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镉是工业时代的重金属污染物,在被镉污染的土地上种植水稻,容易生产出危害健康的“镉大米”。那么,有没有办法把镉阻隔于大米之外呢?
阻镉第一道防线——播种厌镉立稻
环境污染主要包括空气污染、水污染、土壤污染等。其中土壤污染的治理难度最大,因为土壤不能流动,没有自我净化功能,因此治理土壤镉污染完全要靠人工,所以效率低下,就算是治理数十年,甚至上百年也未必能把土壤中的镉弄干净。
为了能在被镉污染的水田里继续播种水稻,科学家努力寻找培育不喜欢“吃镉”的水稻品种。原来,不同品种的水稻对镉的“爱好”程度不一样,有的水稻特别爱好吸收并在体内积累镉,嗜镉如命;有的水稻对镉没有好感,不爱吸收。呵呵,水稻和人的一些习性相似呢,就跟有的人爱喝酒,有的人排斥酒一样。
科学家经过筛选培育,先后获得了“株两优729”“深两优5814”“湘菲优8118”等10多个厌镉水稻品种。这些水稻统称为应急性镉低积累品种,意思是可以在镉污染水田应急播种的抗镉水稻品种。
目前,在镉污染的地区,国家大力号召农民种植镉低积累水稻品种,种子是免费发放的,因此农民的种植积极性很高。当农民在水田里插下镉低积累水稻秧苗的时候,大米阻镉的第一道防线就筑成了。
科学探索
自20世纪20年代以来,日本的富山平原出现一种怪病,不少人中年以后感到身体关节部位剧痛,因为疼痛难忍,患者常常不断哭叫,这种病被称为“痛痛病”。中年人为什么会患“痛痛病”,原因一直不明。1961年,有位医生经过系统研究,发现“痛痛病”就是镉中毒。这位医生的发现,很快让民众找到了发病的环境原因:自1889年,日本有家企业在富山平原冶炼铅锌,镉就是铅锌冶炼产生的废物之一,随废水任意排放,污染了环境。生活在镉污染地区的民众,到中年之后,身体内积累的镉最终导致了“痛痛病”的发生。
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人洗澡可以清洁身体,给土壤“洗澡”可以去除镉污染,只不过给土壤“洗澡”很费劲。先将待修复土壤用防水板围起来,算是建造了一个洗澡盆,接着向内部注水,水把土地淹没40厘米左右,再向里面抛撒化学药剂,相当于洗澡用的肥皂,然后还要开着机器把土壤与水搅成泥浆状,这可比搓澡费力多了。一番折腾之后,再经过数日沉淀,待泥水分离后,将含镉的“洗澡水”抽走,才算完成对土壤的“洗澡”过程。
微生物工程菌——送给水稻的防镉口罩
在生活中,虽然一个人不喜欢吸烟,但难免被动吸烟。同样,厌镉水稻虽然不喜欢吸收镉,但在镉浓度较高的土壤环境中生长,也难免被动吸镉,最终导致大米含镉量超标。
能不能给水稻戴上防镉口罩,降低水稻被动吸镉的概率呢?
人们发现,自然界中的海泡石和坡缕石存在密集微孔,像活性炭一样具有良好的吸附性能,如果把这两种矿石投放进水田中,就可以高效地吸附镉,从而阻止水稻吸收镉,看来海泡石和坡缕石可以当作水稻的防镉口罩。可问题是,海泡石和坡缕石并非常见矿石,且不便运输,用它们做防镉口罩,成本太高。另外,在水田里放石头,良田变石堆,算是二次污染,会影响下一季的土地耕作,可见用矿石做防镉口罩并非最优选项。
科学家发现自然界除了有吸附镉的矿石外,还有能高效吸附镉的微生物,这些微生物特别喜欢吸收镉,在吸镉竞赛中,水稻根本抵不上它们的吸镉速度。经过筛选,科学家从自然界发现了多种吸镉微生物,比如沼泽红假单胞菌,这种吸镉微生物可以大量培育,大量投放,所以又被称为吸镉生物工程菌。
将吸镉微生物干粉拌在肥料里施放在水田中,它们立马恢复生物活性,开始在水田里吸收镉元素,能把水田里85%的镉抢在水稻吸收之前给吸走,这么高的吸收量,应该是水稻的高效防镉口罩了。生物工程菌生产成本低,施用简单,对土壤没有二次污染,是高效环保的阻镉方式。
但是,防镉口罩也不可能把镉全部阻挡在水稻身体之外,生物工程菌可以吸收85%的镉,剩下15%的镉如果进入了水稻体内,仍有可能使大米中的镉含量超标,看来大米的阻镉之路还不能中止。
科学探索
镉原来只是老实地待在矿物中,并不危害人体健康。可是现在镉的用途非常广泛,要用来生产电池、塑料、颜料和试剂等产品,我们的生活简直已经离不开镉了。现在,镉成了工业价值很高的东西,它从矿石中被提炼出来,用到了我们的生活中,导致我们在使用含镉物品时,容易变成镉污染的帮凶:随手扔一枚电池,就可能污染一大片土壤。请大家别随手乱扔含镉废物,避免成为镉污染的帮凶呀!
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据报道,研究人员发现,有一种名为长香谷的植物,根系发达,善于吸收土壤中的镉。人们把长香谷播种到被镉污染的土地上,让它来吸收土壤里的镉,它可以把土壤中50%的镉吸收走。因为吸收大量的镉,长香谷最后就成了富镉植物,最终要做焚烧处理。长香谷真是“焚身碎骨浑不怕,唯盼大米不含镉”的抗镉英雄啊!
叶面调理剂——让水稻体内有“警察”
水稻体内存在许多运送物质的通道,这些通道主要包括两类:专门元素通道,负责运送生长必需或急需的元素;非专门元素通道,负责运送生长不急需或不需的元素。比如氮元素、钾元素是水稻生长的必需且急需元素,这些元素就通过专门通道被优先运送。镉元素不是水稻生长的必需元素,它虽然无法通过专门元素通道进入水稻体内,却可以搭乘非专门元素通道的“便车”进入水稻体内,就好像坐火车没有买票却硬挤上了火车的“坏人”一样。
坏人挤上了火车,乘警可以把他揪出来,然后控制起来。镉挤进水稻的运输通道,通道内有没有“乘警”可以把这些非法进入的镉甄别出来,然后控制起来呢?
科学家研制出了一种叶面调理剂,给水稻喷施后,会产生这样的效果:急用、必需元素安心乘车前行就是了,不受调理剂的影响。而镉元素,对不起,你是非法乘车且行为不端,会被叶面调理剂给阻止或控制住——要么镉登不上车,要么登上车也被阻止你前进,总之有了叶面调理剂当警察,镉再想进入稻穗就困难重重了。 叶面调理剂作为通道警察,主要作用是抑制水稻体内镉可以通行的通道活性,要么让这些通道关闭,要么让这些通道变窄,从而让镉不能在水稻体内自由通行,无法到达并积累在大米中,这样就能显著降低大米中的镉含量。
实验证明,喷施叶面调理剂后,大米中的镉含量会再下降30%~50%。
科学探索
通过实地测量和卫星遥感技术,发现我国目前大约有220万亩水田受到高浓度的镉污染,如果不采取措施,受污染的土地面积还有扩大趋势。为了保障人们能吃到环保的大米,我国160余名科研工作者组建成了“南方地区稻米重金属污染综合防控协同创新行动组”,科学家以抱团方式,发起了声势浩大的反镉大作战,共同抵御镉危害。这支队伍也被称为史上最大的农业科研团队。
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镉起初是个潜伏者,隐藏很深,它被发现,源于一次生产危机。1817年德国药检部门发现一家制药厂的药品中含有不明物质,将要没收药厂资产。药厂老板吓坏了,赶紧向化学教授斯特罗迈厄求助,请他帮忙分析药品里的不明物质是什么。斯特罗迈厄从药物中提取出一种从未见过的蓝灰色粉末,经过周密的实验,确认这是一种以前并没发现过的新元素,并将这种新元素命名为镉。
去镉加工——漏网之镉的终结者
无论采取什么措施,最后难免会有些镉积累在大米中隐藏起来,等着被人吃下去,侵害人身健康。
如何把“漏网之镉”从大米中清除掉呢?可以采用去镉法加工大米。从大米中分离镉的方法称为“脱镉精加工”。
脱镉精加工首先要了解大米里的漏网之隔都富集在什么部位,要摸清楚它们的隐藏之处才行。经过排查发现,大米中的镉主要存在于蛋白质中,少量镉会与大米中的淀粉结合,大米蛋白质的镉含量是淀粉中镉含量的50倍,在大米加工过程中只要把蛋白质去掉,就相当于去掉了大部分有害镉,让大米的镉含量降低到许可范围以下。所以说,大米的脱镉精加工也可以理解为脱蛋白加工,再简单地说就是将大米加工成大米淀粉就行了。
把大米蛋白质去掉,只留淀粉,损失很大吧?是的,损失会有,但不会很大,因为大米中蛋白质的含量只有7%左右,100千克含镉大米经过精加工,可以得到93千克左右安全的大米淀粉,用这点儿损失换取大米的安全,是值得的。安全的大米淀粉可以制成米线,味道也是不错的。
如果你真是怀念大米饭的味道,这也好办:在安全大米淀粉中添加7%的小麦或大豆蛋白,可以生产出再造大米。再造大米既没有镉危害,又能像原生大米那样蒸米饭,保留口感,可谓一举两得。
科学探索
镉不是人体活动的必需元素,正常环境状态中的镉含量很低,不会影响人体健康,一次即使摄入微量镉,也未必会对健康造成什么危害。但是,镉的特点是非常“赖人”,它一旦进入人体,就像寄生虫一样赖着你不离开,只吸入不排出,这就是镉在人体内的慢积特点。镉进入人体后,肾脏可吸收其中的三分之一,所以一个人如果出现镉中毒,肾脏是“必毁器官”。镉会损伤肾小管,让中毒者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿,进一步引发骨骼代谢受阻,造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。
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福建清流县高坂村,曾经只有女婴出生,不见一个男婴降世,是远近闻名的“女儿村”。为什么村里人一直生女不生男呢?这个问题一直困扰着当地的居民。后来有村民也想到,是否与他们日常饮用的井水有关呢?这家村民后来把家搬到了小溪边,不再喝井水了,第二年,他家出生了一个男婴。后来,经过有关部门检测,发现井水中镉的含量过高。原来,人体中镉元素的增加,会影响男性胚胎的存活,这也是高坂村成为“女儿村”的原因所在。
阻镉第一道防线——播种厌镉立稻
环境污染主要包括空气污染、水污染、土壤污染等。其中土壤污染的治理难度最大,因为土壤不能流动,没有自我净化功能,因此治理土壤镉污染完全要靠人工,所以效率低下,就算是治理数十年,甚至上百年也未必能把土壤中的镉弄干净。
为了能在被镉污染的水田里继续播种水稻,科学家努力寻找培育不喜欢“吃镉”的水稻品种。原来,不同品种的水稻对镉的“爱好”程度不一样,有的水稻特别爱好吸收并在体内积累镉,嗜镉如命;有的水稻对镉没有好感,不爱吸收。呵呵,水稻和人的一些习性相似呢,就跟有的人爱喝酒,有的人排斥酒一样。
科学家经过筛选培育,先后获得了“株两优729”“深两优5814”“湘菲优8118”等10多个厌镉水稻品种。这些水稻统称为应急性镉低积累品种,意思是可以在镉污染水田应急播种的抗镉水稻品种。
目前,在镉污染的地区,国家大力号召农民种植镉低积累水稻品种,种子是免费发放的,因此农民的种植积极性很高。当农民在水田里插下镉低积累水稻秧苗的时候,大米阻镉的第一道防线就筑成了。
科学探索
自20世纪20年代以来,日本的富山平原出现一种怪病,不少人中年以后感到身体关节部位剧痛,因为疼痛难忍,患者常常不断哭叫,这种病被称为“痛痛病”。中年人为什么会患“痛痛病”,原因一直不明。1961年,有位医生经过系统研究,发现“痛痛病”就是镉中毒。这位医生的发现,很快让民众找到了发病的环境原因:自1889年,日本有家企业在富山平原冶炼铅锌,镉就是铅锌冶炼产生的废物之一,随废水任意排放,污染了环境。生活在镉污染地区的民众,到中年之后,身体内积累的镉最终导致了“痛痛病”的发生。
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人洗澡可以清洁身体,给土壤“洗澡”可以去除镉污染,只不过给土壤“洗澡”很费劲。先将待修复土壤用防水板围起来,算是建造了一个洗澡盆,接着向内部注水,水把土地淹没40厘米左右,再向里面抛撒化学药剂,相当于洗澡用的肥皂,然后还要开着机器把土壤与水搅成泥浆状,这可比搓澡费力多了。一番折腾之后,再经过数日沉淀,待泥水分离后,将含镉的“洗澡水”抽走,才算完成对土壤的“洗澡”过程。
微生物工程菌——送给水稻的防镉口罩
在生活中,虽然一个人不喜欢吸烟,但难免被动吸烟。同样,厌镉水稻虽然不喜欢吸收镉,但在镉浓度较高的土壤环境中生长,也难免被动吸镉,最终导致大米含镉量超标。
能不能给水稻戴上防镉口罩,降低水稻被动吸镉的概率呢?
人们发现,自然界中的海泡石和坡缕石存在密集微孔,像活性炭一样具有良好的吸附性能,如果把这两种矿石投放进水田中,就可以高效地吸附镉,从而阻止水稻吸收镉,看来海泡石和坡缕石可以当作水稻的防镉口罩。可问题是,海泡石和坡缕石并非常见矿石,且不便运输,用它们做防镉口罩,成本太高。另外,在水田里放石头,良田变石堆,算是二次污染,会影响下一季的土地耕作,可见用矿石做防镉口罩并非最优选项。
科学家发现自然界除了有吸附镉的矿石外,还有能高效吸附镉的微生物,这些微生物特别喜欢吸收镉,在吸镉竞赛中,水稻根本抵不上它们的吸镉速度。经过筛选,科学家从自然界发现了多种吸镉微生物,比如沼泽红假单胞菌,这种吸镉微生物可以大量培育,大量投放,所以又被称为吸镉生物工程菌。
将吸镉微生物干粉拌在肥料里施放在水田中,它们立马恢复生物活性,开始在水田里吸收镉元素,能把水田里85%的镉抢在水稻吸收之前给吸走,这么高的吸收量,应该是水稻的高效防镉口罩了。生物工程菌生产成本低,施用简单,对土壤没有二次污染,是高效环保的阻镉方式。
但是,防镉口罩也不可能把镉全部阻挡在水稻身体之外,生物工程菌可以吸收85%的镉,剩下15%的镉如果进入了水稻体内,仍有可能使大米中的镉含量超标,看来大米的阻镉之路还不能中止。
科学探索
镉原来只是老实地待在矿物中,并不危害人体健康。可是现在镉的用途非常广泛,要用来生产电池、塑料、颜料和试剂等产品,我们的生活简直已经离不开镉了。现在,镉成了工业价值很高的东西,它从矿石中被提炼出来,用到了我们的生活中,导致我们在使用含镉物品时,容易变成镉污染的帮凶:随手扔一枚电池,就可能污染一大片土壤。请大家别随手乱扔含镉废物,避免成为镉污染的帮凶呀!
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据报道,研究人员发现,有一种名为长香谷的植物,根系发达,善于吸收土壤中的镉。人们把长香谷播种到被镉污染的土地上,让它来吸收土壤里的镉,它可以把土壤中50%的镉吸收走。因为吸收大量的镉,长香谷最后就成了富镉植物,最终要做焚烧处理。长香谷真是“焚身碎骨浑不怕,唯盼大米不含镉”的抗镉英雄啊!
叶面调理剂——让水稻体内有“警察”
水稻体内存在许多运送物质的通道,这些通道主要包括两类:专门元素通道,负责运送生长必需或急需的元素;非专门元素通道,负责运送生长不急需或不需的元素。比如氮元素、钾元素是水稻生长的必需且急需元素,这些元素就通过专门通道被优先运送。镉元素不是水稻生长的必需元素,它虽然无法通过专门元素通道进入水稻体内,却可以搭乘非专门元素通道的“便车”进入水稻体内,就好像坐火车没有买票却硬挤上了火车的“坏人”一样。
坏人挤上了火车,乘警可以把他揪出来,然后控制起来。镉挤进水稻的运输通道,通道内有没有“乘警”可以把这些非法进入的镉甄别出来,然后控制起来呢?
科学家研制出了一种叶面调理剂,给水稻喷施后,会产生这样的效果:急用、必需元素安心乘车前行就是了,不受调理剂的影响。而镉元素,对不起,你是非法乘车且行为不端,会被叶面调理剂给阻止或控制住——要么镉登不上车,要么登上车也被阻止你前进,总之有了叶面调理剂当警察,镉再想进入稻穗就困难重重了。 叶面调理剂作为通道警察,主要作用是抑制水稻体内镉可以通行的通道活性,要么让这些通道关闭,要么让这些通道变窄,从而让镉不能在水稻体内自由通行,无法到达并积累在大米中,这样就能显著降低大米中的镉含量。
实验证明,喷施叶面调理剂后,大米中的镉含量会再下降30%~50%。
科学探索
通过实地测量和卫星遥感技术,发现我国目前大约有220万亩水田受到高浓度的镉污染,如果不采取措施,受污染的土地面积还有扩大趋势。为了保障人们能吃到环保的大米,我国160余名科研工作者组建成了“南方地区稻米重金属污染综合防控协同创新行动组”,科学家以抱团方式,发起了声势浩大的反镉大作战,共同抵御镉危害。这支队伍也被称为史上最大的农业科研团队。
趣味链接
镉起初是个潜伏者,隐藏很深,它被发现,源于一次生产危机。1817年德国药检部门发现一家制药厂的药品中含有不明物质,将要没收药厂资产。药厂老板吓坏了,赶紧向化学教授斯特罗迈厄求助,请他帮忙分析药品里的不明物质是什么。斯特罗迈厄从药物中提取出一种从未见过的蓝灰色粉末,经过周密的实验,确认这是一种以前并没发现过的新元素,并将这种新元素命名为镉。
去镉加工——漏网之镉的终结者
无论采取什么措施,最后难免会有些镉积累在大米中隐藏起来,等着被人吃下去,侵害人身健康。
如何把“漏网之镉”从大米中清除掉呢?可以采用去镉法加工大米。从大米中分离镉的方法称为“脱镉精加工”。
脱镉精加工首先要了解大米里的漏网之隔都富集在什么部位,要摸清楚它们的隐藏之处才行。经过排查发现,大米中的镉主要存在于蛋白质中,少量镉会与大米中的淀粉结合,大米蛋白质的镉含量是淀粉中镉含量的50倍,在大米加工过程中只要把蛋白质去掉,就相当于去掉了大部分有害镉,让大米的镉含量降低到许可范围以下。所以说,大米的脱镉精加工也可以理解为脱蛋白加工,再简单地说就是将大米加工成大米淀粉就行了。
把大米蛋白质去掉,只留淀粉,损失很大吧?是的,损失会有,但不会很大,因为大米中蛋白质的含量只有7%左右,100千克含镉大米经过精加工,可以得到93千克左右安全的大米淀粉,用这点儿损失换取大米的安全,是值得的。安全的大米淀粉可以制成米线,味道也是不错的。
如果你真是怀念大米饭的味道,这也好办:在安全大米淀粉中添加7%的小麦或大豆蛋白,可以生产出再造大米。再造大米既没有镉危害,又能像原生大米那样蒸米饭,保留口感,可谓一举两得。
科学探索
镉不是人体活动的必需元素,正常环境状态中的镉含量很低,不会影响人体健康,一次即使摄入微量镉,也未必会对健康造成什么危害。但是,镉的特点是非常“赖人”,它一旦进入人体,就像寄生虫一样赖着你不离开,只吸入不排出,这就是镉在人体内的慢积特点。镉进入人体后,肾脏可吸收其中的三分之一,所以一个人如果出现镉中毒,肾脏是“必毁器官”。镉会损伤肾小管,让中毒者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿,进一步引发骨骼代谢受阻,造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。
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福建清流县高坂村,曾经只有女婴出生,不见一个男婴降世,是远近闻名的“女儿村”。为什么村里人一直生女不生男呢?这个问题一直困扰着当地的居民。后来有村民也想到,是否与他们日常饮用的井水有关呢?这家村民后来把家搬到了小溪边,不再喝井水了,第二年,他家出生了一个男婴。后来,经过有关部门检测,发现井水中镉的含量过高。原来,人体中镉元素的增加,会影响男性胚胎的存活,这也是高坂村成为“女儿村”的原因所在。