第20期报纸(2008年12月10日):生物新品种控制蓝藻和重金属砷获重大突破

2021-05-25

云南省生态农业研究所   那中元  


八十年代中还可游泳的滇池海埂,多年来早已是臭不可闻,且越治理问题越多。近几年蓝藻更是年盛过一年,周年可见浮面的“绿油漆”已成污染达更深层次高水平新系统的标志,而藻类的再生产策略使其曾是称霸地球年代最久远的生物系统,其生物特性和生存策略决定了其成为滇池治理能否成功的最首要关键障碍。

过去的物理、化学、生物、机械治理方法都早已败下阵来。即使包括局部换水、源头真正治肥污染等新的任何方法,只要不能强有力地标本兼治,最终肯定也要败下阵来。

因为蓝藻可爆发性地产生,核心的内在实质是原生态系统平衡严重断链。而相对较大尺度的水体生态系统,本身就存在相对较大的容余能力,只有这种容余能力长时间超过最大限度后,仍得不到修补,原生态系统才会崩溃。崩溃后的生态系统倘若仍迟迟没有新的生态系统建立,具单一相对古老特性物种才会由弥补断链开始而快速发展为另类生态替补系统。这种另类替补系统一旦称霸,其相对极具强势面的再生产策略就会成为治标永远无法解决其本的死结。

反之,在上述条件下任何新生态系统想建立而治本,则又首先要能将原既有毒性又成气候强势的表征压住,否则新生态系统连立足余地都没有,更何来谈不仅战胜强大对手之同时还要取而代之呢?!

蓝藻一旦有可形成气候爆发的自身条件,是否爆发就只是机会。而其一旦形成气候,抑制破坏其他水生系统生存的能力就可以从水体到水表,夺氧到夺光,再到克它抑制及毒性抑杀等多方面多层次充分地体现出来。当其大面积地形成“绿油漆”,不仅使水体内正常生物系统所需的氧被耗、光被遮,连自然的水表气氧交换也被封住。而水体的自净化能力最大促动力,就是运动。大尺度地相对少、无动量补氧水体自净化能力的实质,就是光能量促动氧循环。而各种层次的非有害生命群落组成的和谐自然链平衡,就是光能量促氧良循环的体现系统和运行保证。

原有数十年乃至数万、数百万年建立的基本生态系统被破坏的最初元凶首恶是谁?!也就是产生蓝藻的元凶首恶是谁?!这一问题长期以来被错误认识,由此导致治理蓝藻是事巨而功微。虽现有理论全都认为蓝藻污染是(富)营养化水体所致,但事实上这是一个看似严格科学的生态系统内、外因素混淆的陷阱。

事实上元凶首恶是破坏水体生态系统平衡中最不起眼的微生物系统平衡的农药。大量的杀菌为主化学农药流入水中,对原有水体微生物大量抑、杀乃至水体微生物稳定平衡破坏,抑灭外界入侵有害微生物的能力大降,才致原可被抑灭的有害微生物有了生存繁殖的可能和空间,一旦稍有可大量繁殖的条件,即可大量繁殖,并有可能变异出可在新条件下局部开始爆发性地发生可能。有了内因可生存系统条件,若再有外因养份、光、温适合等条件,就可从大爆发恶性循环至全面大爆发。

内因是根本,这一点在昆明有几百年名称的松花坝水库入库主流两河高水位时与库尾处今年蓝藻局部爆发可最好地说明。因为这一局部爆发是在近几年退耕还林4.7万亩,特别是近三年近库尾河两岸良田全部退耕100m(约退4800多亩,约占现有良田的1/2),新建林地、湿地,表观理论生态条件已得到近乎最大化治理为条件,唯一不同的是:在非退耕良田近3年大量建大棚生产的基本条件下发生的。特别是蓝藻爆发后,有关部门对水质取样监测的三类可饮用水数据,和两库尾年优质水体交换量可达库尾蓝藻爆发区水体的数百乃至一、二千倍,就是最好的证明。(详细原因分析见调查报告)

因此可证明,局部换水,源头控肥料减少营养化,单一大规模捕捞蓝藻……,均只能治表。

只有水体自身内在因素的治理为主的生态系统建立,才可能表(标)本兼治。而只有强势适宜生物为龙头治理才能本兼治。而生物治理成败,首要就在于能否最快地一方面快速除去水体内富营养化及毒物又能同时建立一个新的、光能量有效促氧循环运动地,多生命群落和谐互助互补的生物链。而最关键则在于能否有强势物种群落为龙头可在相对较大尺度范围,首先能快速(小水体条件48-96小时)打破蓝藻破坏正常生物链最大危害体现的“绿油漆”,且又能对其再生策略有所抑制,又能对其大爆发的营养条件釜底抽薪,还能向水体提供更多的氧循环供大量水生动物(特别是能以蓝藻为食的水生动物所需),和多层次生物系统群落的良好寓栖场所;在部分人工合理管理下,自身又几乎完全不造成新污染。在自然界中,相对这么完美的强势物种群落,至少是至今还没有被发现,因此无从寻找来应用。

我研究所最大的优势就是挖掘自然物种可能的潜性功能,并使之在不断激发高层次光能效率和抗逆水平工作的条件下,使之潜性功能强化,甚至成为一种具传统相悖高抗逆适应与高竞争生存能力并存的新的生命基础重要机制,从而把一般一年生作物培育成可多年生高效特殊作物新种质。如可在昆明自然越冬的再生水稻、再生棉花、再生西红柿、再生甜高粱等及在北方可生产应用的超级玉米、超级甜高粱和新的紫青菜、黑彩米、黑玉米、黑糯玉米、黑水果玉米、黑超级玉米,已有重大突破的超级大豆、超级红薯、超级马铃薯等。

云南省生态农业研究所通过多年的艰苦探索,根据物种进化互促互抑为基础及可抗逆多功能性的深层规律,积二十年抗逆高光效农作物经验,经三年努力试验,终于培育出能多层次强势抑制住蓝藻疯长的新品种“紫根水葫芦”,该新种的最大优势是抑制叶片生长(叶片只有普通水葫芦的约十分之一)促进根系发达长达80公分左右(适宜条件根系可达1.2m以上),可长达一年以上的时间根系不腐烂不发臭(可为水体输送大量氧气并吸附降解大量蓝藻),根系以紫色为主新根尖白色为辅,和传统水葫芦有重大区别。从今年2月份到现在的多种多次实验可以表明,“紫根水葫芦”虽还有一系列问题急需深入研究,特别是以“紫根水葫芦”为龙头的多层次相对完整的新生物系统链有效组合实地试验等研究。但可以肯定的是,“紫根水葫芦”正确合理应用,就是我们培育用于快速净化臭水、毒水、快速破坏蓝藻“绿油漆”恢复正常向水内供光照及水表气氧交换,又能大量向水体供氧养活更多水生动物和水生植物建立和谐生态链的强势生命龙头种质群落。


    滇池水污染治理源头控制污染是必须的工作,但如果不对现水体自身同时开展大量除NP和有害重金属建立水生态系统来治理表本同治污染典型代表的蓝藻等,则这样的治理耗时漫长且将是巨额投资的事倍功微。

仅用一般机械、物理、化学方法清除蓝藻即使有效,也只能是高成本低效益的治表,无法治根。特别是大水体强势群体效应的蓝藻水生系统治理,必要地快速高效机械捕捞不是抽富积抽水物理处理的同时,必须要有比蓝藻系统更强势物种为龙头吸附水中弥散和水表非富集蓝藻水华,同时吸除水体中NP、重金属及有毒物等为基础的同时,逐步建立新生态系统,才能快速表本兼治蓝藻及其大规模爆发的生态基础。由于水体中弥散和水华蓝藻可以被抗逆凤眼莲强大的根系迅速吸附并逐渐降解为其营养物,水质得到净化及富氧,阳光可以投射到相当深度水体。就为底层水生植物生态系统恢复发展提供了最重要的条件;加之人工分阶段放置不同鱼类和底栖类软体动物共同对蓝藻形成多层次控制系统。特殊情况也可以配合部分机械清除。较快的有效控制蓝藻使水体恢复洁净是极有可能做到的。

水下泥土强大厌氧菌系统,是净化沉降有机物、无机矿质元素及吸附沉降微粒的重要系统。但有氧的促淤泥活化而净化底层水体和建立高效有益微生物、生物则更为重要。

经实验室试验,该新品种紫根水葫芦对重金属、毒物等的吸附能力极强,经阳宗海污染源谭葛营取水样含砷量为0.138毫克/升,经处理三天后含砷量降为0.048-0.040毫克/升,处理十五天后含砷量降为0.03毫克/升远远低于引用水标准(饮用水标准为0.04毫克/)效果极为显著;普通水葫芦处理十五天砷含量只降到0.10毫克/升,远远达不到政府要求的0.05毫克/升的要求,且有二次污染的风险。紫根水葫芦需进一步深入研究大批量培育新品种摸索其应用规律及作用机理,但其可无二次污染的除水体富营养化物、蓝藻等,特别是快速除重金属砷是已可完全进入应用阶段。

根据我们通过水中除砷技术的检索查新及国际国内环保专家咨询,目前国际国内还没有有效的技术措施,工程治理通过置换阳宗海水体也需要十多年的时间,目前我们的创新技术是最切合实际也是最先进有效的。根据紫根水葫芦的生长特性,希望政府能紧急立项,组织专家评审,给予前期相关的启动资金和实验示范条件场所及相关部门的配合支持,为阳宗海砷污染和滇池蓝藻治理作出应有的贡献。


分享