靈敏的“土壤勘探員”

■廣州市南武中學 何梓瑩 王思睿

土壤是植物生長的物質基礎，近年來，各國的土壤情況不容樂觀，甚至威脅生物的正常生存。廣州市順應國家可持續發展戰略的號召，提出了廣州生態城市規劃。

廣鋼新城是廣州最著名的工業用地轉型案例，其前身為廣州鋼鐵廠，在土壤治理過程中透明度不高。我們想借助社會調查，真實地反饋大眾對土壤情況的認知情況，并借助實驗，讓大家對廣鋼新城土壤如何影響生物的生存有直觀的認識。

一、社會調查

選取75名廣州市民作為調查對象，其中廣鋼新城居民8名，非廣鋼新城居民67名，發放問卷75份，有效問卷75份，有效率為100%。調查問卷中有8道題目，其中包括受訪者對廣鋼新城周邊土壤信息的獲取情況、對土壤的影響認知以及改善措施3個板塊。

綜合圖1至圖5的數據，我們認為，群眾對廣鋼新城土壤情況有著高關注度、低了解度。群眾普遍認為土壤對環境有一定影響，尤其會影響空氣質量、植被生存。

我們嘗試通過探究秀麗隱桿線蟲在廣鋼新城土壤浸出液中運動能力的變化，評估廣鋼新城土壤對生物生存的影響。

圖1 對廣鋼新城一帶土壤信息的獲取途徑

圖2 對廣鋼新城土壤的影響認知情況1

圖3 對廣鋼新城土壤的影響認知情況2

圖4 對廣鋼新城土壤的影響認知情況3

圖5 對廣鋼新城土壤改善措施的建議

二、生物學實驗

（一）實驗材料

秀麗隱桿線蟲（以下簡稱線蟲），大腸桿菌OP50，蒸餾水，氯化鈉，牛肉膏，蛋白胨，待檢測的廣鋼新城土樣6種。

圖6 秀麗隱桿線蟲

圖7 廣鋼新城土壤樣品取樣點 (本次實驗的采樣點中，1～4號采樣點位于北區，5～6號采樣點位于南區)

（二）實驗過程

1.制作土壤浸出液

取1g土與10ml蒸餾水，混合并置于搖床上搖晃,直至成懸浮狀態。過濾懸濁液，得到土壤浸出液。

2.配置培養基

用0.3g氯化鈉、0.25g蛋白胨、1.7g牛肉膏、100ml蒸餾水配置培養液。按配方制取大腸桿菌液體培養基，在每100ml液體培養基中加入1ml土壤浸出液。用高壓蒸汽滅菌鍋高溫高壓滅菌后取出，在超凈工作臺上進行倒平板操作。待冷卻凝固后，用移液槍移取0.5ml大腸桿菌OP50培養液至培養基上，涂勻。標記后放在培養箱中培養48h。

3.培養線蟲

向每個配有不同樣本土壤浸出液的培養基中移入10條線蟲，常溫培養24h。

4.實驗設置

設置6個加入同濃度、不同樣本的土壤浸出液的培養基，另設1個對照組，移入相同數量的線蟲，在同等條件下培養相同時間。

用顯微鏡觀察線蟲的頭部擺動頻率（以線蟲頭部來回擺動記為1次，每次記錄時長為1min），身體彎曲頻率（以線蟲身體長軸方向上一個彎曲波動記為1次，每次記錄時長為1min）。

每個培養基每次選取10條線蟲記錄指標，重復3次，去掉最高值、最低值以及死亡的線蟲數值（對機械刺激無任何反應即視為死亡），求出剩余數值的平均值。

（三）實驗結果

廣鋼新城土壤對線蟲頭部擺動頻率、身體彎曲頻率以及存活率的影響如表1所示。

表1 廣鋼新城土壤對秀麗隱桿線蟲運動能力及存活率的影響

實驗結果顯示，1、2號土壤對線蟲運動能力有促進作用，推測其土壤中有促進運動的因子存在，總體治理效果較好。5號土壤對線蟲運動能力有抑制作用，推測其含有明顯抑制運動的因子，不利于線蟲的生存，治理效果欠佳。3、6號土壤中可能存在抑制線蟲頭部擺動的因子，促進線蟲身體彎曲的因子較少。

我們推測，線蟲的神經肌肉接頭主要集中在咽部、全身肌肉壁組織和生殖孔，土壤中的某些因子阻礙了線蟲內部組織的信號傳遞作用，造成信號丟失和中斷，進而加速多巴胺神經元的退變，影響其部分神經系統的功能，最終導致其進食行為缺陷，需要身體彎曲移動彌補。4號土壤中的線蟲運動能力與對照組基本一致，說明其土壤情況與正常土壤類似。

三、結論與展望

線蟲是一種典型的模式生物，結構簡單、遺傳背景清晰，生長周期短，便于培養，可用于毒理學研究和作為生物感受器用于環境污染的檢測研究，體現了生物監測的標準化與規范化。我們將線蟲運動能力作為評估指標，直觀表現了廣鋼新城土壤對生物生存的影響，具有較強的代表性。

近幾年，政府主要對廣鐵新城北區的土壤進行治理，采取了將污染土壤清挖、運輸、暫存至南區的方式，但這種方式在緩解北區污染的同時，對南區也造成了一定的污染。挖埋是土壤治理的常用方法，但這種方法沒有從根本誘因上對土壤完成治理，不利于存放廢棄土壤區域生物的生存，建議采取玻璃固化法以確保土壤的穩定性。

對于不利于生物生存的土壤環境，可采取化學方法整治，如淋洗法，但在使用過程中需考慮其對地下水及土壤肥力的影響。對生物生存影響較小的地區，建議使用生物方法。微生物修復法及植物修復法不僅可以改善土壤質量，還可以提高土壤肥力，應成為未來廣鋼新城首選的治理方法。

綜合以上分析，我們認為，廣鋼新城總體土壤情況得到改善，適宜生物生存。但大眾對廣鋼新城土壤質量的評估并不準確，盡管環保局出示了相關報告闡明治理效果，但缺乏具體數據，表達不直觀。

因此，我們呼吁相關職能部門進行透明化治理，將更準確、完整的數據公之于眾，使大眾更好地了解廣鋼新城的土壤治理情況。

圖8 實地采樣

圖9 在實驗室觀察線蟲