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土药方能不能治大病?

时间:2012-02-02 08:26:29 作者: 点击:

长期以来,具有极强繁殖能力、对水环境造成深度破坏的蓝藻,是治理的难点。我国各地对蓝藻污染治理高度重视,尽管不计代价采用多种方法防止藻患,但除藻效果都不是很理想,水体二次污染时有发生。

蓝藻污染治理是一道大难题,那么,破解这道难题到底有没有新招?自201111月以来,记者多次实地采访由云南省生态农业研究所培育的植物新种——巨紫根须小叶柄水葫芦(简称“紫根水葫芦”)时发现,蓝藻或许遇到了新克星。

用生物技术治理蓝藻

紫根水葫芦可快速抑制蓝藻,去除富营养物和重金属

采用生物技术治理蓝藻污染的水体,是民营研究机构云南生态农业研究所所长那中元开辟的新路径。他潜心研究4年,运用中医理论方法,以中草药为原料,经过700多次反复试验,创造出“生物诱导剂”(GPIT),即“作物基因表型诱导调控表达技术”,用以开发生物潜能。紫根水葫芦就是由普通水葫芦经生物诱导调控形成的。

那中元在研究中发现,很多严重污染的水体形成了蓝藻独霸、恶性循环的局面,用物理、化学、工程的方法治理难以奏效。他认为,有效防止藻患,必须有强势种群,在自然条件下快速抑制蓝藻,快速去除富营养物和重金属,进行水体自净,恢复重建水体生态系统。

在实验室和不同水域多次试验后,那中元惊喜地发现,紫根水葫芦在治理因蓝藻泛滥而引起的水体严重污染上有极大潜力。

据介绍,紫根水葫芦除具有一般水葫芦的特点外,在形态和功能上还有所不同。第一,它的柄短叶小,总高仅为普通水葫芦的1/41/7,但根系十分发达,根多且长,根毛多,根系最长可达1米以上,比普通水葫芦的根多出三四倍,根与柄叶生物量比普通水葫芦高出20余倍。第二,紫根水葫芦种植25天后,原根微生物量增加为新根的2501500倍。第三,紫根水葫芦对污染物的净化以根面效应削减回归为主,生长转化为辅,同等水域打捞生物量大幅减少。第四,在总氮超过100mg/L的条件下,紫根水葫芦生长未见明显受抑,Ⅱ类水中也能较正常生长。第五,紫根水葫芦具有快速持续削减总氮、总磷、COD等能力。

与普通水葫芦相比,紫根水葫芦有两方面的优势。一方面,紫根水葫芦叶片小,使水体透光性加强,利于水体溶解氧的生成与保持。同时,根系发达可迅速把蓝藻吸附到根系周围。另一方面,在生物诱导调控的作用下,紫根水葫芦抗逆性大大增强,根系所分泌的化感物质将吸附在根部的蓝藻快速分解成紫根水葫芦生长的营养物质。

此外,紫根水葫芦根系一年内基本不腐烂,叶片枯死根系仍可保持34个月以上的抑藻作用。

云南生态农业研究所提供的研究结果表明:紫根水葫芦根系与微生物有机互作的根面效应大大加强,可迅速使滇池劣Ⅴ类水达到Ⅲ类、Ⅱ类水质;紫根水葫芦可快速分解蓝藻,使底泥回归良性循环。紫根水葫芦完成治理任务后,打捞上岸,将其根部晒干,制成干根粉,再次投放水体,能快速高效吸附水体中有毒有害重金属。目前,这项研究已取得突破性进展:据测试,每公斤干根粉最多可吸附131克铅、80克镉、8.6克砷、180克锰。

实验室高手野外也不露怯吗?

试点项目水质提升快,生态系统恢复良好

紫根水葫芦这一实验室里的蓝藻治理高手,在更大规模的野外蓝藻污染治理中有没有明显成效?

20098月上旬,云南省生态农业研究所先后两次在滇池水域近岸西华湿地两个临时隔离塘投放紫根水葫芦。34天后,蓝藻全部被吸附到紫根水葫芦根上,水质明显变清,水体溶氧量逐步增高,水中异味消除,富营养物逐渐减少。采用紫根水葫芦治理后的池水小鱼、小虾清晰可见,并已保持超过两年。

滇池大坝旁有20亩废置10年的鱼塘,蓝藻每年大量发生,同时又有大量死亡。20099月中旬,云南生态农业研究所向鱼塘投放紫根水葫芦后,仅14天,水体开始变清,蓝藻去除率达到95%~99%。直到现在,鱼塘除交换区水域外,99%的水面仍无蓝藻。

此外,紫根水葫芦治理蓝藻在江苏无锡市进行了多点应用。北京温榆河昌平段一条小型支流沟渠实验段采用紫根水葫芦净化污水、西太湖(滆湖)休闲度假区采用紫根水葫芦治理蓝藻等示范项目,都取得了明显成效。

因紫根水葫芦治污成效明显,被列入2011年国家863课题实施的研究治理项目,在昆明海埂公园、原昆明航空疗养院等地组织实施。

20111122日,记者随中国工程院院士、中国生物多样性保护与绿色发展基金会专家委员会主任金鉴明和环境保护部自然生态司生态安全管理处处长王捷等一行近20人,前往原昆明航空疗养院内的研究治理项目现场,实地考察紫根水葫芦治理蓝藻的情况。

记者看到,现场1号池38亩的水面上,紫根水葫芦生机勃勃,水体清澈见底,偶有鱼虾游动,附近2号、3号池情况相似。现场测试表明,1号池水体能见度已超过2.9米。据那中元介绍,1号池在20118月投放紫根水葫芦时,水质为劣Ⅴ类。2011113日,经昆明市排水公司监测,池里水质已达到Ⅱ类。

2012119日,记者再次来到这一现场,了解紫根水葫芦越冬情况。只见123号池里紫根水葫芦柄叶大多已经枯萎,但根系仍然鲜活,池水还是十分清澈。

2号池边,那中元和一名现场管理人员各拿一把长把铝瓢,随手在紫根水葫芦下面舀出一瓢水来,水里除了少许浮萍,并没有发现蓝藻。多次重复舀水,每次都是如此。记者用一塑料桶舀出小半桶水,里面有小虾、蝌蚪、小鲢鱼、蜻蜓幼虫等小水生动物几十个,可见生态系统恢复效果已不是偶然。

2009年以来的多次实践证明,紫根水葫芦有吸附、抑制、降解蓝藻作用,快速消灭各种污染程度的蓝藻水华一般需要420天,降解后的蓝藻基本上不能再恢复生长,一些彻底治理水域已保持数年无蓝藻发生。

产业化运用还差哪些条件?

专家建议加强机理研究,延伸产业链

目前,运用紫根水葫芦技术治理蓝藻已有一些成功范例,国内众多专家也对此表示充分肯定和积极支持,并针对加强紫根水葫芦机理等深入研究、延伸产业链和技术推广提出了不少意见和建议。

20111122日下午,国家863项目“紫根水葫芦净化水污染综合技术研讨会”在昆明召开。来自环境保护部、中国生物多样性保护与绿色发展基金会、云南省九大湖泊水污染防治办公室、云南省环保厅、昆明市政府、中国科学院昆明植物研究所、滇池生态研究所、云南生态农业研究所等单位的领导和专家,结合现场考察和相关报告数据,对紫根水葫芦技术治理滇池蓝藻所取得的成效给予了充分肯定。

原北京市副市长、中国生物多样性保护与绿色发展基金会执行理事长胡昭广建议在下一步滇池治理示范项目中扩大紫根水葫芦治理面积。昆明市政府副秘书长和丽川表示,2012年,昆明市政府将出资支持应用紫根水葫芦技术治理滇池,并建议在项目实施过程中加强监测。云南省九湖污染防治办公室主任陀正阳也表示,他们准备在九湖湿地退塘还湖中使用紫根水葫芦技术,并建议在环境适应性、越冬生长、集成技术应用、开放水体等方面进行深入研究。

研讨会上,专家们还围绕紫根水葫芦净化水污染综合技术展开了热烈讨论。

中国生物多样性保护与绿色发展基金会专家委员会主任金鉴明院士对如何扩大加快利用紫根水葫芦净化水体综合技术治污提出了5方面的意见:1、深入研究紫根水葫芦去除蓝藻的机理,如紫根水葫芦根系维管束化效应与光合效应等。2、对产业化进程不同模式做深入研究。3、找出产业化的延伸链和资源化的新途径。4、建议2012年召开国家级的紫根水葫芦净化污染综合技术鉴定会。同时加快此项技术的推广速度。5、做好原始创新技术的进一步提升,首先在本省、全国做好此项技术的引领和推广。建议加快滇池水污染防治动态检测体系、排放预警体系、突发事件应急体系、综合管理体系、综合配套治理技术体系等五大体系建设,在构建五大体系建设过程中应用此项技术。

胡昭广认为,在做好滇池污染治理示范工程外,还要做好北京、江苏、湖北、贵州等地的示范工作,及时总结不同区域的应用实践经验,做好数据分析整理和技术推广的准备工作。

滇池生态研究所副所长韩亚平建议在紫根水葫芦收集处置方式、不同水葫芦品种所具优势等方面进行深入研究。目前,课题组成员、中国科学院昆明植物研究所研究员罗晓东正在进行紫根水葫芦生殖习性、进化规律、环境安全影响评估、克藻、泌氧机理的深入研究工作。

技术可否有更大作为?

技术推广运用中亟待政策和资金支持

当前,因紫根水葫芦治理蓝藻水污染有效易行,且成本低廉,其推广运用的前景良好,紫根水葫芦净化水污染综合技术的深入研究正在加紧进行,在这一关键时期,各级政府在政策和资金上的支持尤为重要。

据云南省生态农业研究所副所长杨红军介绍,自20119月以来,贵州省、江苏无锡太湖、安徽巢湖、山东青岛、北京等地相继引入此技术。

据了解,课题组在进行加强紫根水葫芦机理研究、强化冬季越冬净化水能力、以及不同地域环境和水环境模式研究的同时,还积极延伸紫根水葫芦产业链。目前,云南省生态农业研究所正在与科研机构和院校加紧协作研究,把紫根水葫芦的根做成干根粉,替代活性炭,作为重金属吸附剂。

截至目前,紫根水葫芦净化水污染综合技术也只是做了一些小型试验示范。要在试验、示范的基础上逐步加大推广力度,还需要各级政府的政策和资金支持。那中元说,如果能得到国家相关政策和资金支持,研究所有能力购买精密大型仪器设备,这一技术研究推广的速度将会更快。同时,他希望将这一技术列入国家水专项和国家发改委治污工程,给予推广。

目前,云南省昆明市、玉溪市和红河州等地已派人认真考察过紫根水葫芦治理蓝藻情况,准备引进此项技术开展湖泊污染治理。研究所已向云南省环保厅提出申请,希望在九大高原湖泊污染治理中适当采用紫根水葫芦净化水污染综合技术。

那中元说,在滇池争取更大的水域进行示范工程,把水质提升到Ⅲ类,可供人们游泳,是他长久的期盼。

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