 鲜花( 441)  鸡蛋( 7)
|
砷污染是全球性的难题，在砷富集区尤其明显。
* l% U4 v4 S* U8 G9 b ^% Z
; d' e$ w1 n+ q, @转自松鼠会：
$ {: \4 ?9 t" ^: L
y- B$ L" ~9 ?＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
( w( @4 ]7 l; {9 W$ S' w! w
|9 {8 X9 q& V; S) {& Q n8 G% k9 c它，曾经害死了拿破仑和光绪帝。0 m+ l/ \8 G5 Y8 T/ {
) n6 l! {% o, u/ b' v; e7 v1 E它，在潘金莲和武大郎的故事里的角色，或许更让你记忆深刻。
# L% r& f1 i$ y4 q F" x" W% N; S
它，就是砷，以氧元素结合后成为砒霜。其微溶于水，无味又无臭，极少量服用有一定药理作用，大量服用立刻致死；长期小剂量摄入，会引发皮肤癌等多种癌症，江湖人称—“百毒之王”。3 @% d! c5 i4 ~; N- F, c
: N3 W. {0 Q; g0 R* a) b有人的地方就有江湖。2008年，“云南阳宗海砷污染事件”再一次给我们敲响警钟。) `3 m8 D( a) p/ O. K
b; K/ I5 A+ O云南或许离你很远，但千万不要以为砷离我们也很远。它一直活跃在人类社会之中，如影随形，如蛆附骨。下面就是这样一个故事，故事讲述在一群科学家的努力下，我们终于发现“砷”这个恶魔是怎么走到我们身边，甚至体内的。 f/ C6 p- p/ K% o* x$ M0 d
% f( D/ o$ x' U
: w1 }6 r2 y3 q9 |' m5 f
" ~* j0 j6 M; o6 k第一章 土祸7 V& {8 v; s& w1 B2 z+ |
1 G j: v0 V* S- M. h- {
回溯到1983年，在喜马拉雅山南麓的孟加拉国，发现一起奇怪的病例。病人的上胸部、手掌、脚掌皮肤损伤并且疼痛，手臂腿部皮肤出现色素沉淀。经过医生的诊断，确认是典型的因为长期暴露在砷污染之中而引起的砷中毒症状。其实，这种病例在世界上并不罕见。在台湾，五十年代末期也爆发过类似的疾病。患者由于色素沉淀而双足发黑，因此这种病被命名为“乌脚病”。不仅仅在台湾，我国新疆、内蒙古、山西，湖南等地也发现类似的砷中毒病区。菲律宾、蒙古、罗马尼亚、智利、阿根廷、墨西哥等国家，亦发生过类似的案例。1 Q0 r( l( u4 k3 a c
' Q; _$ j& u0 E8 Y
虽然砷中毒案例在世界各地时有零星地发生，但还没有哪个国家，像上世纪80年代的孟加拉国一样，半个国家的民众笼罩在砷污染的阴影之下。在接下来的数年里，8500多个砷中毒案例在孟加拉国各地被确认。而在1983年之前，这个国家甚至还不知道砷污染是何物。世界卫生组织把这次事件称为“人类历史上危害最严重的、规模最大的中毒事件”。# h; R8 q$ U$ h0 O" G
V& l/ l8 u/ F! O7 c; t这个恶魔是哪里来的？为什么它突然之间变得如此猖獗？严重的问题引起了大批科学家和科学组织的关注。1993年，世界卫生组织抽查了孟加拉国的400个水井，一半以上的水井中砷浓度超过了50微克/升，这个数值，已经是世界卫生组织和美国环保署建议的安全标准值的五倍。在孟加拉国受到砷威胁的人口超过150万，每年有数万人死于砷中毒。$ f; p/ W# R& l. W
4 m+ b I' ?( |' j4 ?* E( a7 v这些含有高浓度砷的水井，是为当地贫苦人民提供饮用水和灌溉用水而挖掘的。打开该国地图，你会在这个国家的南部发现密密麻麻的小岛和河流，但是丰富的水资源 仅仅出现在湿季，随着干季的到来，可用之水捉襟见肘，而且很多孟加拉人惯饮生水，由此导致的各种疾病很让政府头疼。为满足民众对洁净饮用水的需求，他们在国际援助机构的帮助下，利用数十年的时间，上下打钻了将近一千万口水井。砷的魔爪正是通过这些水井，伸向了当地的住民。
7 k2 q h, y: `' V& @. |& C# j; u$ U
1 V7 `7 i% ~6 L$ U现在已经没有疑问，致病的砷主要就从地下水中来。那地下水里面的砷又是从哪里怎么来的呢？对于这个问题的解答，虽然为时已晚，但科学家们不得不亡羊补牢。地质调查发现，孟加拉国的土地之下，砷的含量并不比一般的土壤正常值高。在通常的情况下，这些砷会和土壤中的铁锰氧化物牢牢地结合在一起，如同一个牢笼，关押着砷这个恶魔，阻止它逃窜作恶。但是孟加拉国的蓄水地层里含有大量的有机质，这使得其中的微生物活动非常活跃。当水井贯穿了富含有机质的砷地层之后，在微生物的帮助下，通过一系列生物化学变化，原本深埋固定在地层里面的砷，越狱了。它们逃逸到了地下水的之中，开始了它们对生态、对人类社会的破 坏之路。
* n1 L2 j% Y. }/ ~$ y2 h
9 i! b8 i1 {4 K$ {$ z* r" P科学家们曾经有个很好的机会，可以将这个恶魔扼杀在摇篮之中。这机会来自于1992年，那年当地居民已经开始饮用地下水，但是地下水的水化学性质的基础数据却十分匮乏，水文地质学家建议国家对地下水水质进行分析，以防止可能的恶性事件发生。做为国际援助机构之一，英国地调局承担了这项水质分析测试工作，他们调查了地下水中的36种元素和一些化合物。令人遗憾的是，由于缺乏足够的认识，砷含量的检测并没有包括在这个研究之中。这是该国民众的不幸，更是科学的不幸。砷，披着洁净水的外衣，利用科学家的疏忽，一年年地扩散，逐渐从地下走到了地上，从水井走到了田间。# A+ y- V) T, f) b
7 B( E/ o K# w, ]$ S
, i/ T/ F2 W! ^
- O7 m' C R% b
第二章 稻凶& a+ X# ~7 b* e2 o9 N7 O
: d) `+ ?8 Z* r2 r对于砷污染，仅仅知道它来自于地下，并不能让医生和环境学家满意，背后的污染原理，才是解决问题的关键。下一步，科学家要搞清楚的是，恶魔是怎么向人类社会和自然环境发动侵袭的？
/ ]1 B* Y; o A2 V; F( d: _8 i
( C( i8 b0 l9 i! o ]4 k, r/ f接着，科学家对各种农产品做了一个普查。因为除了直接饮用，这些井水还有另外一个重要的用途——农业灌溉用水，这使得农产品也可能是人体摄入高浓度砷的一个途径。果不其然，一个帮凶在分析人员的围捕下，浮现出了水面。6 q' t9 O) x' h/ y i& E
* e- u* G V" v! g$ @它叫做水稻！3 c' g- k) g" K/ V$ i
: p' D* F+ w, ~" P+ G2 B# b水稻，禾本科植物，广泛种植在世界各地，是东亚和南亚人民的主要食用农作物，一个普通成人，一天要吃大概100~500克的大米。科学家分析了多种农产品中的砷含量，发现大米中的砷浓度是玉米和小麦的10倍，是黄瓜和西红柿的30倍，是大豆的100倍！这些数据充分证明，大米是除了饮用水之外，另外一个重要的砷摄入途径。9 X) w! a5 {& P: b# u
/ U. J2 `% l- F, H S
从影响范围的广度来说，高砷大米比高砷地下水更加可怕。一口水井，只影响到周围数公里的小区域，而大米从农田里收获之后，将通过我们高效的运输系统送到遥远的城市，送到需要食物的各色人群当中，其中有老人或孩子，病人或孕妇……
+ U) S! o1 y- j
& h! E' X/ U* X通过管理和监测，限定污染大米的流通，仅仅是个治标不治本的方法。
2 ^- y( D9 X8 k d: h0 ]- ]" J/ l* M( s) Z+ t& ~* L& ~
为什么水稻里会含有浓度如此之高的砷？如何降低水稻对砷的富集？成为摆在全球环境学家和植物学家们面前一个迫切要解释的问题。
8 ] g. X, s! c, k0 ]$ k# C
+ L8 S8 U" ?3 E$ T 3 U1 r# Z6 E$ V# [
! @& s% L/ f2 L: n% G5 J第三章 铁疑) I7 O. _: e `, |( A
9 h# R. u4 d9 y/ q1 j. y6 s禾本科的植物，是对人类最为重要的植物。其中的成员，我们耳熟能详，除了水稻，还有小麦、玉米、高粱，甚至大熊猫爱吃的竹子。可以说，人类每天都离不开它们。但是，为什么独独是水稻，而不是同在禾本科的其他农作物，成为了砷的帮凶？
8 K1 M8 u* ` g4 `" V7 x& e8 P
( L& M. p# O5 H6 ^有一个特别的现象引起了科学家的注意。在所有这些禾本科农作物中，只有水稻是湿生的，在完全水淹条件下 也照常生长。这个能力来源于水稻的一个特别生理特性：它可以将叶片吸收的氧气，从植物内部传输到地下，供根系呼吸，而其他的植物根系必须从土壤中得到呼吸 用的氧气。生长在淹水条件下的水稻，好比一个背着巨大氧气罐的潜水员，一点都不用担心缺氧的问题。如果在禾本科植物里举办一场游泳比赛的话，那么水稻肯定 就是禾本科植物中当之无愧的菲利普斯！而在淹水的条件下，土壤中的氧气很少，强还原条件使得砷很容易被活化。跟水稻不同，旱稻中的砷的含量就要小很多。淹水环境给水稻吸收砷提供了一个便利的环境，但是，我们依然不知道这些砷是怎么进入到水稻体内的。2 W& j. R. B9 ^1 r
/ ]# u0 H* ]4 p# S拔出一株水田里生长的水稻，你会发现，它的根是暗红色的。这种暗红色的东西，实际上是覆盖在水稻根系表 面上的一层铁氧化物。湿生的水稻，根系拥有强大的氧化能力。土壤中游离的亚铁离子一旦碰到水稻的根系，就会被氧化而形成不溶于水的铁氧化物。这层铁氧化 物，覆盖在水稻根系表面上，如同一层红色的盔甲，被称作“铁膜”。水稻根系表面的铁膜带有大量正电荷，而砷离子带有负电荷，当它们相遇的时候，会像磁石一 样，紧紧地结合在一起。事实也证明，在砷污染环境下生长的水稻，根系铁膜上含有大量的这种元素！
7 W) ^! N2 V) O% d. \/ }2 R$ [# k9 m3 h O) V$ P4 k6 g
科学证据表明，铁膜肯定参与了这起稻砷案。可它在其中扮演的是好人，还是坏人呢？它或许做一个好人，利用其巨大的容纳能力，像一个“门”一样，将远处迁移来的砷阻挡在根系之外；也可能是个坏人，像一个“泵”一样，源源不断地把远处的砷搬到根部附近。2005年，环境砷问题专家对这个问题进行了深入研究，最终发现，铁膜，并不是稻砷案的罪魁祸首。相反，它如同一堵城墙，减少了水稻对砷的吸收。; `6 `" ^4 _$ o
6 d* h% ]6 b. j }原来差点冤枉了好人……案情也一下子失去了线索。
+ }+ ?) \; i+ E' C( R; `& u5 k7 b, F0 R) X3 Y. Z$ V% X) g7 w, g8 C0 H
/ D1 x# k+ z8 e( \: `" z+ N, }$ {% P! K! }) x2 F1 k
第四章 硅途
7 Y; q* Z0 Q8 L. W: L3 d; S) Z
7 r1 @7 S- j( B2 [3 V: ]不久，植物学家提供了一条新的线索——降低植物砷毒害的机制被发现了。砷不仅仅对动物来说是剧毒物质， 过量的砷也会抑制植物的生长。有意思的是，砷有两种形态，一种是三价砷，比如砒霜里面的，它对动物的危害很大，但是对植物的危害反而很相对较小；另外一种是五价砷，和三价砷相反，它对植物危害很大，对动物的危害相对很小。现在，科学家在植物体内找到一种酶，可以将五价砷转化为三价砷，从而降低三价砷的危害。也正是因为如此，植物体内绝大部分砷都是以三价的形式存在的。3 v& h# `( G3 m( s( s1 J. E
! l2 p' y, R& ]2 q: f一株植物，就如同一个人类社会。有负责生产的系统，也有负责运输的系统。植物体内存在各种各样的运输系统，有的是高速公路，有的只是人行道。不同的物资，走在不同的路线之上。五价砷是阴离子，走的是阴离子吸收途径；三价砷是不带电荷的小分子，走的是小分子 吸收途径。植物学家的提示，让寻找砷的人们把目光投向了水稻体内的小分子吸收途径。但是，因为砷并不是植物的必需元素，所以植物并不会为三价砷花大价钱建立一条运输通道，它必定像扒火车的贼一样，偷偷地利用了别人的车辆。那么，谁家的交通工具这么粗心大意？
Y. D: L: X) f, N1 w
* J/ t/ a8 O1 g* Q5 c# v$ z6 b4 `很快，硼的运输路线，成为新的怀疑对象。硼是唯一一种以小分子形式存在的植物必需元素，很可能，三价砷 通过搭乘硼的便车，一路从根系跑到了大米里面。而新的证据表明，植物对砷的吸收规律的确和硼的吸收规律很类似。但是，多年的研究下来，还是没发现传说中的 硼和砷的运载工具。而且，所有的植物都需要硼，即使找到了硼在植物体内的运载工具，也很难解释为什么偏偏是水稻种子里面含有相对高浓度的砷？. ?- `6 p2 F8 _% G
8 R9 ~% d8 [& [) U
案情再一次陷入困境！
+ }- T7 [/ B( w' N
3 r% _8 }' \$ y2 I% x正在山穷水尽之时，从日本冈山大学生物资源研究所和英国洛桑研究所传来一个好消息：硅的运输道路被列入了调查范围之后。宛如一片黑暗中划过一道闪电，隐藏在黑暗中的事实纤毫毕现。 诸多事实证明：硅的运输道路，也是三价砷的行走途径。和其他的植物相比，水稻是少见的硅富集植物。土壤中的硅不仅不会妨碍水稻的生长，甚至在某些地区，农 民还在水稻田里施加硅肥，以促进水稻的抗病害抗倒伏能力。和硼以及三价砷一样，硅恰好也是一种小分子物质。种种迹象表明，水稻天然具备的硅运输能力，也给 砷大开方便之门。正是这自然界中奇妙的相互联系，让水稻“稀里糊涂”地变成了砷污染的帮凶。
6 I2 n. D4 k" B4 M8 h) \% z% H3 M0 x& J8 {- M& l
在孟加拉国砷污染发生二十五年之后，稻砷案总算可以告一个段落。谁也不知道，会不会有新的砷污染方式被科学家发现，会不会有新的污染物质出现。我们不得不更加小心地去善待这个世界。尽管环境形势越来越严峻，但请相信，在科学面前，任何的环境恶魔都会将无所遁形。现在科学家正在利用各种生物及化学技术， 打断水稻对砷的吸收途径，还砷污染地区一碗干净的白米饭。 |
|
狗仔卡
发表于 2012-9-19 09:29
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
发表于 2012-9-19 11:29
发表于 2012-9-19 13:38
