高新生物技術助力環境修復
前(qian)些日(ri)子幾位朋友邀我(wo)(wo)到(dao)北京(jing)周邊考(kao)察(cha)河道污染(ran)情況也看了(le)垃(la)圾堆積(ji)的場地,還到(dao)一(yi)些園區采(cai)集土壤樣品,開(kai)始多種微(wei)生物的分(fen)析……這讓我(wo)(wo)思考(kao)良多。
對于河道(dao)生(sheng)態(tai)修復下(xia)一步要(yao)做(zuo)的(de)工作是什么呢?我想就是模(mo)擬地(di)(di)球濕地(di)(di)的(de)生(sheng)態(tai)系統。
人(ren)(ren)口劇(ju)增(zeng),資(zi)源(yuan)匱乏(fa),人(ren)(ren)類已經感受到(dao)我們生存的(de)空(kong)間是有限(xian)的(de),可是人(ren)(ren)類的(de)活(huo)動還是造成了嚴(yan)重的(de)環境污(wu)(wu)染,水體污(wu)(wu)染、土壤污(wu)(wu)染和大(da)氣污(wu)(wu)染……早在(zai)1962年(nian),蕾(lei)切(qie)爾·卡遜(xun)就出版(ban)《寂靜的(de)春天》,揭(jie)示(shi)了人(ren)(ren)類農(nong)藥的(de)濫加使用等造成的(de)對生命的(de)危害。
然(ran)(ran)而(er),許多(duo)人依(yi)然(ran)(ran)毫不顧忌地造(zao)成嚴重(zhong)的(de)(de)(de)環(huan)境污(wu)染,直到上(shang)世紀70年(nian)代一些生(sheng)態學家才開始呼喊(han)保護大自然(ran)(ran),指出反自然(ran)(ran)的(de)(de)(de)社會所造(zao)成的(de)(de)(de)惡果,“我(wo)們(men)要戰勝自然(ran)(ran)”的(de)(de)(de)喊(han)聲也(ye)漸(jian)漸(jian)消失了。不過(guo),隨(sui)意排污(wu)的(de)(de)(de)現(xian)象依(yi)然(ran)(ran)嚴重(zhong),重(zhong)金(jin)屬污(wu)染、塑料降解物的(de)(de)(de)毒害、富(fu)營養化(hua)的(de)(de)(de)河(he)流、湖泊(bo)很多(duo),有的(de)(de)(de)污(wu)水還(huan)嚴重(zhong)下(xia)滲,威脅地下(xia)水的(de)(de)(de)安全。
說到(dao)人(ren)與(yu)自然,我(wo)們(men)要理解當初人(ren)類是(shi)從樹上(shang)下(xia)來,慢慢學會(hui)了直(zhi)立行(xing)走,歷經狩獵采集(ji)到(dao)農(nong)耕社(she)會(hui),直(zhi)到(dao)如今各種高精技(ji)術發展的時代(dai)。在(zai)整個過程中(zhong)人(ren)類都離不(bu)(bu)開(kai)綠色(se)的生態環境,離不(bu)(bu)開(kai)綠色(se)生命的運動,且(qie)不(bu)(bu)說民以(yi)食為天的道理,這(zhe)(zhe)里我(wo)們(men)要強調的是(shi)生命的健康離不(bu)(bu)開(kai)綠色(se)的生態環境。城市化(hua)進(jin)程不(bu)(bu)斷加(jia)速,二(er)氧化(hua)碳等溫室(shi)氣體(ti)排放(fang)良急劇上(shang)升,全(quan)球(qiu)變暖,海平面(mian)上(shang)升,地(di)下(xia)水(shui)位下(xia)降,灌溉(gai)用(yong)水(shui)減少,濕地(di)萎縮,草場退化(hua),難以(yi)遏制(zhi)的荒(huang)漠化(hua)進(jin)程,這(zhe)(zhe)些是(shi)人(ren)類貪得無厭的結果,弄得地(di)球(qiu)不(bu)(bu)堪重負,農(nong)業的污(wu)染也帶來湖(hu)泊富營養化(hua)和水(shui)體(ti)的嚴重污(wu)染。
如何在提高工(gong)農(nong)業發展的同時,又能(neng)維(wei)護地球生態系統的健康循環(huan)?如何將人(ren)類(lei)的聰(cong)明才智(zhi)用于高端產品的開發,也(ye)用于環(huan)境改善的新技術的研發與(yu)利用?
人工濕地系(xi)統的(de)基本特點是充(chong)分(fen)利用太(tai)陽的(de)光能,利用綠色(se)生(sheng)命的(de)光合(he)作用去捕獲太(tai)陽能來凈化水(shui)體(ti),那么(me),綠色(se)植(zhi)物真有那么(me)大的(de)本事嗎?
綠(lv)色生命之初就(jiu)是因為能(neng)夠(gou)高效利用太陽能(neng)制(zhi)造氧氣(qi)、制(zhi)造多種多樣的(de)營(ying)養品,才(cai)使的(de)地(di)球生命繁衍起(qi)來(lai)(lai)。如今(jin)我們(men)面對環(huan)境污(wu)染的(de)許多問(wen)題(ti),我們(men)還(huan)得依靠(kao)綠(lv)色植(zhi)(zhi)物來(lai)(lai)修復(fu)污(wu)染的(de)環(huan)境,有人說植(zhi)(zhi)物生長(chang)慢,我們(men)可以做化學(xue)修復(fu)。我想,不(bu)是所(suo)有的(de)事(shi)情都可以圖快的(de),一種藥(yao)劑(ji)倒下去,見效雖快,但是要看(kan)能(neng)否長(chang)久和穩定(ding)地(di)解決問(wen)題(ti),許多污(wu)染事(shi)件的(de)發生就(jiu)是只講快捷所(suo)致。
目前,太陽能(neng)水(shui)(shui)(shui)生生物系(xi)統已經(jing)在國外某(mou)些城鄉污水(shui)(shui)(shui)凈化中(zhong)得到很好的(de)(de)(de)利用。它模擬濕地系(xi)統中(zhong)水(shui)(shui)(shui)體自然凈化的(de)(de)(de)過程,在光能(neng)的(de)(de)(de)驅動之(zhi)(zhi)下使廢水(shui)(shui)(shui)流(liu)經(jing)一系(xi)列曝氣的(de)(de)(de)、長著水(shui)(shui)(shui)生植物的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)池,得到逐級凈化,水(shui)(shui)(shui)質達(da)到國家一級和(he)(he)二(er)級的(de)(de)(de)標準。池內的(de)(de)(de)植物群落和(he)(he)好氧微生物協同作用之(zhi)(zhi)下,有害(hai)成分被降解,固形(xing)物被減少。廢水(shui)(shui)(shui)經(jing)過這種(zhong)處(chu)理可用于農田和(he)(he)園(yuan)林綠化的(de)(de)(de)灌溉之(zhi)(zhi)用,這種(zhong)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理系(xi)統的(de)(de)(de)特點是價格低廉,適(shi)合社(she)區和(he)(he)某(mou)些產業部(bu)門的(de)(de)(de)環境美(mei)化和(he)(he)循環用水(shui)(shui)(shui),提高了廢水(shui)(shui)(shui)循環利用的(de)(de)(de)次數。
最近,看到一條環城的河流(liu)由于富營養化(hua),生長(chang)出許多綠藻和藍藻,我建議可以(yi)施加食藻菌。即在河流(liu)上(shang)做幾(ji)個水(shui)生植物(wu)的浮床(chuang),岸邊(bian)種(zhong)一些(xie)挺水(shui)的可以(yi)賞花(hua)的植物(wu)。這樣,水(shui)域的景觀是很美的,水(shui)質凈(jing)化(hua)到一定程(cheng)度之后魚蝦(xia)等(deng)動物(wu)也能生長(chang),水(shui)體里會形成(cheng)多樣化(hua)的生物(wu)世界。
有(you)(you)(you)人說,植物(wu)真有(you)(you)(you)那么大(da)的(de)(de)(de)作用嗎(ma)?單一的(de)(de)(de)物(wu)種未(wei)必有(you)(you)(you)那么強大(da)的(de)(de)(de)力量,但是,植物(wu)會(hui)同(tong)(tong)環(huan)境(jing)中其他(ta)生物(wu)建立協同(tong)(tong)互助的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。我們懷(huai)著很大(da)的(de)(de)(de)興趣探索植物(wu)與微(wei)(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)密切關(guan)系(xi),我們不(bu)(bu)僅(jin)關(guan)注土壤(rang)根際(ji)微(wei)(wei)生物(wu),還(huan)著力研究植物(wu)皮層之(zhi)下的(de)(de)(de)內生菌(jun),這些內生菌(jun)不(bu)(bu)僅(jin)有(you)(you)(you)助于(yu)(yu)植物(wu)從外界獲得(de)營(ying)養(yang)成(cheng)(cheng)分,還(huan)有(you)(you)(you)利于(yu)(yu)寄主植物(wu)去(qu)適(shi)應(ying)急(ji)劇變化(hua)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)。植物(wu)中有(you)(you)(you)一種共生受體激酶(mei)基因,它負責調控寄主和共生菌(jun)之(zhi)間的(de)(de)(de)信號(hao)交(jiao)流,不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)植物(wu)會(hui)選擇自己需要的(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu),不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)同(tong)(tong)多種植物(wu)形成(cheng)(cheng)一定的(de)(de)(de)生態群(qun)體,這樣他(ta)們在降解(jie)或富(fu)集(ji)污物(wu)過程中就(jiu)有(you)(you)(you)了巨大(da)的(de)(de)(de)潛力。
有人(ren)看不起野草(cao),有人(ren)心里想的(de)(de)(de)(de)就(jiu)(jiu)是(shi)除草(cao)。其實(shi),就(jiu)(jiu)是(shi)這(zhe)些卑微(wei)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)命在(zai)悄悄地(di)做著凈化水體、修復(fu)大(da)地(di)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo),在(zai)陽光下大(da)樹(shu)和小草(cao)都(dou)在(zai)靜(jing)靜(jing)地(di)為(wei)大(da)氣制(zhi)造氧氣。如今塑料(liao)垃(la)圾(ji)越來越多,多年(nian)來人(ren)類發現土(tu)壤里有降解(jie)(jie)塑料(liao)的(de)(de)(de)(de)細(xi)菌,塑料(liao)分(fen)解(jie)(jie)之(zhi)后生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)有毒成分(fen)BCP也有賴微(wei)生(sheng)物去分(fen)解(jie)(jie)。腐植酸是(shi)土(tu)壤肥力的(de)(de)(de)(de)重要成分(fen),在(zai)做菌肥生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)時候要關(guan)注腐植酸形(xing)成過程中微(wei)生(sheng)物的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),也要關(guan)注土(tu)壤污染的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物修復(fu)。
地球的(de)空間是(shi)有限(xian)的(de),許多人關注的(de)是(shi)修路、蓋樓房,用越來越多的(de)洋灰(hui)水泥覆蓋地面。我們(men)希(xi)望建設者們(men)多給(gei)綠色生物(wu)(wu)留(liu)點生存的(de)空間,生態環(huan)境的(de)保護是(shi)不可疏忽的(de)。近年的(de)研究表明,可以選(xuan)育去污(wu)能力(li)很強(qiang)的(de)植(zhi)物(wu)(wu)和微生物(wu)(wu),去做(zuo)的(de)還有利(li)用基(ji)因(yin)技術提高植(zhi)物(wu)(wu)和微生物(wu)(wu)修復環(huan)境的(de)能力(li)。
(作者(zhe)系北京大學教授)

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