战“疫”新思考-土壤地下水修复的生物安全利用

一、何为生物安全？

由于新冠肺炎疫情，生物安全再次被推到风口浪尖。2月14日，习近平总书记指出，要从保护人民健康、保障国家安全、维护国家长治久安的高度，把生物安全纳入国家安全体系，系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设，全面提高国家生物安全治理能力，要尽快推动出台生物安全法，加快构建国家生物安全法律法规体系、制度保障体系。

生物技术是21世纪最重要的创新技术集群之一，生物技术产业正加速成为继信息产业之后的又一个新的主导产业，将深刻地改变世界经济发展模式和人类社会生活方式，并引发世界经济格局的重大调整和国家综合国力的重大变化，美国、印度、德国、俄罗斯、韩国、日本等国家纷纷制定了生物技术的国家战略。

基于生物技术发展有可能带来的不利影响，人们提出了生物安全的概念。所谓生物安全，一般指由现代生物技术开发和应用所能造成的对生态环境和人体健康产生的潜在威胁，及对其所采取的一系列有效预防和控制措施。生物安全问题引起国际上的广泛注意是在上世纪80年代中期，1985年由联合国环境规划署、世界卫生组织、联合国工业发展组织及联合国粮食及农业组织联合组成了一个非正式的关于生物技术安全的特设工作小组，开始关注生物安全问题。1992年，联合国环境与发展大会签署了两个纲领性文件《21世纪议程》和《生物多样性公约》，均专门提到了生物技术安全问题。从1994年开始，经过世界各国共同努力，《〈生物多样性公约〉卡塔赫纳生物安全议定书》分别在2000年内罗毕和2001年纽约联合国总部开放签署。

二、我国生物技术和生物安全发展历史

我国推动生物技术研发和产业发展已有30多年的历史，“十一五”以来，国务院批准发布了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》，大力推进生物技术研发和创新成果产业化，治疗性疫苗与抗体、细胞治疗、转基因作物育种、生物能源作物培育等一批关键技术取得突破。

2009年6月，国务院办公厅印发《促进生物产业加快发展的若干政策》中指出，现代生物产业发展重点领域包括生物环保领域：重点发展高性能水处理絮凝剂、混凝剂、杀菌剂及生物填料等生物技术产品，鼓励废水处理、垃圾处理、生态修复生物技术产品的研究和产业化。支持荒漠化防治、盐碱地治理、水域生态修复、抗重金属污染、超富集植物等新产品的生产和使用。

2012年12月，国务院印发《生物产业发展规划》中指出：我国面临日趋严峻的人口老龄化、食品安全保障、能源资源短缺、生态环境恶化等挑战，为保障人口健康、粮食安全和推进节能减排，亟需加快新型药物、作物新品种、绿色种植技术、生物燃料和生物发电、生物环保技术、生物基产品等开发培育和推广应用。发展目标为“到2015年，我国生物产业形成特色鲜明的产业发展能力，对经济社会发展的贡献作用显著增强，在全球产业竞争格局中占据有利位置。到2020年，生物产业发展成为国民经济的支柱产业”。6项重点领域和主要任务之一为“加强工艺应用，发展壮大生物环保产业”，“专栏10环保用生物制剂发展行动计划”中包括了“开发用于矿山土壤、重金属和石油污染土壤和水体修复等的特种酶制剂和微生物菌剂产品，开发用于有毒有害难降解工业废水处理、污泥减量化处理和土壤改良等高效菌剂，大力推广应用新产品”。

2017年5月，科技部印发《“十三五”生物技术创新专项规划》中指出：抢占生物技术和生物技术产业的战略制高点，打造国家科技核心竞争力和产业优势，事关重大、事关全局、事关长远。4项重点任务包括“突破若干前沿关键技术”、“支撑重点领域发展”、“推进创新平台建设”和“推动生物技术产业发展”。其中，“生物环保”就是“支撑重点领域”之一，提出“紧密围绕环境污染生物治理、废弃物的能源与资源化生物转化、环境生物安全监测与控制等重大问题，开展环境功能微生物及生物产品制剂的研发，力争到2020年，建立基于生物传感技术的环境监测和预测预警技术体系，提升有机废（水）物生物处理与资源化利用的高效耦合技术、特定污染土壤的生物修复技术等，抢占前沿技术的制高点，培育生物环保战略性新兴产业的增长点”。此外，重点领域还包括了“生物安全”领域，提出“研发建立生物安全风险评估、监测预警、识别溯源、应急处置、预防控制和效果评价的技术、方法、装备和产品，解决我国生物安全领域的关键技术瓶颈与重要科学问题，构建高度整合的生物安全威胁防御系统，实现‘安全评估、快速检定、可靠溯源、事后评估、能防能治’的目标。”

2018年9月，制定《生物安全法》被《十三届全国人大常委会立法规划》列为第三类立法项目，属于需要继续研究论证的立法项目。

2019年10月21日，我国生物安全法草案首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。针对我国法律对前一时期发生的生物技术谬用等行为和事件，缺乏相应处罚规定的问题，草案明确了相应的责任及处罚，填补了法律空白。草案开宗明义明确了维护国家生物安全是其总体要求，保障人民生命健康是其根本目的，保护生物资源、促进生物技术健康发展、防范生物威胁是其主要任务。全国人大环境与资源保护委员会主任委员高虎城表示，该草案规范、调整的范围分为八大类，主要包括：防控重大新发突发传染病、动植物疫情；研究、开发、应用生物技术；保障实验室生物安全；保障我国生物资源和人类遗传资源的安全；防范外来物种入侵与保护生物多样性；应对微生物耐药；防范生物恐怖袭击；防御生物武器威胁等。

三、我国生物修复技术规范化应用前景

在土壤及地下水修复领域，根据美国环境商务国际有限公司发布的《美国环境修复产业报告：修复与产业服务》（2019年），除了挖出/场外处置的快速处理方式，低成本技术成为主流。2018年美国修复项目统计显示，土壤修复技术中原位生物修复占比11%、异位生物修复占比6%、监控自然衰减占比11%，地下水修复技术中生物修复占比23%（包括生物强化、生物刺激、生物通风、生物喷射等）、植物修复占比3%、生物渗透性反应墙占比7%。综上所述，土壤及地下水修复技术中，采用生物相关方式修复的技术占比约28%~33%。

表1美国2018年土壤修复技术占比

（源自：EBJ修复技术应用调查）

表2美国2018年地下水修复技术占比

（源自：EBJ修复技术应用调查）

我国目前的土壤及地下水修复行业，尚以“快速”修复技术为主流，受到修复周期等诸多因素限制，生物修复工程案例相当少。其中土壤修复项目多为石油烃污染土壤修复类型，但修复规模也相对较小；地下水修复项目则数量更少，主要针对氯代烃和六价铬污染且以中试居多。但从生态环境部于2018年发布的《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则（试行）》（HJ 25.5-2018）以及2019年发布的《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》（HJ 25.6-2019）来看，对于风险管控及修复的效果评估要求日趋严格。举例而言，需初步判断地下水中污染物浓度稳定达标且地下水流场达到稳定状态时，方可进入地下水修复效果评估阶段，这个修复达标初判至少需要连续4个批次的季度监测数据，而地下水修复效果评估阶段应至少采集8个批次的样品，采样持续时间至少为1年。因此，伴随着管理部门、业主和修复从业单位等各利益相关方未来对于修复周期更为合理的心理预期，会给土壤及地下水修复项目留出更长的实施时间，也必将给耗时较长但成本低、绿色可持续的生物修复技术带来更为广阔的施展空间。

在研发方面，国家重点研发计划自2018年起设立“场地土壤污染成因与治理技术”重点专项，加大了对场地土壤及地下水修复的研发支持力度，从2018-2020年度的申报指南设立方向中可以看出，对生物修复的研发和示范应用投入有所增大。从2018年度和2019年度的各4个方向，增至2020年度的7个方向。此外，2018-2019年度生物修复的研发重点相对侧重于重金属污染，而2020年度涉及的污染物种类、修复技术和装备更加多样化，尤其着重提出了微生物菌剂和生物刺激药剂等生物修复材料的研发。