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土藥方能不能治大病?

2012-02-02  來源: 中國環保網
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長期以來,具有極強繁殖能力、對水環境造成深度破壞的藍藻,是治理的難點。我國各地對藍藻污染治理高度重視,盡管不計代價采用多種方法防止藻患,但除藻效果都不是很理想,水體二次污染時有發生。

藍藻污染治理是一道大難題,那么,破解這道難題到底有沒有新招?自201111月以來,記者多次實地采訪由云南省生態農業研究所培育的植物新種——巨紫根須小葉柄水葫蘆(簡稱“紫根水葫蘆”)時發現,藍藻或許遇到了新克星。

用生物技術治理藍藻

紫根水葫蘆可快速抑制藍藻,去除富營養物和重金屬

采用生物技術治理藍藻污染的水體,是民營研究機構云南生態農業研究所所長那中元開辟的新路徑。他潛心研究4年,運用中醫理論方法,以中草藥為原料,經過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。紫根水葫蘆就是由普通水葫蘆經生物誘導調控形成的。

那中元在研究中發現,很多嚴重污染的水體形成了藍藻獨霸、惡性循環的局面,用物理、化學、工程的方法治理難以奏效。他認為,有效防止藻患,必須有強勢種群,在自然條件下快速抑制藍藻,快速去除富營養物和重金屬,進行水體自凈,恢復重建水體生態系統。

在實驗室和不同水域多次試驗后,那中元驚喜地發現,紫根水葫蘆在治理因藍藻泛濫而引起的水體嚴重污染上有極大潛力。

據介紹,紫根水葫蘆除具有一般水葫蘆的特點外,在形態和功能上還有所不同。第一,它的柄短葉小,總高僅為普通水葫蘆的1/41/7,但根系十分發達,根多且長,根毛多,根系最長可達1米以上,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。第二,紫根水葫蘆種植25天后,原根微生物量增加為新根的2501500倍。第三,紫根水葫蘆對污染物的凈化以根面效應削減回歸為主,生長轉化為輔,同等水域打撈生物量大幅減少。第四,在總氮超過100mg/L的條件下,紫根水葫蘆生長未見明顯受抑,Ⅱ類水中也能較正常生長。第五,紫根水葫蘆具有快速持續削減總氮、總磷、COD等能力。

與普通水葫蘆相比,紫根水葫蘆有兩方面的優勢。一方面,紫根水葫蘆葉片小,使水體透光性加強,利于水體溶解氧的生成與保持。同時,根系發達可迅速把藍藻吸附到根系周圍。另一方面,在生物誘導調控的作用下,紫根水葫蘆抗逆性大大增強,根系所分泌的化感物質將吸附在根部的藍藻快速分解成紫根水葫蘆生長的營養物質。

此外,紫根水葫蘆根系一年內基本不腐爛,葉片枯死根系仍可保持34個月以上的抑藻作用。

云南生態農業研究所提供的研究結果表明:紫根水葫蘆根系與微生物有機互作的根面效應大大加強,可迅速使滇池劣Ⅴ類水達到Ⅲ類、Ⅱ類水質;紫根水葫蘆可快速分解藍藻,使底泥回歸良性循環。紫根水葫蘆完成治理任務后,打撈上岸,將其根部曬干,制成干根粉,再次投放水體,能快速高效吸附水體中有毒有害重金屬。目前,這項研究已取得突破性進展:據測試,每公斤干根粉最多可吸附131克鉛、80克鎘、8.6克砷、180克錳。

實驗室高手野外也不露怯嗎?

試點項目水質提升快,生態系統恢復良好

紫根水葫蘆這一實驗室里的藍藻治理高手,在更大規模的野外藍藻污染治理中有沒有明顯成效?

20098月上旬,云南省生態農業研究所先后兩次在滇池水域近岸西華濕地兩個臨時隔離塘投放紫根水葫蘆。34天后,藍藻全部被吸附到紫根水葫蘆根上,水質明顯變清,水體溶氧量逐步增高,水中異味消除,富營養物逐漸減少。采用紫根水葫蘆治理后的池水小魚、小蝦清晰可見,并已保持超過兩年。

滇池大壩旁有20畝廢置10年的魚塘,藍藻每年大量發生,同時又有大量死亡。20099月中旬,云南生態農業研究所向魚塘投放紫根水葫蘆后,僅14天,水體開始變清,藍藻去除率達到95%~99%。直到現在,魚塘除交換區水域外,99%的水面仍無藍藻。

此外,紫根水葫蘆治理藍藻在江蘇無錫市進行了多點應用。北京溫榆河昌平段一條小型支流溝渠實驗段采用紫根水葫蘆凈化污水、西太湖(滆湖)休閑度假區采用紫根水葫蘆治理藍藻等示范項目,都取得了明顯成效。

因紫根水葫蘆治污成效明顯,被列入2011年國家863課題實施的研究治理項目,在昆明海埂公園、原昆明航空療養院等地組織實施。

20111122日,記者隨中國工程院院士、中國生物多樣性保護與綠色發展基金會專家委員會主任金鑒明和環境保護部自然生態司生態安全管理處處長王捷等一行近20人,前往原昆明航空療養院內的研究治理項目現場,實地考察紫根水葫蘆治理藍藻的情況。

記者看到,現場1號池38畝的水面上,紫根水葫蘆生機勃勃,水體清澈見底,偶有魚蝦游動,附近2號、3號池情況相似。現場測試表明,1號池水體能見度已超過2.9米。據那中元介紹,1號池在20118月投放紫根水葫蘆時,水質為劣Ⅴ類。2011113日,經昆明市排水公司監測,池里水質已達到Ⅱ類。

2012119日,記者再次來到這一現場,了解紫根水葫蘆越冬情況。只見123號池里紫根水葫蘆柄葉大多已經枯萎,但根系仍然鮮活,池水還是十分清澈。

2號池邊,那中元和一名現場管理人員各拿一把長把鋁瓢,隨手在紫根水葫蘆下面舀出一瓢水來,水里除了少許浮萍,并沒有發現藍藻。多次重復舀水,每次都是如此。記者用一塑料桶舀出小半桶水,里面有小蝦、蝌蚪、小鰱魚、蜻蜓幼蟲等小水生動物幾十個,可見生態系統恢復效果已不是偶然。

2009年以來的多次實踐證明,紫根水葫蘆有吸附、抑制、降解藍藻作用,快速消滅各種污染程度的藍藻水華一般需要420天,降解后的藍藻基本上不能再恢復生長,一些徹底治理水域已保持數年無藍藻發生。

產業化運用還差哪些條件?

專家建議加強機理研究,延伸產業鏈

目前,運用紫根水葫蘆技術治理藍藻已有一些成功范例,國內眾多專家也對此表示充分肯定和積極支持,并針對加強紫根水葫蘆機理等深入研究、延伸產業鏈和技術推廣提出了不少意見和建議。

20111122日下午,國家863項目“紫根水葫蘆凈化水污染綜合技術研討會”在昆明召開。來自環境保護部、中國生物多樣性保護與綠色發展基金會、云南省九大湖泊水污染防治辦公室、云南省環保廳、昆明市政府、中國科學院昆明植物研究所、滇池生態研究所、云南生態農業研究所等單位的領導和專家,結合現場考察和相關報告數據,對紫根水葫蘆技術治理滇池藍藻所取得的成效給予了充分肯定。

原北京市副市長、中國生物多樣性保護與綠色發展基金會執行理事長胡昭廣建議在下一步滇池治理示范項目中擴大紫根水葫蘆治理面積。昆明市政府副秘書長和麗川表示,2012年,昆明市政府將出資支持應用紫根水葫蘆技術治理滇池,并建議在項目實施過程中加強監測。云南省九湖污染防治辦公室主任陀正陽也表示,他們準備在九湖濕地退塘還湖中使用紫根水葫蘆技術,并建議在環境適應性、越冬生長、集成技術應用、開放水體等方面進行深入研究。

研討會上,專家們還圍繞紫根水葫蘆凈化水污染綜合技術展開了熱烈討論。

中國生物多樣性保護與綠色發展基金會專家委員會主任金鑒明院士對如何擴大加快利用紫根水葫蘆凈化水體綜合技術治污提出了5方面的意見:1、深入研究紫根水葫蘆去除藍藻的機理,如紫根水葫蘆根系維管束化效應與光合效應等。2、對產業化進程不同模式做深入研究。3、找出產業化的延伸鏈和資源化的新途徑。4、建議2012年召開國家級的紫根水葫蘆凈化污染綜合技術鑒定會。同時加快此項技術的推廣速度。5、做好原始創新技術的進一步提升,首先在本省、全國做好此項技術的引領和推廣。建議加快滇池水污染防治動態檢測體系、排放預警體系、突發事件應急體系、綜合管理體系、綜合配套治理技術體系等五大體系建設,在構建五大體系建設過程中應用此項技術。

胡昭廣認為,在做好滇池污染治理示范工程外,還要做好北京、江蘇、湖北、貴州等地的示范工作,及時總結不同區域的應用實踐經驗,做好數據分析整理和技術推廣的準備工作。

滇池生態研究所副所長韓亞平建議在紫根水葫蘆收集處置方式、不同水葫蘆品種所具優勢等方面進行深入研究。目前,課題組成員、中國科學院昆明植物研究所研究員羅曉東正在進行紫根水葫蘆生殖習性、進化規律、環境安全影響評估、克藻、泌氧機理的深入研究工作。

技術可否有更大作為?

技術推廣運用中亟待政策和資金支持

當前,因紫根水葫蘆治理藍藻水污染有效易行,且成本低廉,其推廣運用的前景良好,紫根水葫蘆凈化水污染綜合技術的深入研究正在加緊進行,在這一關鍵時期,各級政府在政策和資金上的支持尤為重要。

據云南省生態農業研究所副所長楊紅軍介紹,自20119月以來,貴州省、江蘇無錫太湖、安徽巢湖、山東青島、北京等地相繼引入此技術。

據了解,課題組在進行加強紫根水葫蘆機理研究、強化冬季越冬凈化水能力、以及不同地域環境和水環境模式研究的同時,還積極延伸紫根水葫蘆產業鏈。目前,云南省生態農業研究所正在與科研機構和院校加緊協作研究,把紫根水葫蘆的根做成干根粉,替代活性炭,作為重金屬吸附劑。

截至目前,紫根水葫蘆凈化水污染綜合技術也只是做了一些小型試驗示范。要在試驗、示范的基礎上逐步加大推廣力度,還需要各級政府的政策和資金支持。那中元說,如果能得到國家相關政策和資金支持,研究所有能力購買精密大型儀器設備,這一技術研究推廣的速度將會更快。同時,他希望將這一技術列入國家水專項和國家發改委治污工程,給予推廣。

目前,云南省昆明市、玉溪市和紅河州等地已派人認真考察過紫根水葫蘆治理藍藻情況,準備引進此項技術開展湖泊污染治理。研究所已向云南省環保廳提出申請,希望在九大高原湖泊污染治理中適當采用紫根水葫蘆凈化水污染綜合技術。

那中元說,在滇池爭取更大的水域進行示范工程,把水質提升到Ⅲ類,可供人們游泳,是他長久的期盼。

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