給水稻補硒：解開“毒地”之困

倪思潔

“中國汞都”貴州，一塊深受汞污染毒害的土地。在這片土地的中心地帶，有一個至今沒有逃離汞污染苦海的城市：清鎮(zhèn)。

早在2004年，貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計院就為清鎮(zhèn)“把過脈”。他們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這里受汞污染的土壤有117.4公頃，土壤中含汞量在4.71毫克/公斤至723毫克/公斤，大米含汞量在0.03毫克/公斤至0.13毫克/公斤，超過國家食品標(biāo)準(zhǔn)。

10多年過去了，清鎮(zhèn)地區(qū)大米汞污染的情況并沒有多少好轉(zhuǎn)。

“這個地區(qū)，部分大米中的汞含量仍高出國家標(biāo)準(zhǔn)兩倍?！敝锌圃焊吣芪锢硌芯克毖芯繂T李玉鋒在接受筆者采訪時說。

過去一年里，正是在這片“受傷”的土地上，李玉鋒和該所助理研究員趙甲亭、研究員高愈希等人開展了水稻補硒的現(xiàn)場實驗，成功地使實驗水稻中的汞含量逼近國家標(biāo)準(zhǔn)。

“利用硒來減輕汞對水稻的污染是有趣的。”一位匿名評審專家推測，很可能是由于硒固化了汞，使之形成了無毒的化合物。

一邊種地一邊治理

耕地，對于貴州來說是稀缺資源。正因如此，常規(guī)治理汞污染土壤采用的客土法、熱脫附法、化學(xué)淋洗法都顯得有些奢侈。

因此，盡管有些農(nóng)田的土壤汞含量超標(biāo)，水稻產(chǎn)量不高，仍有不少農(nóng)民選擇繼續(xù)種，而種出來的大米必然會存在汞超標(biāo)的情況。

結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)田稀少的特點，科研人員希望能找到既不改變農(nóng)田用途，又能有效降低汞含量的方法。

很快，科研人員把目光投向了一種動植物生長必需的微量元素——硒。起初，實驗停留在實驗室階段。2014年，趙甲亭、高愈希等人基于貴州清鎮(zhèn)汞污染現(xiàn)狀，通過實驗室模擬水稻汞暴露劑量及條件，研究了水稻植株內(nèi)的硒、汞相互作用。如今，這項實驗被搬到了田間地頭，他們利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)田開展了為期一年的水稻補硒實驗。

“給水稻補硒，一是可以通過硒和汞的作用，把土壤里的汞固定下來，阻礙汞進(jìn)入植物;二是通過補硒，使汞的存在形態(tài)發(fā)生變化，讓高毒性的汞在植物里變成低毒性的汞，使毒性對人體的危害減小?！备哂８嬖V筆者，最后，他們發(fā)現(xiàn)，稻米里汞的蓄積量約能減少20%。

謹(jǐn)慎實驗小心推廣

盡管如今實驗成果已獲國家專利，但研究人員并不急著推廣。

“硒本身也有毒性?！备哂１硎荆蛉绱?，劑量的把握至關(guān)重要，在推廣和實驗方面科研人員一直都采取謹(jǐn)慎態(tài)度。

高愈希認(rèn)為，在推廣之前，還要選一塊符合條件的土壤，進(jìn)行中等規(guī)模的試驗，準(zhǔn)確評估硒含量、汞含量對糧食安全性的影響。

從一開始實驗，科研人員就倍加謹(jǐn)慎。李玉鋒告訴筆者，實驗前，他們買了12只收納箱用來養(yǎng)水稻，將它們平均分成6組，埋在稻田里，稍微比稻田的水面高出一點，在制造與稻田相似的環(huán)境的同時，將其與稻田隔離開，“每個培養(yǎng)箱里添加的硒的劑量不同，要防止加進(jìn)去的樣品溢到農(nóng)田里”。

除了將基礎(chǔ)研究成果逐步推向應(yīng)用外，科研人員還在努力探索通過補硫來降低水稻里汞的毒性，以避開硒的安全性問題，同時還在嘗試通過田間水肥管理，調(diào)整田間氧化還原作用，從而改變汞在植物里的蓄積。

“我們的總目標(biāo)是通過調(diào)節(jié)硒、硫含量，配合田間管理措施，達(dá)到生態(tài)修復(fù)目的?！备哂Ｕf。

依托大科學(xué)裝置作交叉研究

最近15年，高愈希和同事都在跟汞“死磕”。實際上，他們關(guān)注到硒和汞的相互作用，已經(jīng)很長時間。

“從20世紀(jì)90年代起，我們主要研究的是動物體內(nèi)的硒和汞之間的相互作用。2005年開始，我們著手研究植物中硒和汞的作用?！备哂Ｕf。

在中科院高能所多學(xué)科研究中心副主任、研究員張智勇看來，盡管國內(nèi)也有其他的機(jī)構(gòu)在研究汞污染土壤生物修復(fù)法，但是相較而言，高能所有一個明顯優(yōu)勢，即可以依托大科學(xué)工程，實現(xiàn)一些好想法。他告訴筆者，研究工作得到了基金委和中科院的大裝置聯(lián)合基金的支持。

如今，這批研究人員有一個科研“利器”——同步輻射技術(shù)。近年來，這一研究方法已經(jīng)越來越多地用于重金屬污染的生物農(nóng)學(xué)領(lǐng)域。

“依托大科學(xué)工程開展的研究越來越多，現(xiàn)在還發(fā)展出了一個新科研領(lǐng)域——分子環(huán)境科學(xué)，就是利用同步輻射從分子水平去研究污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和毒性?！睆堉怯抡f。

借助著同步輻射技術(shù)等手段，研究人員對硒降低稻米中的汞含量的機(jī)理進(jìn)行了探討，認(rèn)為硒的加入降低了土壤中汞的生物可利用度，促進(jìn)了根表鐵膜及其他生物屏障的形成，并在米粒中形成了毒性較低的汞硒復(fù)合物?！耙簿褪钦f，我們證實，補硒確實對稻米里汞的含量和形態(tài)有一定的影響。”高愈希說。