徐長春，鄭 戈，林友華

（農業(yè)農村部科技發(fā)展中心，北京 100122）

隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，工業(yè)廢水排放、礦產資源開發(fā)、農業(yè)化學品不合理投入等導致農田重金屬污染問題日益顯現，特別是鎘、砷農田污染，已嚴重威脅到國家糧食安全與人民健康，受到了社會各界的高度關注[1-2]。近年來中央一號文件連續(xù)對加強重金屬污染耕地修復工作進行了部署，環(huán)保、國土、農業(yè)、科技等部門開展了一系列農田土壤重金屬污染調查、修復工程以及科研攻關等行動，并取得了顯著效果[3]。

鎘（Cd）和砷（As）是我國農田土壤重金屬污染的主要元素，全國點位超標率分別達到7.0%和2.7%[4]，均被國際癌癥研究機構劃分為Ⅰ類致癌物[5]，對農田生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構成嚴重危害?！笆濉逼陂g，國家重點研發(fā)計劃啟動了“農業(yè)面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發(fā)”重點專項[6]，在農田鎘、砷污染防治的基礎研究、關鍵技術研發(fā)、集成示范應用等方面共設置14個相關項目。本文梳理了“十三五”國家重點研發(fā)計劃農田鎘、砷污染防治領域項目資助情況，分析項目立項實施的最新進展，并對研發(fā)成效進行展望，為相關領域研究人員和管理部門提供參考。

1 立項背景

2014年，原環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國耕地重金屬超標點位數占全部超標點位數的82.8%。在南方糧食高產區(qū)，土壤重金屬污染嚴重且集中連片分布，農田重金屬污染問題已成為我國廣泛關注的重大生態(tài)環(huán)境問題。特別是近年來發(fā)生的鎘大米、食物砷中毒等事件，反映出農產品產地環(huán)境質量下降和農田土壤污染問題日益加重，對農產品質量安全和居民身體健康產生威脅，嚴重制約著我國現代農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

“十二五”期間，我國在農田土壤重金屬污染防治領域，特別是針對農田鎘、砷污染相繼啟動了一批科研攻關項目。例如：863計劃“土壤修復與重金屬檢測”、“污染土壤修復技術及示范”，國家科技支撐計劃“重金屬超標農田安全利用技術研究與示范”，公益性行業(yè)科研專項“現行土壤環(huán)境質量標準中鎘元素標準值的合理性論證”、“農產品產地重金屬安全閾值及綜合防控示范研究”、“阻控作物重金屬積累的遺傳改良技術研究與示范”等。

在各類科技計劃的資助下，我國科研人員圍繞重金屬污染土壤生物和化學修復材料篩選、鈍化材料和技術研發(fā)、植物修復技術示范等方面開展了一系列研究。取得了一批污染防治關鍵技術、品種、材料、裝備等科研成果，建設了各級土壤重金屬污染防治領域研發(fā)條件平臺，形成了一支來自國家部委系統(tǒng)、科研院所、高等院校和環(huán)保企業(yè)的研發(fā)隊伍，積累了豐富的污染修復實踐經驗。前期研究形成的基礎數據、條件平臺、科研成果、人才隊伍，為“十三五”期間繼續(xù)開展農田鎘、砷污染防治技術研發(fā)工作奠定了良好基礎。

2 項目基本情況

為了進一步加強農田重金屬污染防治技術研發(fā)力度，在“十三五”啟動的國家重點研發(fā)計劃“農業(yè)面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發(fā)”重點專項中，將農田鎘、砷等重金屬污染防治列為重要研究內容。與“十二五”相比，“十三五”期間對農田鎘、砷污染防治領域項目加大了資助力度，項目設置更加注重系統(tǒng)性和科學性。

2.1項目設置

在“農業(yè)面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發(fā)”重點專項的35個項目中，有14個項目對農田鎘、砷等重金屬污染開展研究，涉及基礎研究、關鍵技術研發(fā)、集成示范應用三個層次，國撥經費合計約2.4億元，見表1。通過部署相關研究任務，以基礎理論突破為前提，研發(fā)標準化、產品化、產業(yè)化的農田重金屬污染修復與安全利用共性關鍵技術和設備，開展原位鈍化、低累積品種篩選、植物修復、水肥調控農藝措施、間套作等技術的集成示范應用，提升我國農田重金屬污染防治與修復領域的科技支撐能力和產業(yè)化水平。

2.2主要研究任務

2.2.1 基礎研究

研究農田土壤和農產品中鎘、砷的積累過程、污染歷史、污染源識別/解析方法，探索區(qū)域及田塊不同尺度上土壤鎘、砷污染“源-匯”耦合關系與時空變化規(guī)律。探析鎘、砷在農田系統(tǒng)中的遷移轉化和分子機理，以及土壤生物對鎘、砷的毒性響應與解毒機理，確立基于食品限量標準和生態(tài)系統(tǒng)健康的土壤鎘、砷安全閾值。闡釋鎘、砷在“母質-土壤-作物”體系中遷移轉化過程與表生作用機理，開展鎘、砷來源、遷移途徑與循環(huán)過程輸送通量估算與污染歷史反演研究[7-8]。

2.2.2 關鍵技術研發(fā)

研發(fā)高效、經濟、環(huán)境友好的農田鎘、砷污染阻隔和鈍化技術與材料，研發(fā)高效適用的鎘、砷污染農田的植物萃取技術、產品與裝備，篩選適合南方和北方地區(qū)的水稻、小麥、玉米等低累積作物品種與超富集植物間套作修復技術，研發(fā)低成本、高效率、二次污染風險低的農田鎘、砷污染地球化學工程修復技術，研發(fā)以農產品質量安全和土地安全利用為目標的鎘、砷污染耕地安全利用技術與產品，開發(fā)農田鎘、砷污染檢測技術設備并形成相關技術標準規(guī)范[7-8]。

2.2.3 集成示范應用

聚焦鎘、砷等重金屬污染農田較為嚴重的長三角、珠三角、中南、西南等地區(qū)，以糧田和菜地為主要對象，在農田系統(tǒng)重金屬來源解析、遷移轉化規(guī)律和安全閾值等基礎機理研究的基礎上，系統(tǒng)集成農田鎘、砷污染防治和修復相關技術、產品和裝備，構建適合區(qū)域污染狀況與防治需求的鎘、砷污染農田綜合防治與修復技術模式，制定國家或行業(yè)技術規(guī)范和標準，建設鎘、砷污染農田綜合防治與修復技術集成示范區(qū)，集中開展配套技術的示范應用，示范效果通過第三方檢測監(jiān)理[8-9]。

表1 “十三五”國家重點研發(fā)計劃農田鎘、砷等重金屬污染防治領域相關項目設置情況Table 1 Related research projects on prevention and control of heavy metal（cadmium，arsenic，etc.）pollution in croplands supported by National Key R&D Program of China in 13th Five-Year Period

3 項目申報立項進展

2016年3月、10月和2017年10月，國家重點研發(fā)計劃農田鎘、砷污染防治領域14個項目的申報指南分三批陸續(xù)向社會發(fā)布。經過研究單位組團申報、渠道部門推薦，共有50份預申報書在國家科技管理信息系統(tǒng)中提交至專業(yè)機構。經過預申報形式審查后，其中4個項目各收到超過4份預申報書，按照規(guī)定對這4個項目的預申報書組織了網絡評審；其他10個項目直接進入正式申報階段。正式申報形式審查后，采用視頻答辯方式對正式申報書進行評審。網絡評審和視頻答辯評審的專家均從國家科技專家?guī)熘谐槿?，并在科技部網站上公布。答辯評審結束后，以得票數優(yōu)先、得分數其次的原則在評審信息系統(tǒng)中自動生成排序結果。經過合規(guī)性審核，最終確定14個立項項目，立項通過比例約為3.57∶1。在擬立項項目公示無異議后，陸續(xù)開展任務書簽署、資金撥付、項目啟動、過程管理等環(huán)節(jié)工作。

圖1 項目承擔單位構成Figure 1 Composition of participating institutions

作為中央財政科技計劃管理改革后部署的國家重點研發(fā)計劃項目，這14個項目在申報立項過程中體現出以下特點：一是項目申報及承擔單位來源廣泛，該領域的優(yōu)勢科研單位、大學和企業(yè)通過原農業(yè)部、教育部、中科院、環(huán)保部、國土部、各?。ㄊ小^(qū)）科技主管部門等推薦渠道積極參與申報。項目承擔單位中（包括項目牽頭單位和項目參與單位），中央級科研院所、中央部屬高校、地方科研院所、地方院校、企業(yè)等主體多元化，具體構成見圖1。二是體現出大聯(lián)合、大協(xié)作的趨勢，通過組團申報方式打破了部門界限，擇優(yōu)確定項目承擔單位，進一步促進了同領域科研人員之間聯(lián)合協(xié)作，有利于科研資源的高效配置和共享交流。立項實施的農田鎘砷領域14個項目共有1145位科研人員參加，人均經費約20.7萬元。三是立項過程公正、規(guī)范、透明、高效，項目管理專業(yè)機構建立了ISO 9001質量管理體系，項目申報、形式審查、專家遴選、評審等環(huán)節(jié)均在國家科技管理信息系統(tǒng)中全程留痕，項目申報指南、評審專家名單、擬立項項目清單等信息按規(guī)定及時向社會公開[10-11]，得到了科研人員和主管部門的認可。

4 項目研發(fā)成效展望

4.1 組織管理目標

在項目實施周期內，專業(yè)機構以標準化、精細化的項目管理服務為支撐，引導各項目在完成指南規(guī)定的考核指標基礎上，聚焦形成農田鎘、砷污染綜合防治技術方案的目標，加強項目間的聯(lián)合協(xié)作，強化項目實施的整體性和系統(tǒng)性，構建“污染識別-過程防控-協(xié)同修復-風險管控”的農田重金屬污染防治科技創(chuàng)新鏈。堅持問題導向，突出項目的專業(yè)領域特點與產業(yè)實際需求，聚焦中南、長三角、華南、珠三角、西南等農田土壤鎘砷污染較為嚴重的區(qū)域開展技術研發(fā)和示范應用。著力破除“唯論文”的科研評價方式以及科技與經濟“兩張皮”的問題，提升項目的產業(yè)需求關聯(lián)度、技術研發(fā)創(chuàng)新度和對產業(yè)發(fā)展貢獻度，探索構建面向產業(yè)需求的新時代農業(yè)科技協(xié)同創(chuàng)新模式。

4.2 預期研發(fā)成效

通過項目“全鏈條設計、一體化實施”，形成標準化、成套化的農田鎘、砷污染綜合防治技術解決方案和配套技術裝備，建設農田鎘、砷污染防治示范區(qū)并開展技術的熟化、集成、示范、應用，土壤鎘、砷去除率達到12%～20%以上，或有效性降低50%以上，農產品質量達到食品安全國家標準[12]。力爭到“十三五”末，實現我國農田鎘、砷污染領域的自主創(chuàng)新研究能力顯著增強，技術研發(fā)體系和條件平臺建設水平達到世界先進行列，成果轉化應用效率明顯提升，有效促進我國農田土壤環(huán)境質量改善與提高，實現農產品質量安全與環(huán)境可持續(xù)目標，為實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、保障國家糧食安全和實現農業(yè)綠色發(fā)展提供強有力的技術支撐。