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植物大戰重金屬：鎘大米危機牽出土壤污染現實
關鍵詞： 植物修復技術 土壤污染 植物吸收 重金屬含量 生物表面活性劑 污染物分布 降解作用 植物根系 植物葉片 植物提取
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愈演愈烈的鎘大米危機，牽出了土地遭重金屬污染的現實。中國水稻研究所與農業部稻米及制品質量監督檢驗測試中心2010年發布的《我國稻米質量安全現狀及發展對策研究》稱，我國1/5的耕地受到了重金屬污染，其中鎘污染的耕地涉及11個省25個地區。
土壤重金屬污染如看不見的幽靈一般滲透進了我們的生活。這些幽靈隱藏在土壤里，它們不僅使作物減產，還沿著植物根系攀緣，侵襲進入大米、蔬菜等各種常見的農作物，最終到達人體內，并累積到了足以致病的劑量，對人類健康造成嚴重危害。
它們分散、范圍廣、隱蔽強，消滅它們是一項費時費力成本高的工程。經過近半個多世紀的摸索后，科學家們如今正在組建一個植物軍團，用來抵擋重金屬污染的攻擊，它們是400多種超富集植物，善于從土壤中吸收各種重金屬，對付不同類型的重金屬污染時各有所長。配備了化學強化或者微生物強化的武器之后，它們的戰斗力更加超群。
但是，礦山廢水、工業廢水等污染源頭如果沒有得到遏制，重金屬污染的幽靈就不會從大地上撤退，這將是一場永不停歇的戰爭，而人類和植物這一方，將永難獲勝。
用植物吃掉重金屬
植物修復技術是指利用植物的吸收、分解、揮發或固定土壤重金屬作用，降低重金屬在土壤中的含量和有效態含量，從而減小重金屬的危害性
中國科學院地理所研究員陳同斌曾在接受媒體采訪時稱，我國大多數城市近郊土壤受到了不同程度的污染，多地糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。
以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬，在進入環境或生態系統后就會存留、積累和遷移，造成危害。而它藏在土壤中更隱蔽，污染暴露的時滯較長，容易被人們忽視，比水污染和大氣污染更危險。
華南理工大學副校長、工業聚集區污染控制與生態修復教育部重點實驗室主任黨志介紹，對受到重金屬污染的土地，修復的方法有很多種，主要是物理、化學和生物的方法。而實踐證明單純采用物理和化學的方法并不實用。
物理的方法是指某個地方的土地污染了，就把這個地方的土地拿走，換上干凈的土。這種方法工程量大、費用高昂，只對局部的企業用地污染有效，無法解決大面積的耕地污染問題。
化學的方法是通過改變土壤的物理化學性質，使得重金屬不能被植物吸收。“只有能溶于水的離子態和絡合態的重金屬才會被植物吸收，我們可以通過加一些化學物質比如石灰來改變土壤的PH值，讓它呈堿性。重金屬和氫氧根離子就能形成沉淀，變得不溶于水了，植物就不會吸收了。”黨志說。但是，植物根部會不斷分泌一些物質，這些分泌物大部分是酸性的，時間久了，加進土壤里面的堿就被中和掉，不能起作用。而且，也不能一直往土壤里面添加化學物質，會改變土壤的性質，作物也難以生長。
“化學的方法最大的問題是，無論加什么東西，重金屬仍然存在于土壤中，只是限制了它的活性，沒有把它去除。”黨志說。
于是，植物修復技術在諸多修復被重金屬污染土地的技術中脫穎而出，其中植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。
植物提取是利用超富集植物的根系從土壤中吸取重金屬，并將其轉移、貯存到植物的地上部分，然后收割地上部分，連續種植超積累植物即可將土壤中的重金屬降到可接受水平。
植物提取的核心是戰斗力超強的超富集植物。超富集植物是指能夠超量吸收重金屬并將其運送到葉片、果實等地上部位的植物。一般來說，它們在地上部分的重金屬含量能夠達到普通作物在同等條件下的100倍以上。
早在1848年，科學家們就發現，在一種被命名為“貝托庭芥”的植物葉片里，鎳的含量達到了7900mg/kg。不過直到1977年，生物學家布魯克斯(Robert Richard Brooks)才首次提出了“超富集植物”的概念。
黨志介紹，從上個世紀七十年代以后，尤其是八十年代，在美國，超級基金(super fund，污染場地管理與修復基金)開始通過這種生物的方法，對礦山污染、重金屬污染和有機物污染的土壤進行修復，有了很多成功的案例。