(wěn)定3年、5年還是8年呢？還要進一步跟蹤監(jiān)測。”徐應(yīng)明說。
他的“兵團”不是孤軍作戰(zhàn)。在另一道防線上，他的盟軍也在排兵布陣。劉仲齊試圖在鎘從水稻根系向籽粒進軍的通道上安置奇兵。
他的設(shè)想是，通過噴施葉面調(diào)理劑或利用特殊的調(diào)控基因、離子通道基因等，調(diào)控葉片、莖桿等部位的離子通道活性，從而阻隔部分鎘從營養(yǎng)體中向籽粒轉(zhuǎn)運。
面對一個狡猾的敵人，戰(zhàn)術(shù)的靈活和多元顯得尤為重要。孫子兵法里有一計是“借刀殺人”，在對付鎘時，也能適用。
鎘再頑劣，也會在自然界遇到對手。比如，鎘和鈣是對冤家。農(nóng)民普遍使用的一種做法是，在土壤里撒白石灰，因為石灰里含有鈣元素。劉仲齊形象地解釋，從土壤向植物根系里滲透時，鈣會和鎘搶奪通道，從而擋住一部分鎘的去路。
同樣的戰(zhàn)術(shù)思想可以體現(xiàn)在植物修復(fù)技術(shù)上。這種技術(shù)是在稻田里栽種鎘超富集植物，比如龍葵和天藍芥藍菜等。它們吸走土壤里的部分鎘，給水稻作一道防護線。不過，在徐應(yīng)明看來，植物修復(fù)技術(shù)的劣勢也顯而易見，比如“成效周期長、栽種成本高”。
為了“守護一碗白米飯”，還有一支“兵團”正在征戰(zhàn)另一個“高地”——水稻本身。這支水稻所水稻品質(zhì)遺傳改良創(chuàng)新團隊，正在篩選和選育鎘低積累水稻品種。因為不同品種的水稻對鎘的吸收能力也有差異。
雖然在水稻身上構(gòu)筑防線很有前景，但這項工程很難一蹴而就。水稻品質(zhì)遺傳改良創(chuàng)新團隊的領(lǐng)銜者邵國勝介紹，這項研究還有些基礎(chǔ)性難題亟待解決，比如“確立鎘低積累水稻品種的標(biāo)準(zhǔn)品種”和“找到快速鑒定鎘低積累水稻品種的方法”。
160余名農(nóng)業(yè)研究者在反“鎘”統(tǒng)一戰(zhàn)線上布下了“天羅地網(wǎng)”，但對保衛(wèi)稻米來說，這仍然不夠
當(dāng)?shù)咎锷系姆础版k”統(tǒng)一戰(zhàn)線建立起來，這條戰(zhàn)線可以拉得很長。
流向稻田的灌溉水也需要安全防線。來自農(nóng)科院灌溉所的非常規(guī)水資源利用團隊想貢獻的“作戰(zhàn)武器”，是消減灌溉水鎘含量的灌溉技術(shù)，比如生態(tài)溝渠技術(shù)和池塘沉降技術(shù)。
在加入反“鎘”統(tǒng)一戰(zhàn)線之前，雖同處中國農(nóng)科院系統(tǒng)，但劉仲齊跟灌溉所“幾乎沒有打過交道”。他表示，“兵團作戰(zhàn)”的優(yōu)勢還包括“信息共享”。
俗話說，知己知彼才能百戰(zhàn)不殆。面對共同敵人——鎘，對于那些聯(lián)合起來的科研工作者來說，他們交流的途徑將不局限于學(xué)術(shù)會議或者研讀論文，這有利于“盟友們”加深對彼此的了解。
戰(zhàn)線必須覆蓋到污染稻田產(chǎn)生的富鎘稻稈。那些稻稈繼續(xù)留守在田里，會帶著鎘重新回到土壤。如果豬吃掉了富鎘稻稈，它們排出的含鎘糞便，可能被農(nóng)戶當(dāng)作有機肥施給稻田。
年輕的研究員漆新華研究的是“富鎘稻稈的資源化利用”，他來自環(huán)保所農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用團隊。這是另一支正在研制“秘密武器”的“兵團”。漆新華介紹，他正在探索如何“將富鎘稻稈轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品和碳材料”。
讓人們忌憚的鎘“變害為用”，目前還是理論意義上的一道延伸防線。漆新華說，“這是個比較前沿的領(lǐng)域，還處在研究階段”。
160余名農(nóng)業(yè)科研工作者在反“鎘”統(tǒng)一戰(zhàn)線上布下了“天羅地網(wǎng)”。但對保衛(wèi)稻米來說，這仍然不夠。
“農(nóng)田只是引起稻米鎘污染的一個環(huán)節(jié)?！眲⒅冽R說。換而言之，在鎘入侵稻米的漫漫征途上，稻田只是它們攻城拔寨的一個城池。
鎘以化合物形式存在，與人類日常生活并沒有交集。它和鋅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等共生。當(dāng)人們開采礦藏時，取走了鋅、鉛、銅等資源，也釋放了鎘。前者會給人帶來財富，后者則有機會隨著不當(dāng)處置的廢水廢渣，流入土壤和農(nóng)田，成為潛伏的殺手。
顯然，農(nóng)業(yè)研究者建立的反“鎘”統(tǒng)一戰(zhàn)線，無法延伸到農(nóng)田以外的地帶。至于其它環(huán)節(jié)，比如含鎘工業(yè)廢水廢渣排放，或者超鎘稻米在市場上流通，劉仲齊這些農(nóng)業(yè)專家，“說不清楚”。
即使在他們熟悉的領(lǐng)域，這場反鎘戰(zhàn)爭的勝負也一時難決，研究者們做好了“持久戰(zhàn)”的準(zhǔn)備。劉仲齊在介紹項目時說，“實施期限10年以上”。
身肩“守護一碗白米飯”的使命，鎘也不是他們唯一的斗爭對象。因為可能侵入稻米的有害重金屬，不僅是48號化學(xué)元素——鎘。(本報記者 陳璇)