“十三五”國家重點研發計劃農田鎘砷污染防治領域資助情況概述

徐長春，鄭 戈，林友華

（農業農村部科技發展中心，北京 100122）

隨著我國經濟社會的快速發展，工業廢水排放、礦產資源開發、農業化學品不合理投入等導致農田重金屬污染問題日益顯現，特別是鎘、砷農田污染，已嚴重威脅到國家糧食安全與人民健康，受到了社會各界的高度關注[1-2]。近年來中央一號文件連續對加強重金屬污染耕地修復工作進行了部署，環保、國土、農業、科技等部門開展了一系列農田土壤重金屬污染調查、修復工程以及科研攻關等行動，并取得了顯著效果[3]。

鎘（Cd）和砷（As）是我國農田土壤重金屬污染的主要元素，全國點位超標率分別達到7.0%和2.7%[4]，均被國際癌癥研究機構劃分為Ⅰ類致癌物[5]，對農田生態系統和人體健康構成嚴重危害。“十三五”期間，國家重點研發計劃啟動了“農業面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發”重點專項[6]，在農田鎘、砷污染防治的基礎研究、關鍵技術研發、集成示范應用等方面共設置14個相關項目。本文梳理了“十三五”國家重點研發計劃農田鎘、砷污染防治領域項目資助情況，分析項目立項實施的最新進展，并對研發成效進行展望，為相關領域研究人員和管理部門提供參考。

1 立項背景

2014年，原環境保護部和國土資源部聯合發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國耕地重金屬超標點位數占全部超標點位數的82.8%。在南方糧食高產區，土壤重金屬污染嚴重且集中連片分布，農田重金屬污染問題已成為我國廣泛關注的重大生態環境問題。特別是近年來發生的鎘大米、食物砷中毒等事件，反映出農產品產地環境質量下降和農田土壤污染問題日益加重，對農產品質量安全和居民身體健康產生威脅，嚴重制約著我國現代農業可持續發展。

“十二五”期間，我國在農田土壤重金屬污染防治領域，特別是針對農田鎘、砷污染相繼啟動了一批科研攻關項目。例如：863計劃“土壤修復與重金屬檢測”、“污染土壤修復技術及示范”，國家科技支撐計劃“重金屬超標農田安全利用技術研究與示范”，公益性行業科研專項“現行土壤環境質量標準中鎘元素標準值的合理性論證”、“農產品產地重金屬安全閾值及綜合防控示范研究”、“阻控作物重金屬積累的遺傳改良技術研究與示范”等。

在各類科技計劃的資助下，我國科研人員圍繞重金屬污染土壤生物和化學修復材料篩選、鈍化材料和技術研發、植物修復技術示范等方面開展了一系列研究。取得了一批污染防治關鍵技術、品種、材料、裝備等科研成果，建設了各級土壤重金屬污染防治領域研發條件平臺，形成了一支來自國家部委系統、科研院所、高等院校和環保企業的研發隊伍，積累了豐富的污染修復實踐經驗。前期研究形成的基礎數據、條件平臺、科研成果、人才隊伍，為“十三五”期間繼續開展農田鎘、砷污染防治技術研發工作奠定了良好基礎。

2 項目基本情況

為了進一步加強農田重金屬污染防治技術研發力度，在“十三五”啟動的國家重點研發計劃“農業面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發”重點專項中，將農田鎘、砷等重金屬污染防治列為重要研究內容。與“十二五”相比，“十三五”期間對農田鎘、砷污染防治領域項目加大了資助力度，項目設置更加注重系統性和科學性。

2.1項目設置

在“農業面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發”重點專項的35個項目中，有14個項目對農田鎘、砷等重金屬污染開展研究，涉及基礎研究、關鍵技術研發、集成示范應用三個層次，國撥經費合計約2.4億元，見表1。通過部署相關研究任務，以基礎理論突破為前提，研發標準化、產品化、產業化的農田重金屬污染修復與安全利用共性關鍵技術和設備，開展原位鈍化、低累積品種篩選、植物修復、水肥調控農藝措施、間套作等技術的集成示范應用，提升我國農田重金屬污染防治與修復領域的科技支撐能力和產業化水平。

2.2主要研究任務

2.2.1 基礎研究

研究農田土壤和農產品中鎘、砷的積累過程、污染歷史、污染源識別/解析方法，探索區域及田塊不同尺度上土壤鎘、砷污染“源-匯”耦合關系與時空變化規律。探析鎘、砷在農田系統中的遷移轉化和分子機理，以及土壤生物對鎘、砷的毒性響應與解毒機理，確立基于食品限量標準和生態系統健康的土壤鎘、砷安全閾值。闡釋鎘、砷在“母質-土壤-作物”體系中遷移轉化過程與表生作用機理，開展鎘、砷來源、遷移途徑與循環過程輸送通量估算與污染歷史反演研究[7-8]。

2.2.2 關鍵技術研發

研發高效、經濟、環境友好的農田鎘、砷污染阻隔和鈍化技術與材料，研發高效適用的鎘、砷污染農田的植物萃取技術、產品與裝備，篩選適合南方和北方地區的水稻、小麥、玉米等低累積作物品種與超富集植物間套作修復技術，研發低成本、高效率、二次污染風險低的農田鎘、砷污染地球化學工程修復技術，研發以農產品質量安全和土地安全利用為目標的鎘、砷污染耕地安全利用技術與產品，開發農田鎘、砷污染檢測技術設備并形成相關技術標準規范[7-8]。

2.2.3 集成示范應用

聚焦鎘、砷等重金屬污染農田較為嚴重的長三角、珠三角、中南、西南等地區，以糧田和菜地為主要對象，在農田系統重金屬來源解析、遷移轉化規律和安全閾值等基礎機理研究的基礎上，系統集成農田鎘、砷污染防治和修復相關技術、產品和裝備，構建適合區域污染狀況與防治需求的鎘、砷污染農田綜合防治與修復技術模式，制定國家或行業技術規范和標準，建設鎘、砷污染農田綜合防治與修復技術集成示范區，集中開展配套技術的示范應用，示范效果通過第三方檢測監理[8-9]。

表1 “十三五”國家重點研發計劃農田鎘、砷等重金屬污染防治領域相關項目設置情況Table 1 Related research projects on prevention and control of heavy metal（cadmium，arsenic，etc.）pollution in croplands supported by National Key R&D Program of China in 13th Five-Year Period

3 項目申報立項進展

2016年3月、10月和2017年10月，國家重點研發計劃農田鎘、砷污染防治領域14個項目的申報指南分三批陸續向社會發布。經過研究單位組團申報、渠道部門推薦，共有50份預申報書在國家科技管理信息系統中提交至專業機構。經過預申報形式審查后，其中4個項目各收到超過4份預申報書，按照規定對這4個項目的預申報書組織了網絡評審；其他10個項目直接進入正式申報階段。正式申報形式審查后，采用視頻答辯方式對正式申報書進行評審。網絡評審和視頻答辯評審的專家均從國家科技專家庫中抽取，并在科技部網站上公布。答辯評審結束后，以得票數優先、得分數其次的原則在評審信息系統中自動生成排序結果。經過合規性審核，最終確定14個立項項目，立項通過比例約為3.57∶1。在擬立項項目公示無異議后，陸續開展任務書簽署、資金撥付、項目啟動、過程管理等環節工作。

圖1 項目承擔單位構成Figure 1 Composition of participating institutions

作為中央財政科技計劃管理改革后部署的國家重點研發計劃項目，這14個項目在申報立項過程中體現出以下特點：一是項目申報及承擔單位來源廣泛，該領域的優勢科研單位、大學和企業通過原農業部、教育部、中科院、環保部、國土部、各省（市、區）科技主管部門等推薦渠道積極參與申報。項目承擔單位中（包括項目牽頭單位和項目參與單位），中央級科研院所、中央部屬高校、地方科研院所、地方院校、企業等主體多元化，具體構成見圖1。二是體現出大聯合、大協作的趨勢，通過組團申報方式打破了部門界限，擇優確定項目承擔單位，進一步促進了同領域科研人員之間聯合協作，有利于科研資源的高效配置和共享交流。立項實施的農田鎘砷領域14個項目共有1145位科研人員參加，人均經費約20.7萬元。三是立項過程公正、規范、透明、高效，項目管理專業機構建立了ISO 9001質量管理體系，項目申報、形式審查、專家遴選、評審等環節均在國家科技管理信息系統中全程留痕，項目申報指南、評審專家名單、擬立項項目清單等信息按規定及時向社會公開[10-11]，得到了科研人員和主管部門的認可。

4 項目研發成效展望

4.1 組織管理目標

在項目實施周期內，專業機構以標準化、精細化的項目管理服務為支撐，引導各項目在完成指南規定的考核指標基礎上，聚焦形成農田鎘、砷污染綜合防治技術方案的目標，加強項目間的聯合協作，強化項目實施的整體性和系統性，構建“污染識別-過程防控-協同修復-風險管控”的農田重金屬污染防治科技創新鏈。堅持問題導向，突出項目的專業領域特點與產業實際需求，聚焦中南、長三角、華南、珠三角、西南等農田土壤鎘砷污染較為嚴重的區域開展技術研發和示范應用。著力破除“唯論文”的科研評價方式以及科技與經濟“兩張皮”的問題，提升項目的產業需求關聯度、技術研發創新度和對產業發展貢獻度，探索構建面向產業需求的新時代農業科技協同創新模式。

4.2 預期研發成效

通過項目“全鏈條設計、一體化實施”，形成標準化、成套化的農田鎘、砷污染綜合防治技術解決方案和配套技術裝備，建設農田鎘、砷污染防治示范區并開展技術的熟化、集成、示范、應用，土壤鎘、砷去除率達到12%～20%以上，或有效性降低50%以上，農產品質量達到食品安全國家標準[12]。力爭到“十三五”末，實現我國農田鎘、砷污染領域的自主創新研究能力顯著增強，技術研發體系和條件平臺建設水平達到世界先進行列，成果轉化應用效率明顯提升，有效促進我國農田土壤環境質量改善與提高，實現農產品質量安全與環境可持續目標，為實施鄉村振興戰略、保障國家糧食安全和實現農業綠色發展提供強有力的技術支撐。