中国科学家寻"萍踪"九年 研究成果欲笑傲"江湖"
中科院成都生物所位于昆明的污水处理基地。 方扬 摄
中科院成都生物研究所位于四川什邡的稻田研究基地。 方扬 摄
中新网6月19日电 (记者 胡敏)一叶浮萍归何处？中国科学家们找到了方向。19日，在中国科学院成都生物研究所，研究员赵海向媒体发布了其在浮萍研究中的新进展：研究团队从全球收集的浮萍资源中筛选出高效的浮萍株系，针对废水中氮磷开发出的浮萍培养技术，把废水中的氮磷高效富集并转化成高品质的生物质原料，从而将生物能源原料生产与废水处理有机结合。
赵海研究团队通过对浮萍的系统研究，发现其具有与水葫芦相当的氮、磷吸收能力和更高的资源化利用优势，并可处理生化污水达到排放标准，以及对水体污染中的重金属有超强的吸附能力。
“对于薯类和玉米的研究会让人感到困惑，因为这些都是粮食，而浮萍不与人‘争粮’”，2006年做能源出身的赵海将目光投向了浮萍，从此浮萍如同一本书，他一页一页地翻了9年。
浮萍，世界上最小的开花单子叶植物，具有生长速度快，淀粉、蛋白质含量高等显著特点，同时浮萍可以直接利用废水进行生物质生长，因此，浮萍是一种具有环境和能源双重效益的新型能源生物。长期以来，科学家们对于野外条件下高淀粉浮萍生物质的培养及获得方面鲜有研究。
为了收集浮萍标本，赵海研究团队的足迹遍布中国各地，甚至走访了东南亚、北美等地。“各种出差的时候，他的眼睛只会盯着浮萍”，研究团队队员方扬说，赵海为了寻找浮萍的踪迹，时常下河道，逐水而寻。
经过九年的9年的寻找，赵海研究团队建立了浮萍活体种质资源收集规范，建立了浮萍活体种质资源库与数据库，保藏了超过800个的活体生态型纯培养材料。这个资源库也成为了全球最大的浮萍资源库。
“得出一个结论，是来源于对每一种浮萍的筛选，一项筛选成果的得出短则需要半年，长则需要一年”，方扬告诉记者，研究团队已经为浮萍建立了近10万组数据。
经过9年的努力，赵海研究团队开发出了高淀粉浮萍的规模化培养技术，在野外环境下实现了利用废水培养高淀粉浮萍原料。分别在云南昆明和四川威远建立了直接利用废水培养浮萍的试验基地，并采用分段培养技术，实现了在大田条件下浮萍淀粉含量最高可达52.9%，在昆明还利用浮萍系统处理被污染的滇池水及生活废水。
在浮萍与水葫芦去污能力的对比研究中，赵海研究团队在云南昆明中试规模条件下通过2年长时间系统研究浮萍与水葫芦对污水氮、磷吸收能力和资源化利用潜力，首次发现了浮萍(绿萍)具有与水葫芦相当的氮、磷吸收能力和更高的资源化利用优势。他们还采用生物信息学技术研究了浮萍和水葫芦根际微生物群落，首次揭示发现水葫芦高的氮去除能力主要来自其根际微生物的贡献，并通过向浮萍废水处理系统中添加弹性填料，显著提高了浮萍系统的氮去除能力。
同时，赵海研究团队在对浮萍废水中试处理系统的水深、浮萍覆盖率、收割周期、水力停留时间等运行条件进行了系统优化后，获得了较优的运行条件及较高的浮萍产量和处理效果：通过6-7天的处理，可使得典型的生活污水，达到国家一级排放标准。
“中国当前70%江河湖泊被污染，75%的湖泊出现不同程度的富营养化，水体污染主要为氮、磷污染”，赵海表示，按覆盖中国淡水湖泊和池塘总面积的1%算，种植浮萍年产乙醇172万吨，直接产值103亿元。同时，可以减排二氧化碳1000万吨，占中国排放二氧化碳总量的1.5‰，其利用前景广阔。
此外，他们还开展了利用浮萍治理重金属尤其是稻田镉污染的系统研究，通过在稻田开展实验，实现了在野外条件下浮萍大量富集土壤中的镉，并发现浮萍特有重金属积累相关基因，涉及重金属的吸收、转运、区隔化、钝化等全过程，从遗传表达上也有力证明了浮萍具有超强的重金属吸附能力。
谈及未来，赵海表示，关于浮萍这本书，他所在团队的20余位研究员，还将继续翻下去。浮萍基因转化、新能源替代、甚至禽流感防治等他们希望在这本“书”中，经过不断努力而寻找答案。(完)