第21期报纸(2009年12月15日):给那氏葫芦一个支点  ——访国务院发展研究中心农村部研究员崔传义

2021-05-25

农民日报记者    周佳鸣

    前不久,国务院发展研究中心农村部研究员、研究农村的资深专家崔传义,偕同80多岁的中国扶贫基金会名誉会长王郁昭在云南进行调研时发现,一家民营企业的生物创新成果,竟使长期棘手的滇池蓝藻水污染治理变得有效易行,成本低廉,如若推展开来,可谓意义重大。在采访中,崔传义认为,有效的支持,特别是政策和资金方面的支持就显得尤为重要。记者为此进行了专题采访。


  试点成功:关键技术给滇池带来新转机

  记者:这些年,滇池治理大致是怎样的情况?

  崔:谈起滇池治理,从昆明市政府到党和国家都很重视。近20年已为此投入了100多亿元,但收效甚微。近年来更是加大了治理的力度,如采取了河口截源、将湖周围生产生活用地退为湿地等重大措施,还筹划了牛栏江引提水工程,用以冲释滇池水。但这些工程打的多是"外围战",而不是直接针对水体蓝藻污染的治本措施。按此预算,要在今后20年里投资约2000亿元,仍不能确定实现滇池水由目前的五类、劣五类变为三类的前景。

  我们知道,滇池是我国第六大淡水湖,是昆明市的母亲湖。上世纪80年代居民还可下湖游泳,但随着上游城市工业发展排出污水增多,城郊农村大量使用化肥、农药,形成面源污染,特别是城市人口由改革初的200多万增加到目前包括流动人口在内的近600万人,生活废水也越来越多地流入滇池,氮、磷化合物的流入,导致水体富营养化愈益严重,引起蓝藻泛滥,滇池水由清变绿、味道难闻,水质劣化,污染严重。使这个巨大的"污水池"变清,是昆明人的梦想,成了市政府建设现代化城市的一个头等大事。

  
记者:您看到什么情形,感到这种新技术能让滇池尽快变清?

  崔:给滇池水带来希望的,是一家民营研究机构---那中元任所长的云南省生态农业研究所。出身中医世家的那中元运用中医理论,以中草药为原料,通过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。

  据介绍,这项技术上世纪90年代即用于农作物和畜禽生产并取得成功,受到著名"三农"专家杜润生、石山、李良壁等的高度赞扬。石山认为,这很有可能突破国外农业研究的框框而闯出一条新路。植物光合作用权威专家李良壁也认为"这是一项了不起的发明"。

  2003年起,为治理蓝藻水体污染,那中元利用这项技术,经过4年努力,培育出水葫芦家族中的新物种---"巨紫根小柄叶水葫芦"(简称"紫根水葫芦")。2009年8月初,他们先后两次投放紫根水葫芦,在滇池边共2.4亩的两块水面做试验。投放三四天后,蓝藻全部被吸附到水葫芦根上,水质明显变清,容氧量增高,水中异味消除,富营养物逐渐减少。至8月19日,经昆明市环境监测中心采样检验,水体总氮分别由原来的6.977和8.253mg/L降为0.54和0.46,减少93.5%和92.3%;总磷降为0.043和0.034,分别减少95.2%和96%;氨氮降为0.211和0.291,分别减少78%和68%。经过14-18天净化的水质,分别达到或接近国家地表水三类、二类水质标准。

  9月8日,我们同王郁昭一起到试验地察看了试验塘清水,与滇池蓝藻污染水有着显著差异。同时,前往察看即将进行试验的蓝藻水华表层结疤的20亩重污染水面。这块水面投放紫根水葫芦后的效果,最近也有了昆明市环境监测站的检验数据:蓝藻已经消除99.9%,富营养物逐渐减少,溶氧量已大幅度提高。这一试验,不但为滇池尽快变清,重新成为高原明珠带来了希望,也为太湖、巢湖等蓝藻污染治理带来了希望。世界各国投巨资无法快速有效解决的内源治污治蓝藻的技术难题,在中国科学理论和创新技术下正在被破解。

  
那氏葫芦:独辟根治蓝藻污染新路径

  记者:蓝藻何以能对水体造成严重污染?其他国家是如何治理的?
    崔:据研究,蓝藻属藻类植物中最简单低级的一类,在地球上已生存了33亿年以上。蓝藻细胞内含有叶绿素与类胡萝卜素、藻蓝素、藻黄素、藻红素,无性分裂,繁殖速度极快,很容易形成"绿潮"、"黄潮"、"红潮"。蓝藻一旦爆发,不但降低水体含氧量,还产生有毒物质,致使鱼类等动物死亡,造成"味难闻、色难看,水难喝"。

  对蓝藻污染水体的治理,国际上长时间以来主要采用化学方法。美国用硫酸铜等化学药物灭除蓝藻,欧盟用高锰酸钾等强氧化剂消除藻害,我国曾用生石灰、草木灰防止藻患,但除藻效果甚微,成本高,常形成二次污染。采用生物技术治理蓝藻污染水体,是那中元开辟的新路径、新技术。

  
记者:这种生物技术独在哪儿?

  崔:根据那中元的研究,已严重污染的水体,形成了蓝藻独霸、恶性循环的水体生态系统,因此用物理、化学、工程的方法难以奏效,必须要有强势种群,能在自然条件下快速制服蓝藻,快速去除富营养物和重金属,快速进行水体自净化,进而达到水体生态系统的恢复重建。"能同时具备这三种能力的,当今世界只有中国创新的新种质紫根水葫芦及相关管理技术。"崔传义说。

  
记者:请详细说说紫根水葫芦及治污的机理。

  崔:紫根水葫芦与普通水葫芦相比,形态和功能上都有着显著的不同。形态上,紫根水葫芦属小柄叶,总高只为普通水葫芦的1/4~1/7,但根系发达,紫黑的根长可达70cm以上(条件适合可达1.2m),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。功能上,普通水葫芦抑制蓝藻、去除富营养物、重金属的功能有限,特别是它不能增加水中溶氧,若其根系排出的CO2高,微环境利于蓝藻生长时,反而助长蓝藻泛滥成灾。

  紫根水葫芦能够治理蓝藻污染水体,有三位一体的作用机理:一是快速制服蓝藻。它能在5~7天内把富营养水体中的蓝藻吸附至根系上,并抑制活性,降解吸收,使水体变清,臭味消除。二是快速大幅去除富营养物和重金属。今年8月的试验,显示了它对消除富营养物氮、磷、氨氮的作用。试验同时表明它还能快速吸附有毒重金属砷,高毒水中每g干重日吸砷量可达蜈蚣草的约50倍。三是它把传统水葫芦在富营养水中减少溶氧,变为增加水中溶氧。原因在于紫根水葫芦光能效率提高,特别是部分能量大的短波光可被利用,光合效率大幅提高,不仅向根部输送大量光合产物,促进根系活性,而且向根部输送大量氧气,使根系吸收、吸附和自净化能力大大提高,使自体污染风险几率几乎为零。它颠覆性地改变了根系耗氧为供氧。试验表明,紫根水葫芦可使水中溶氧提高到7-8,甚至提高到12。由此在快速制服蓝藻后,水体自净化能力增强,促进新的水生生态系统的恢复重建。这就既能在15~20天的短时间里使富营养劣五类水基本达三类水质(特殊调控可基本达二类水质),又能经过一段时间的维持,重建新的水生生态系统,保持水质持续良好。

  过去一提生态方法治理污染,人们就以为必是一个漫长的低效过程。而一旦有所突破,生态治理就可快速成为强势,达到无害治理和巩固治理的目标。

  
记者:这个新物种还有什么其他功用?

  崔:紫根水葫芦除了具有治理蓝藻污染水体的特殊生态效益外,对地球工程、农牧经济、生物能源、农村饮水工程等都有重要意义和直接作用,有利形成新产业,产生新的经济和社会效益。一是从大气吸收CO2,如十万亩紫根水葫芦一年可吸收CO211.2~22.4万吨。二是紫根水葫芦蛋白质含量高,可为畜牧业提供优质饲料,成为"无粮饲料"之源,减轻粮食供给压力。三是为发展生物质能源---沼气提供原料,十万亩紫根水葫芦一年产生的可燃气体若用于发电,等同节约柴油14.6万吨~29.4万吨;沼渣与沼液作为优质有机肥料用于农业。四是大量木质化的根系可以作为造纸或纤维板的原材料。六是紫根水葫芦不但生长期可有效吸附水中有毒有害物质砷等,干根粉也可净化超标含砷水等,达到国际饮用水标准。

    民间原创:亟须建立资金政策支持体系

  记者:可以看出,这次调研收获不小。那么,作为政府政策咨询机构的工作人员您有什么感想,相关部门应该如何做?

  崔:从这次的调研中,我们体验到民间智慧的力量,也带给我们三点启示。

  
宜把生物治理水污染技术放在滇池治理的核心地位

  通过生物技术治理重污染水体,有着速度快,易巩固,节省投入,可资源化利用等优势。按照现有治理方式,滇池治理已有20多年,耗资100多亿元。正在和将要实施的六大工程,至少要到2030年才能使滇池水质显著好转,但仍不能达三类水标准,且耗资巨大。由于调入水和原滇池水及蓝藻污染物等动态互作,调入水总量相当于滇池总贮量的几十倍。仅牛栏江引提水工程,工程费需90亿元。每年引水6亿立方米,需三级泵站提水。据有关消息,若按市场价,提水运行费每立方米将高达13元左右,2012年完工运行至2030年仅提水运行费就将高达1300-1600亿元。此外金沙江引水工程还须工程费300亿元。同时,还要考虑新渠引水不可避免地将大量泥沙带入,会加速滇池衰老,功能退化。

  与之相比,以创新物种及技术直接进行内源治理滇池,年投紫根水葫芦10万亩,由于治理区与非治理区水的动态互作关系,必须年管理部分收获3-4次,年投资约需27亿元,5年使滇池变成三类水,水生动植物自然生长,新的生态系统将得到快速修复,水体恢复自净化能力。总投资只需135亿元,仅直接投资就可减少90%以上,且无副作用,还有地球工程、农牧经济、生物质能源和简单有效净化农村有毒饮用水等效用。总之,在治理时间缩短3/5以上的同时,节支增效,也将使国家在这方面的投资大大减少。

  为此,宜在对紫根水葫芦治理蓝藻污染水体扩大试验的基础上,适时调整充实滇池治理的路径、规划、方案和投资方向,把用紫根水葫芦的生物技术治理,放在蓝藻等重污染水体综合治理的核心地位。

  
当务之急是支持在试验、示范的基础上逐步加大推广

  如同任何新生事物都是在克服传统观念束缚、在重重困难中发展一样,云南生态农业研究所培育紫根水葫芦治理滇池污染也走了艰难的路。这一生态内源治污项目研究,是在没有任何资金支持的情况下,进行了上千组次试验;是在多次向上反映情况,在昆明市委书记仇和同志三次批示下,才得以在滇池边获得2.4亩水面进行试验,其后又进行了20亩重污染水体的治理试验。

  在当前内源蓝藻污染开放水体至今没有成熟可推广技术的情况下,紫根水葫芦为其治理开辟了新途径。鉴于小型试验的神奇综合效果,鉴于治理水污染的公益性,需要政府给予一定的资金投入和政策支持。同时,为低成本快速治理滇池,为进一步解决我国丰水区水质性缺水和农村饮用有毒含砷水等难题,宜将"紫根水葫芦"项目列为科技攻关研究示范项目。当务之急是近期给予一定的中试经费和进一步完善技术的研究经费,在中试、示范取得成效后,再在滇池和其他受蓝藻污染的湖泊大面积推广。

  
研究制定进一步支持民间科研机构原创性技术的政策

  云南生态农业研究所作为民间科研机构,运用GPIT理论与技术培育的紫根水葫芦,使植物"抗逆高光效"在水生植物上得到了延伸,这属于我国的原创科技。这一技术在2.4亩小试和20亩重污染水体试验中都已经获得明显效果。同时,该所近10年来将GPIT运用于农作物和畜禽生产,在推进农业高产、优质、高效上所取得的成功,得到了农民、专家和农业部有关单位的肯定。这些活动都关系农业基础的稳固、民众生活质量的提高和生态环境公益事业。

  这表明民间科研机构是我国科技创新的一支重要力量,民间科研机构从事农业生物技术创新更加难能可贵,为此宜研究制定进一步支持民间科研机构原创性技术创新和支持农业生物技术创新的政策,使之发挥更大作用。资金政策支持体系就是那氏葫芦发挥更大作用的支撑点。

                                                                     (原载2009年11月10日农民日报)


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