中科院成都生物所位于昆明的污水處理基地。方揚(yáng) 攝

中科院成都生物研究所位于四川什邡的稻田研究基地。方揚(yáng) 攝

　　一葉浮萍?xì)w何處？中國科學(xué)家們找到了方向。6月19日，在中國科學(xué)院成都生物研究所，研究員趙海向媒體發(fā)布了其在浮萍研究中的新進(jìn)展：研究團(tuán)隊(duì)從全球收集的浮萍資源中篩選出高效的浮萍株系，針對(duì)廢水中氮磷開發(fā)出的浮萍培養(yǎng)技術(shù)，把廢水中的氮磷高效富集并轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)的生物質(zhì)原料，從而將生物能源原料生產(chǎn)與廢水處理有機(jī)結(jié)合。

　　趙海研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)浮萍的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)其具有與水葫蘆相當(dāng)?shù)牡?、磷吸收能力和更高的資源化利用優(yōu)勢(shì)，并可處理生化污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)水體污染中的重金屬有超強(qiáng)的吸附能力。

　　“對(duì)于薯類和玉米的研究會(huì)讓人感到困惑，因?yàn)檫@些都是糧食，而浮萍不與人‘爭糧’”，2006年做能源出身的趙海將目光投向了浮萍，從此浮萍如同一本書，他一頁一頁地翻了9年。

　　浮萍，世界上最小的開花單子葉植物，具有生長速度快，淀粉、蛋白質(zhì)含量高等顯著特點(diǎn)，同時(shí)浮萍可以直接利用廢水進(jìn)行生物質(zhì)生長，因此，浮萍是一種具有環(huán)境和能源雙重效益的新型能源生物。長期以來，科學(xué)家們對(duì)于野外條件下高淀粉浮萍生物質(zhì)的培養(yǎng)及獲得方面鮮有研究。

　　為了收集浮萍標(biāo)本，趙海研究團(tuán)隊(duì)的足跡遍布中國各地，甚至走訪了東南亞、北美等地?！案鞣N出差的時(shí)候，他的眼睛只會(huì)盯著浮萍”，研究團(tuán)隊(duì)隊(duì)員方揚(yáng)說，趙海為了尋找浮萍的蹤跡，時(shí)常下河道，逐水而尋。

　　經(jīng)過九年的尋找，趙海研究團(tuán)隊(duì)建立了浮萍活體種質(zhì)資源收集規(guī)范，建立了浮萍活體種質(zhì)資源庫與數(shù)據(jù)庫，保藏了超過800個(gè)的活體生態(tài)型純培養(yǎng)材料。這個(gè)資源庫也成為了全球最大的浮萍資源庫。

　　“得出一個(gè)結(jié)論，是來源于對(duì)每一種浮萍的篩選，一項(xiàng)篩選成果的得出短則需要半年，長則需要一年”，方揚(yáng)告訴記者，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為浮萍建立了近10萬組數(shù)據(jù)。

　　經(jīng)過9年的努力，趙海研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了高淀粉浮萍的規(guī)?；囵B(yǎng)技術(shù)，在野外環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了利用廢水培養(yǎng)高淀粉浮萍原料。分別在云南昆明和四川威遠(yuǎn)建立了直接利用廢水培養(yǎng)浮萍的試驗(yàn)基地，并采用分段培養(yǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在大田條件下浮萍淀粉含量最高可達(dá)52.9%，在昆明還利用浮萍系統(tǒng)處理被污染的滇池水及生活廢水。

　　在浮萍與水葫蘆去污能力的對(duì)比研究中，趙海研究團(tuán)隊(duì)在云南昆明中試規(guī)模條件下通過2年長時(shí)間系統(tǒng)研究浮萍與水葫蘆對(duì)污水氮、磷吸收能力和資源化利用潛力，首次發(fā)現(xiàn)了浮萍(綠萍)具有與水葫蘆相當(dāng)?shù)牡?、磷吸收能力和更高的資源化利用優(yōu)勢(shì)。他們還采用生物信息學(xué)技術(shù)研究了浮萍和水葫蘆根際微生物群落，首次揭示發(fā)現(xiàn)水葫蘆高的氮去除能力主要來自其根際微生物的貢獻(xiàn)，并通過向浮萍廢水處理系統(tǒng)中添加彈性填料，顯著提高了浮萍系統(tǒng)的氮去除能力。

　　同時(shí)，趙海研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)浮萍廢水中試處理系統(tǒng)的水深、浮萍覆蓋率、收割周期、水力停留時(shí)間等運(yùn)行條件進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化后，獲得了較優(yōu)的運(yùn)行條件及較高的浮萍產(chǎn)量和處理效果：通過6-7天的處理，可使得典型的生活污水，達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　“中國當(dāng)前70%江河湖泊被污染，75%的湖泊出現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化，水體污染主要為氮、磷污染”，趙海表示，按覆蓋中國淡水湖泊和池塘總面積的1%算，種植浮萍年產(chǎn)乙醇172萬噸，直接產(chǎn)值103億元。同時(shí)，可以減排二氧化碳1000萬噸，占中國排放二氧化碳總量的1.5‰，其利用前景廣闊。

　　此外，他們還開展了利用浮萍治理重金屬尤其是稻田鎘污染的系統(tǒng)研究，通過在稻田開展實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了在野外條件下浮萍大量富集土壤中的鎘，并發(fā)現(xiàn)浮萍特有重金屬積累相關(guān)基因，涉及重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、區(qū)隔化、鈍化等全過程，從遺傳表達(dá)上也有力證明了浮萍具有超強(qiáng)的重金屬吸附能力。

　　談及未來，趙海表示，關(guān)于浮萍這本書，他所在團(tuán)隊(duì)的20余位成員，還將繼續(xù)翻下去。浮萍基因轉(zhuǎn)化、新能源替代、甚至禽流感防治等他們希望在這本“書”中，經(jīng)過不斷努力而尋找答案。