本刊记者  李 刚

　　
　　
　　民以食为天。近年来，“镉大米”事件频频发生后，使人们陷入“怎样才能护住碗里的饭，让大家吃得放心”这一深深的担忧之中。而在“镉米危机”的风波中，牵出了更为沉重的话题——土壤污染。
　　中国科学院地理科学与资源研究所副研究员万小铭说，土壤污染不像水污染、大气污染能够真真实实地看见，土壤污染犹如看不见的幽灵一般渗透进了我们的生活中。这些幽灵隐藏在土壤里，它们不仅使作物减产，还沿着植物根系攀缘，侵袭进入大米、蔬菜等各种常见的农作物，最终到达人体内，并累积到足以致病的剂量，对人类健康造成严重危害。仅以镉大米这样的重金属污染为例，国土部门有关数据显示，中国每年受重金属污染的粮食高达1200万吨。专家认为，中国的土壤重金属污染已进入一个集中多发期。
　　2015年，国务院发布了《土壤污染防治行动计划》，对中国土壤污染防治工作任务划定了时间表，明确提出到2020年，受污染耕地治理与修复面积要达到1000万亩。那么，该如何实现这一目标？植物修复技术成了解决问题的关键所在。万小铭就是这一技术的探索者之一。
　　
植物大战重金属
　　
　　土壤污染被称为“看不见的污染”。在众多土壤污染类型中，重金属土壤污染不容忽视。土壤重金属污染严重威胁农产品质量和人体健康，引起社会和有关管理部门的高度重视。在众多重金属当中，砷由于毒性高并且分布广泛，成为关注的焦点。万小铭的研究工作就是围绕怎样去除土壤中重金属砷展开。从大学踏入环境工程领域，就注定万小铭要在保护土壤领域倾注一生的心血。而在她看来，这并不是一件枯燥的事，能为环保做一点事，她觉得挺好。
　　该用怎样的方法去除土壤中的砷？被称为用植物“吃掉”重金属的植物修复技术就是万小铭的“法宝”。
　　所谓植物修复技术，就是指利用植物吸收、分解、挥发或固定土壤重金属作用，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而减小重金属的危害性。“植物修复技术在诸多修复被重金属污染土地的技术中脱颖而出，成为解决大面积耕地重金属污染问题的重要途径。”万小铭说道。
　　要使植物修复技术能够“吃掉”土壤中的重金属，提高植物修复效率成为重中之重。而要提高砷污染土壤中的植物修复效率，则需要解决掉三大“拦路虎”：超富集植物对砷的吸收转化过程不清晰；生态型差异导致修复效率不稳定；多金属污染现状和超富集选择性之间存在矛盾。
　　万小铭以这3个问题为突破口，结合理论研究与实践检验进行科研攻关，揭示了超富集植物的重金属吸收转化过程；综合采用吸收动力学、同步辐射X射线吸收光谱等技术研究了砷超富集植物生态型对砷的富集能力差异及其产生机制；筛选出了砷—铅、砷—锑共富集植物，并对共富集机制进行了深入研究。
　　不计得失的付出，让万小铭的研究成果换来了国内外同行和相关部门的高度认可，在国内外高影响的学术期刊发表论文40余篇，其中作为第一、通讯作者发表SCI论文18篇，EI论文1篇；主持多项国家自然科学基金、环保部公益等科研项目；作为核心科研骨干参与10余项“863”计划、中科院对外合作重点项目等国家重点课题；荣获北京市科技进步奖一等奖、中国土壤学会优秀青年学者奖、北京青年优秀论文奖三等奖；荣获北京土壤学会“积极分子”、全国土壤污染调查先进个人等奖励。
　　
蜈蚣草——治理砷污染的“利剑”
　　
　　在植物修复技术当中，植物萃取技术成为最有前景的方法。植物萃取是利用超富集植物的根系从土壤中提取重金属，并将其转移、储存到植物的地上部分，通过连续种植和收获超富集植物即可将土壤中的重金属降到可接受水平。
　　在当前的研究中，以超富集植物蜈蚣草萃取土壤中的砷成为当前土壤砷污染修复领域的关注热点。
　　然而，在污染的土壤上往往不止存在一种重金属，而可能是多种重金属同时存在。那么如果植物只能对某一种金属具有超富集能力，对其他的重金属不起作用，就会影响植物修复效率。“这是一个棘手的问题，目前普遍的多金属共存现象和超富集植物的专一性富集限制了植物修复技术的进一步推广，筛选出一种能对多种重金属具有富集能力的植物尤为迫切。”
　　通过“土壤修复中多金属富集机理研究”项目的研究，万小铭揭示了蜈蚣草对多种重金属，包括砷、铅和锑的富集过程及多种植物对多金属吸收的特征，找出了不同植物、不同重金属超富集过程的相似性和差异性。她说，通过研究表明蜈蚣草能够富集砷、铅、锑这3种重金属，但富集机制各有差异。“所有的蜈蚣草都具有极强的砷富集能力，而铅/锑富集能力则是由于在多金属环境下的长时间驯化形成的，从而导致部分蜈蚣草生态型具有了铅/锑富集能力。砷—铅共富集蜈蚣草在河南济源得到了成功应用。”
　　问题一个接着一个来。以植物来修复土壤污染土壤，土壤得到了修复，但那些含有大量重金属的植物该怎么办？是全部销毁掉还是可以再利用？
　　万小铭又陷入了深深的思考中。她告诉记者这一问题得取决于金属本身是否有价值，如果金属本身有价值我们就可以把植物中的金属提炼出来。金属本身价值不高，就得探索其他资源化的路径。
　　植物萃取技术能够彻底地将重金属从土壤中去除，但与此同时，也意味着在萃取期间，农民没有办法从土壤中获得任何收益。“边修复边生产”的模式由于能够在修复土壤的同时，为农民带来一定收益，成为一种具有较高认可度的污染土壤可持续管理模式。
　　万小铭也以此为对象展开了深入的探索，国家自然科学基金青年基金“蜈蚣草/桑树间作模式下的根际砷活化与吸收机制”就是她探究的成果。
　　“超富集植物蜈蚣草和经济作物桑树的间作是中、低浓度砷污染农田治理中大力推广的土壤安全利用措施之一，但目前蜈蚣草和桑树的间作对植物吸收砷的影响机制尚不明确。”为弄清楚蜈蚣草和桑树的间作对植物吸收砷的影响机制，在该项目中，万小铭从植物修复技术推广应用中出发，针对超富集植物/经济作物间作系统中尚未明确的“土壤—重金属—根系”三者之间的关系，以砷超富集植物蜈蚣草和经济作物桑树为研究对象，采用一系列温室盆栽和大田实验，最终得出，砷超富集植物蜈蚣草/经济作物桑树间作能够实现土壤中砷的去除和桑叶的安全生产，是一种具有推广潜力的间作修复模式。
　　在研究生面试时，一位老师曾对万小铭说，大多数做科研的人可能这一辈子都在做一些大家看不到的科研，可能你下了苦功夫，付出了心血，但得不到众人的认可；而只有一小部分人才有机会把自己的成果摆在大家的面前。所以，选择科研你得有用一辈子去做一些所有人都不知道、不会有人想要去了解你所做的事的思想准备。而万小铭的回答则是，她已做好了这种思想准备，同时她也要随时做好准备去迎接一个被大家认可的机会。
　　做好自己，不问结果。这么多年过去了，万小铭一直踏踏实实地做着自己的事，明年她要去美国进行为期一年的学术交流，为攻克土壤污染这个难题继续夯实基础。