劉忻雨
鎘是工業(yè)時代的重金屬污染物,在被鎘污染的土地上種植水稻,容易生產出危害健康的“鎘大米”。那么,有沒有辦法把鎘阻隔于大米之外呢?
阻鎘第一道防線——播種厭鎘立稻
環(huán)境污染主要包括空氣污染、水污染、土壤污染等。其中土壤污染的治理難度最大,因為土壤不能流動,沒有自我凈化功能,因此治理土壤鎘污染完全要靠人工,所以效率低下,就算是治理數(shù)十年,甚至上百年也未必能把土壤中的鎘弄干凈。
為了能在被鎘污染的水田里繼續(xù)播種水稻,科學家努力尋找培育不喜歡“吃鎘”的水稻品種。原來,不同品種的水稻對鎘的“愛好”程度不一樣,有的水稻特別愛好吸收并在體內積累鎘,嗜鎘如命;有的水稻對鎘沒有好感,不愛吸收。呵呵,水稻和人的一些習性相似呢,就跟有的人愛喝酒,有的人排斥酒一樣。
科學家經(jīng)過篩選培育,先后獲得了“株兩優(yōu)729”“深兩優(yōu)5814”“湘菲優(yōu)8118”等10多個厭鎘水稻品種。這些水稻統(tǒng)稱為應急性鎘低積累品種,意思是可以在鎘污染水田應急播種的抗鎘水稻品種。
目前,在鎘污染的地區(qū),國家大力號召農民種植鎘低積累水稻品種,種子是免費發(fā)放的,因此農民的種植積極性很高。當農民在水田里插下鎘低積累水稻秧苗的時候,大米阻鎘的第一道防線就筑成了。
科學探索
自20世紀20年代以來,日本的富山平原出現(xiàn)一種怪病,不少人中年以后感到身體關節(jié)部位劇痛,因為疼痛難忍,患者常常不斷哭叫,這種病被稱為“痛痛病”。中年人為什么會患“痛痛病”,原因一直不明。1961年,有位醫(yī)生經(jīng)過系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn)“痛痛病”就是鎘中毒。這位醫(yī)生的發(fā)現(xiàn),很快讓民眾找到了發(fā)病的環(huán)境原因:自1889年,日本有家企業(yè)在富山平原冶煉鉛鋅,鎘就是鉛鋅冶煉產生的廢物之一,隨廢水任意排放,污染了環(huán)境。生活在鎘污染地區(qū)的民眾,到中年之后,身體內積累的鎘最終導致了“痛痛病”的發(fā)生。
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人洗澡可以清潔身體,給土壤“洗澡”可以去除鎘污染,只不過給土壤“洗澡”很費勁。先將待修復土壤用防水板圍起來,算是建造了一個洗澡盆,接著向內部注水,水把土地淹沒40厘米左右,再向里面拋撒化學藥劑,相當于洗澡用的肥皂,然后還要開著機器把土壤與水攪成泥漿狀,這可比搓澡費力多了。一番折騰之后,再經(jīng)過數(shù)日沉淀,待泥水分離后,將含鎘的“洗澡水”抽走,才算完成對土壤的“洗澡”過程。
微生物工程菌——送給水稻的防鎘口罩
在生活中,雖然一個人不喜歡吸煙,但難免被動吸煙。同樣,厭鎘水稻雖然不喜歡吸收鎘,但在鎘濃度較高的土壤環(huán)境中生長,也難免被動吸鎘,最終導致大米含鎘量超標。
能不能給水稻戴上防鎘口罩,降低水稻被動吸鎘的概率呢?
人們發(fā)現(xiàn),自然界中的海泡石和坡縷石存在密集微孔,像活性炭一樣具有良好的吸附性能,如果把這兩種礦石投放進水田中,就可以高效地吸附鎘,從而阻止水稻吸收鎘,看來海泡石和坡縷石可以當作水稻的防鎘口罩??蓡栴}是,海泡石和坡縷石并非常見礦石,且不便運輸,用它們做防鎘口罩,成本太高。另外,在水田里放石頭,良田變石堆,算是二次污染,會影響下一季的土地耕作,可見用礦石做防鎘口罩并非最優(yōu)選項。
科學家發(fā)現(xiàn)自然界除了有吸附鎘的礦石外,還有能高效吸附鎘的微生物,這些微生物特別喜歡吸收鎘,在吸鎘競賽中,水稻根本抵不上它們的吸鎘速度。經(jīng)過篩選,科學家從自然界發(fā)現(xiàn)了多種吸鎘微生物,比如沼澤紅假單胞菌,這種吸鎘微生物可以大量培育,大量投放,所以又被稱為吸鎘生物工程菌。
將吸鎘微生物干粉拌在肥料里施放在水田中,它們立馬恢復生物活性,開始在水田里吸收鎘元素,能把水田里85%的鎘搶在水稻吸收之前給吸走,這么高的吸收量,應該是水稻的高效防鎘口罩了。生物工程菌生產成本低,施用簡單,對土壤沒有二次污染,是高效環(huán)保的阻鎘方式。
但是,防鎘口罩也不可能把鎘全部阻擋在水稻身體之外,生物工程菌可以吸收85%的鎘,剩下15%的鎘如果進入了水稻體內,仍有可能使大米中的鎘含量超標,看來大米的阻鎘之路還不能中止。
科學探索
鎘原來只是老實地待在礦物中,并不危害人體健康??墒乾F(xiàn)在鎘的用途非常廣泛,要用來生產電池、塑料、顏料和試劑等產品,我們的生活簡直已經(jīng)離不開鎘了?,F(xiàn)在,鎘成了工業(yè)價值很高的東西,它從礦石中被提煉出來,用到了我們的生活中,導致我們在使用含鎘物品時,容易變成鎘污染的幫兇:隨手扔一枚電池,就可能污染一大片土壤。請大家別隨手亂扔含鎘廢物,避免成為鎘污染的幫兇呀!
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據(jù)報道,研究人員發(fā)現(xiàn),有一種名為長香谷的植物,根系發(fā)達,善于吸收土壤中的鎘。人們把長香谷播種到被鎘污染的土地上,讓它來吸收土壤里的鎘,它可以把土壤中50%的鎘吸收走。因為吸收大量的鎘,長香谷最后就成了富鎘植物,最終要做焚燒處理。長香谷真是“焚身碎骨渾不怕,唯盼大米不含鎘”的抗鎘英雄啊!
葉面調理劑——讓水稻體內有“警察”
水稻體內存在許多運送物質的通道,這些通道主要包括兩類:專門元素通道,負責運送生長必需或急需的元素;非專門元素通道,負責運送生長不急需或不需的元素。比如氮元素、鉀元素是水稻生長的必需且急需元素,這些元素就通過專門通道被優(yōu)先運送。鎘元素不是水稻生長的必需元素,它雖然無法通過專門元素通道進入水稻體內,卻可以搭乘非專門元素通道的“便車”進入水稻體內,就好像坐火車沒有買票卻硬擠上了火車的“壞人”一樣。
壞人擠上了火車,乘警可以把他揪出來,然后控制起來。鎘擠進水稻的運輸通道,通道內有沒有“乘警”可以把這些非法進入的鎘甄別出來,然后控制起來呢?
科學家研制出了一種葉面調理劑,給水稻噴施后,會產生這樣的效果:急用、必需元素安心乘車前行就是了,不受調理劑的影響。而鎘元素,對不起,你是非法乘車且行為不端,會被葉面調理劑給阻止或控制住——要么鎘登不上車,要么登上車也被阻止你前進,總之有了葉面調理劑當警察,鎘再想進入稻穗就困難重重了。
葉面調理劑作為通道警察,主要作用是抑制水稻體內鎘可以通行的通道活性,要么讓這些通道關閉,要么讓這些通道變窄,從而讓鎘不能在水稻體內自由通行,無法到達并積累在大米中,這樣就能顯著降低大米中的鎘含量。
實驗證明,噴施葉面調理劑后,大米中的鎘含量會再下降30%~50%。
科學探索
通過實地測量和衛(wèi)星遙感技術,發(fā)現(xiàn)我國目前大約有220萬畝水田受到高濃度的鎘污染,如果不采取措施,受污染的土地面積還有擴大趨勢。為了保障人們能吃到環(huán)保的大米,我國160余名科研工作者組建成了“南方地區(qū)稻米重金屬污染綜合防控協(xié)同創(chuàng)新行動組”,科學家以抱團方式,發(fā)起了聲勢浩大的反鎘大作戰(zhàn),共同抵御鎘危害。這支隊伍也被稱為史上最大的農業(yè)科研團隊。
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鎘起初是個潛伏者,隱藏很深,它被發(fā)現(xiàn),源于一次生產危機。1817年德國藥檢部門發(fā)現(xiàn)一家制藥廠的藥品中含有不明物質,將要沒收藥廠資產。藥廠老板嚇壞了,趕緊向化學教授斯特羅邁厄求助,請他幫忙分析藥品里的不明物質是什么。斯特羅邁厄從藥物中提取出一種從未見過的藍灰色粉末,經(jīng)過周密的實驗,確認這是一種以前并沒發(fā)現(xiàn)過的新元素,并將這種新元素命名為鎘。
去鎘加工——漏網(wǎng)之鎘的終結者
無論采取什么措施,最后難免會有些鎘積累在大米中隱藏起來,等著被人吃下去,侵害人身健康。
如何把“漏網(wǎng)之鎘”從大米中清除掉呢?可以采用去鎘法加工大米。從大米中分離鎘的方法稱為“脫鎘精加工”。
脫鎘精加工首先要了解大米里的漏網(wǎng)之隔都富集在什么部位,要摸清楚它們的隱藏之處才行。經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn),大米中的鎘主要存在于蛋白質中,少量鎘會與大米中的淀粉結合,大米蛋白質的鎘含量是淀粉中鎘含量的50倍,在大米加工過程中只要把蛋白質去掉,就相當于去掉了大部分有害鎘,讓大米的鎘含量降低到許可范圍以下。所以說,大米的脫鎘精加工也可以理解為脫蛋白加工,再簡單地說就是將大米加工成大米淀粉就行了。
把大米蛋白質去掉,只留淀粉,損失很大吧?是的,損失會有,但不會很大,因為大米中蛋白質的含量只有7%左右,100千克含鎘大米經(jīng)過精加工,可以得到93千克左右安全的大米淀粉,用這點兒損失換取大米的安全,是值得的。安全的大米淀粉可以制成米線,味道也是不錯的。
如果你真是懷念大米飯的味道,這也好辦:在安全大米淀粉中添加7%的小麥或大豆蛋白,可以生產出再造大米。再造大米既沒有鎘危害,又能像原生大米那樣蒸米飯,保留口感,可謂一舉兩得。
科學探索
鎘不是人體活動的必需元素,正常環(huán)境狀態(tài)中的鎘含量很低,不會影響人體健康,一次即使攝入微量鎘,也未必會對健康造成什么危害。但是,鎘的特點是非常“賴人”,它一旦進入人體,就像寄生蟲一樣賴著你不離開,只吸入不排出,這就是鎘在人體內的慢積特點。鎘進入人體后,腎臟可吸收其中的三分之一,所以一個人如果出現(xiàn)鎘中毒,腎臟是“必毀器官”。鎘會損傷腎小管,讓中毒者出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿,進一步引發(fā)骨骼代謝受阻,造成骨質疏松、萎縮、變形等一系列癥狀。
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福建清流縣高坂村,曾經(jīng)只有女嬰出生,不見一個男嬰降世,是遠近聞名的“女兒村”。為什么村里人一直生女不生男呢?這個問題一直困擾著當?shù)氐木用?。后來有村民也想到,是否與他們日常飲用的井水有關呢?這家村民后來把家搬到了小溪邊,不再喝井水了,第二年,他家出生了一個男嬰。后來,經(jīng)過有關部門檢測,發(fā)現(xiàn)井水中鎘的含量過高。原來,人體中鎘元素的增加,會影響男性胚胎的存活,這也是高坂村成為“女兒村”的原因所在。