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。

早在2004年，貴州省環境科學研究設計院就為清鎮“把過脈”。他們調研發現，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，超過國家食品標準。

10多年過去了，清鎮地區大米汞污染的情況并沒有多少好轉。

“這個地區，部分大米中的汞含量仍高出國家標準兩倍。”中科院高能物理研究所副研究員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場實驗，成功地使實驗水稻中的汞含量逼近國家標準。

“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，常規治理汞污染土壤采用的客土法、熱脫附法、化學淋洗法都顯得有些奢侈。

因此，盡管有些農田的土壤汞含量超標，水稻產量不高，仍有不少農民選擇繼續種，而種出來的大米必然會存在汞超標的情況。

結合當地農田稀少的特點，科研人員希望能找到既不改變農田用途，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汞污染現狀，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，他們利用當地農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，阻礙汞進入植物;二是通過補硒，使汞的存在形態發生變化，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。”高愈希告訴筆者，最后，他們發現，稻米里汞的蓄積量約能減少20%。

謹慎實驗小心推廣

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。”高愈希表示，正因如此，劑量的把握至關重要，在推廣和實驗方面科研人員一直都采取謹慎態度。

高愈希認為，在推廣之前，還要選一塊符合條件的土壤，進行中等規模的試驗，準確評估硒含量、汞含量對糧食安全性的影響。

從一開始實驗，科研人員就倍加謹慎。李玉鋒告訴筆者，實驗前，他們買了12只收納箱用來養水稻，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境的同時，將其與稻田隔離開，“每個培養箱里添加的硒的劑量不同，要防止加進去的樣品溢到農田里”。

除了將基礎研究成果逐步推向應用外，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。

“我們的總目標是通過調節硒、硫含量，配合田間管理措施，達到生態修復目的。”高愈希說。

依托大科學裝置作交叉研究

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

“從20世紀90年代起，我們主要研究的是動物體內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。”高愈希說。

在中科院高能所多學科研究中心副主任、研究員張智勇看來，盡管國內也有其他的機構在研究汞污染土壤生物修復法，但是相較而言，高能所有一個明顯優勢，即可以依托大科學工程，實現一些好想法。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。近年來，這一研究方法已經越來越多地用于重金屬污染的生物農學領域。

“依托大科學工程開展的研究越來越多，現在還發展出了一個新科研領域——分子環境科學，就是利用同步輻射從分子水平去研究污染物在環境中的遷移轉化和毒性。”張智勇說。

借助著同步輻射技術等手段，研究人員對硒降低稻米中的汞含量的機理進行了探討，認為硒的加入降低了土壤中汞的生物可利用度，促進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合物。“也就是說，我們證實，補硒確實對稻米里汞的含量和形態有一定的影響。”高愈希說。