云南培育出紫根水葫蘆：吸附藍藻有望治好滇池
云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所經(jīng)過4年研究，化害為利，將普通水葫蘆經(jīng)誘導(dǎo)培育成“巨紫根小柄葉水葫蘆”，經(jīng)試驗可有效吸附藍藻并凈化水質(zhì)。也許，滇池的污染有救了。
提起“外來入侵物種”，相信人們并不陌生，世界自然保護聯(lián)盟公布的全球100種最具威脅的外來入侵物種中，我國就有50種。目前，在我國外來入侵物種至少已達283種，雖然已治理多年，但每年給我國造成的經(jīng)濟損失仍高達2000億（詳見本刊2009年第21期報道）。
就在人們對外來入侵物種的治理束手無策時，云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所經(jīng)過4年研究，化害為利，將普通水葫蘆經(jīng)誘導(dǎo)培育成“巨紫根小柄葉水葫蘆”（下稱“紫根水葫蘆”）， 經(jīng)試驗可有效吸附藍藻并凈化水質(zhì)。
8月20日，在云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所滇池污染治理示范現(xiàn)場會上，國家環(huán)保部生態(tài)司生物安全處處長王捷表示：“云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所為外來入侵物種化害為利并有效利用探索出一條新路，是一個突破，具有重大的科學意義和實踐意義。”
滇池是“臭池”的路還要走多遠？
滇池富營養(yǎng)化日趨嚴重，尤其是近年來藍藻的大面積爆發(fā)，使滇池成了“臭池”，滇池已被國務(wù)院列為重點治理的“三湖三河”之一。
被譽為“高原明珠”的滇池原本很美好。作為中國第六大淡水湖，它被昆明人視為母親湖，曾經(jīng)是昆明人的自豪。
為了凈化五百里滇池的渾濁波濤，“七五”以來，中央、地方政府的款項和世界銀行的貸款陸續(xù)投入滇池治理，雖然緩解了滇池生態(tài)環(huán)境的惡化，卻未完全根治滇池污染，目前仍屬Ⅴ類重污染湖泊。
20多年來，國內(nèi)外專家用盡了各種方法治理滇池，成效卻依然不盡人意。那么，滇池污染治理真的無計可施了嗎？
20多年治理，“投入大收效少”
“滇池的污染從上世紀80年代初期顯現(xiàn)，到90年代初期水體富營養(yǎng)化，經(jīng)歷三個五年計劃，周圍的磷肥廠、冶煉廠、印染廠、造紙廠等形成了點源污染。隨著昆明市區(qū)取消傳統(tǒng)旱廁，全部改用沖水式廁所，一到雨季生活污水和雨水就直接進入了湖泊，使入湖的幾十條河流全部污染。”提起滇池污染原因，昆明理工大學環(huán)境科學系教授、博士生導(dǎo)師侯明明對《中國經(jīng)濟周刊》解釋說。
上世紀80年代以來，由于城市市政設(shè)施建設(shè)滯后、人口大量增長，滇池水質(zhì)富營養(yǎng)化日趨加劇，生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，成為我國污染最嚴重的湖泊之一。
侯明明表示，滇池流域的花卉種植、蔬菜種植、水稻種植大量使用化肥，形成了大面積的面源污染。沿滇池修筑防岸堤，使沿湖的大片濕地退化，城市開發(fā)用地使滇池水體失去了與湖濱帶進行能量交換和物質(zhì)交換的渠道。“滇池污染問題的形成是綜合的，滇池污染已成為影響昆明發(fā)展的一大瓶頸。”
目前，滇池治理被納入國家“三河三湖”治理規(guī)劃和重點，云南省把滇池列為該省九大高原湖泊治理之首。根據(jù)滇池治理長期規(guī)劃，從2008年到2020年，滇池治理投入將突破1000億元人民幣。
“一提滇池治污，就是修建污水處理廠、環(huán)湖截污，底泥疏浚。一提入湖河流整治，就是硬化堤岸，底泥清淤。一提河流湖泊污染，就是放水沖污。一提湖泊缺水就開山鑿洞，讓其他的湖水倒流補水，或跨流域長距離調(diào)水。所有這一切都是典型的慣性思維，可能在一段時間有一定的效果，但長期的效果不明顯，甚至有些行為嚴重違背了自然規(guī)律，對治污起到了反面的作用。”侯明明向《中國經(jīng)濟周刊》表示，“正因為一些治理方法嚴重違背了環(huán)境保護的自然規(guī)律，所以我們付出了相當大的代價。”
侯明明說，以河流湖泊疏浚為例，河流湖泊底泥中雖然含有大量污染物，可能會造成水體污染，但是采用疏浚等工程措施移除底泥等常規(guī)的處理方法會嚴重破壞河流湖泊底部生態(tài)平衡，使得河流湖泊徹底喪失了自凈能力。這是由于底泥中含有大量原生土著微生物，這些微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其在自然界中主要起分解作用，能分解河床底質(zhì)中的有機碳源及其他營養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為菌體，使底泥礦化，是凈化水質(zhì)和底泥的主力軍，它們能將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化，增強整個生態(tài)系統(tǒng)的凈化能力。這也正是河流湖泊疏浚后時間不長水質(zhì)就又會惡化的主要原因。
他同時表示，疏浚的其他危害是：清除的淤泥在沒有進行無害化處理前，必然會造成二次污染，本來被固定在底泥深處的各種重金屬和其他污染物又重新溶出污染土壤、地下水；危及現(xiàn)在所建堤岸的牢固性；降低了地下水的補給水位。
“20多年來，各級政府采用多種方案，投入上百億元資金治理滇池污染，但由于各種原因，滇池目前水質(zhì)仍為五類、劣五類。”侯明明說。
20天治理，示范區(qū)水質(zhì)達Ⅲ類
今年8月20日，滇池西華濕地，兩片漂浮著盛開紫花的“別樣”水葫蘆水域映入記者眼簾，一些不知名的小魚在清澈見底的水中嬉戲。而用沙袋隔離的這兩片水域外的滇池水卻泛著綠色。
這是怎么回事？背后又有哪些故事呢？
這兩塊“別樣”水葫蘆水域是云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所滇池污染治理示范試點區(qū)。該所分別于今年8月1日-3日和8月7日-8日，兩次在滇池西華濕地水域近岸的兩臨時隔離塘投放研究成功的紫根水葫蘆來治理藍藻及水污染，8月19日昆明市環(huán)境檢測中心的檢測結(jié)果顯示，示范區(qū)水質(zhì)已由劣Ⅴ類分別達到接近國家地表水的Ⅲ類、Ⅱ類水質(zhì)標準。
“從2000年開始，我們就開始關(guān)注滇池的污染治理。年年治理，但效果不大，我的感覺是治理方法出現(xiàn)了問題，于是著手研究一種標本兼治的方法，尋求既能治理富營養(yǎng)水質(zhì)，又能控制藍藻的有效途徑。”云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所所長那中元告訴記者，直接在超富營養(yǎng)劣質(zhì)水體中有效快速治理嚴重藍藻污染，是全世界科研工作者不懈的追求，過去的物理、化學、生物、機械的治理方法都已經(jīng)敗下陣來。
“我們根據(jù)物種進化一物降一物的道理，加緊培育既能解決滇池富營養(yǎng)化，又能強勢抑制藍藻的物種，于是在2005年，根據(jù)外來物種水葫蘆的生長特性，利用GPIT技術(shù)（作物基因表型誘導(dǎo)調(diào)控表達技術(shù)）有針對性的對水葫蘆的特性加以誘導(dǎo)調(diào)控，終于在2008年培育成功了巨紫根小柄葉水葫蘆。”那中元說，
水花生、水浮蓮、水葫蘆“三水”植物一直被當作重要的水生飼料資源加以發(fā)展，而作為飼料引進的傳統(tǒng)水葫蘆隨水污染嚴重而瘋長，優(yōu)勢減少負作用加劇，過去人們都把水葫蘆發(fā)臭對水體的污染歸結(jié)為根、柄葉腐爛，但太湖2007年、2008年大面積治理應(yīng)用，定點多次檢測發(fā)現(xiàn)，其減少水中多種污染物效果明顯，但同時又明顯消耗水中溶氧，甚至使水中溶氧趨于零，自凈能力也趨于零，水內(nèi)生物系統(tǒng)無從循環(huán)，加速惡變，這才是普通水葫蘆雙刃劍負效的主要根源。
記者在現(xiàn)場看到，改良后的水葫蘆根為紫色、根毛粗，和普通水葫蘆相比，形態(tài)有很大的改變。
據(jù)了解，紫根水葫蘆和普通水葫蘆相比，根冠增多了近20倍，紫根水葫蘆根系可達一米以上并木質(zhì)化，不易腐爛，關(guān)鍵是能夠分泌化感物質(zhì)，能快速吸附并抑滅藍藻，在去除重金屬砷方面，是“吸毒之王” 蜈蚣草的約52倍。同時與普通水葫蘆會明顯消耗水中溶氧相比，紫根水葫蘆根系具有可供氧功能，凈水功能大大提高，不會象普通水葫蘆一樣因根系缺氧腐爛對水體造成直接或間接污染。
另外，紫根水葫蘆與普通水葫蘆相比蒸騰大量減少，抗風浪能力增強，又基本不會瘋長和有性繁殖。只要合理管理，適時移出，并做無污染無廢物綜合利用，不僅不會污染水體，還能提高水的自凈能力，為水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)良性循環(huán)奠定最根本的基礎(chǔ)。
仇和批示
“紫根水葫蘆實驗成功后，在示范、試點推廣過程中卻遇到了很大的阻力。”那中元說，在云南一提水葫蘆人們就頭疼，已經(jīng)打撈10多年了，“無論我們對紫根水葫蘆治理藍藻的功效如何介紹，各相關(guān)部門均不接受，他們說治理藍藻的太多了，國內(nèi)外專家都來試過，但目前還沒有一個有效的方法。就這樣，成果出來后一直擱淺。”
在萬般無奈下，云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所先后兩次給昆明市委書記仇和打了報告，仇和非常重視，分別做出了重要批示。“在仇和書記的支持下，我們于今年8月初，在滇池西華濕地兩片水質(zhì)為劣五類的試驗示范水域投放了紫根水葫蘆，不到20天的時間，這里的水葫蘆已經(jīng)顯現(xiàn)出明顯的凈化能力。”那中元說。
8月20日，在云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所滇池污染治理示范現(xiàn)場會上，國家環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部及云南省、昆明市的領(lǐng)導(dǎo)及專家分別作出了評價。
“我國曾采用化學方法治理過水污染，實踐證明易產(chǎn)生二次污染，現(xiàn)在又從國外引進微生物治理水污染，但微生物隨環(huán)境的變化會產(chǎn)生變異，存在生態(tài)安全問題。”國家環(huán)保部生態(tài)司王捷處長表示，常規(guī)治理方法不是根本出路，水污染治理最終要找到一種安全、有效的方法。“從示范情況看，利用改良后的紫根水葫蘆治理滇池污染效果明顯，建議今后加大示范推廣力度，對紫根水葫蘆的資源化利用加緊研究落實。”
在實地踏查了示范區(qū)后，80歲高齡的農(nóng)業(yè)部政策法規(guī)司原司長郭書田對記者說了兩個“百聞不如一見”：一個是沒想到滇池經(jīng)過這么多年治理，污染仍如此嚴重，另一個是紫根水葫蘆生物治理藍藻技術(shù)與傳統(tǒng)治理不一樣，“自主培育的新品種水葫蘆對治理滇池藍藻很有價值，對其他水體，如太湖、巢湖等也應(yīng)是有效的。”
云南省人民政府副秘書長葉燎原、昆明市人民政府副秘書長和麗川在示范現(xiàn)場也表示，要將紫根水葫蘆治理藍藻納入水資源化利用示范工程，進一步示范推廣，并希望云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所做好紫根水葫蘆的后續(xù)資源化利用。
水質(zhì)五年或達三類
滇池由于大面積污染，上世紀80年代末就已不再適合人們游泳，能重回滇池游泳，是很多昆明市民多年的夢想。
“我談戀愛都是在滇池邊上，作為昆明人，面對滇池污染現(xiàn)狀是很痛心的，現(xiàn)在終于看到了希望。”在看了紫根水葫蘆治理藍藻的效果后，昆明市苗木行業(yè)協(xié)會秘書長喬智剛告訴記者，春城人對滇池有很深的情結(jié)，這里曾是大多昆明人愛情的港灣。
8月19日昆明市環(huán)境檢測中心的檢測結(jié)果顯示，經(jīng)過近20天的治理，示范區(qū)水質(zhì)已由劣Ⅴ類分別達到接近國家地表水的Ⅲ類、Ⅱ類水質(zhì)標準。而水體水質(zhì)達三類水標準，即可游泳。
“若明年能在滇池北岸的寶象河及出口河灣和夏之春公園外河灣實施不少于6000畝，在西華濕地白沙灣等實施不少于4000畝，則這些水域近岸處明年可實現(xiàn)水質(zhì)達游泳標準。”那中元表示，如果用該方法治理滇池，加上政策、資金到位，滇池水質(zhì)五年或可達到三類。
“經(jīng)測算，十萬畝紫根水葫蘆僅去除總氮（TN）、總磷（TP）的效果，就約等于15座日處理量為10萬噸的污水處理廠。”那中元說，即使15座10萬噸污水廠加2倍運行費的效果，也只能部分截污，而不可能直接抑制藍藻，因而也不能根本改變滇池水質(zhì)。
提及大面積種植的安全性與生態(tài)社會效益，那中元說，“大面積種植可用圍網(wǎng)方式，這樣很難造成水葫蘆外流，特別是能顯著提高水中溶氧，自身又不會對水體造成污染，是安全的。”他表示，紫根水葫蘆大面積種植不僅有治理藍藻、除富營養(yǎng)物和重金屬等直接作用，還有物理、化學、工程等方法無可比擬的社會效益，合理運行后將改變治水的“退縮戰(zhàn)略”，從而還益于民。
“經(jīng)測算，十萬畝紫根水葫蘆的凈水效果，約等于15座日處理量為10萬立方米的污水處理廠。”那中元說。
提及紫根水葫蘆的后續(xù)資源化利用，那中元表示，除治理藍藻污染的強大功能之外，紫根水葫蘆還可作為生物質(zhì)能源等進行二次利用。
“由于紫根水葫蘆根系發(fā)達且木質(zhì)化，澳大利亞一家環(huán)境公司已前來考察過，并將根系帶回化驗分析，以紫根水葫蘆為原料制造纖維板的合作已達成初步意向。”那中元透露說。
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