一项小研究的缘起

5年前的一个春天，好友莱昂Wu发给我一条链接——绿色和平组织发布了一个报告，《“有色”米：湖南衡东县稻米重金属污染调查》。在报告里，绿色和平称，委托英国实验室检测，在湖南衡阳市衡东工业园周围五个村庄检测的13个大米样本中，有12个镉含量超标，最高超标近21倍。除稻米样本外，稻田土壤样本的镉含量也全部超过土壤环境质量二级标准。这些数字的背后，是一个简单却严峻的事实：土地污染的背景下，毒大米已经不是一例两例，且已流入市场。 

那年秋天，当地的秋季稻米又要成熟。但镉污染问题并没有改变。眼看着这一批大米又要流入市场，情况危急。再发一个报告看上去没有用了。为了让有关部门急起来，这一回绿色和平搞了一场有争议的“行为艺术”。鼓励消费者以1.3元一斤的价格，购买当地镉超标的千斤稻米。然后真空包装，包装袋上印上镉超标的标签以及食用后对人体的恶果。包装也印上了及湖南粮食局的地址，鼓励民众把购买的毒大米“上交”省粮食局。一石四鸟，既不让田里的毒大米再流入市场，又不让农民损失，还让更多的民众了解和参与这件事，并期待能引起政府部门的重视。虽然手段有些激进，但当时的环境是这样的：从2006年就开始启动的全国土壤污染状况，花费10亿以上，2013年2月被环保部以“国家秘密”，根据政务公开第十四条，不予公开。如果不闹出点动静，沉默中牺牲的又大概率是公众健康甚至生命。 

这种新闻看了就会让人很难过。但每天让人难过的新闻太多了不是么？于是今天骂两句世风日下，明天骂两句人心不古，后天骂两句... 这样一天天过下去，人就变得既刻薄又犬儒。我想让自己心安一点，就带着当时的学生沈玉莲、涂晔昕似乎还有万印康（男生总记不得），“亲自”去了一趟衡东，做了点调查。看看以后有无可能用遥感影像来识别毒大米。如果能在稻米没有被收割前识别就识别出来，把信息提供给有关部门，相信他们也不会坐视毒大米流入市场，流入国家储备。 

我们去了大田，当然也去了周围的有色金属冶炼工业园区转了转。工业园区地势高，许多大田地势低，最高落差有十几米。因此在水田里看到一层浮油并不意外。田里作物稀稀拉拉，一亩地大概只有一两百斤收成的样子，这和我们之后的访谈结果差不多。当地人很是警觉，有干部模样的人来追问我们的来意，也说明了许多原先是稻田的区域，现在已经改种了茶树——可茶叶会不会富集重金属，这个，谁都不知道。也许比起狼吞虎咽地咀嚼重金属来说，慢条斯理地品重金属更加养生吧。 

我们也在当地饭馆里，品尝了很可能是“自家不吃”的毒大米，一人一碗。好像沈玉莲同学还添了一碗？我记不太清了。回学校后，我们依托系里订购了仪器，期望能在明年春季进行水稻叶片重金属污染的研究。 

时光荏苒，后面的时间就加速了。初步研究发现，用卫星影像无法区分重金属胁迫下的水稻；沈玉莲同学毕业了；光谱仪买到了；在大田里效果也不好，混杂因子太多了；张双印和王云将同学入学；意识到必须进行温室实验；涂晔昕同学毕业了；我们和华农的欧阳炜同学合作，一起进行温室实验；几个月后...仪器摔坏了...修仪器10个月中改变实验方案；发现镉污染和铅污染可以在叶片尺度光谱中比较精确地诊断出来。但从冠层尺度并不能很好地预测污染量；仪器修回来可以继续使用了；总结实验，写写论文，申请专利。最后的结论是，高光谱遥感从卫星上探测毒水稻不太靠谱，从无人机上探测又不太划算，最好是弄个叶片夹，环保部的人下去采样时，不用采集样本送昂贵的实验室了，用夹子夹几片叶子，就能得到报警：有没有污染，到底是铅污染，还是镉污染，都可以分辨。这项专利的申请和论文主要是由张双印同学负责的，但没有前述的所有学生和朋友，还有好兄弟陈奕云，以及我们系里的支持，这项研究都是不能做下去的。我特别想感谢绿色和平组织，在这么严酷的条件下，为中国的环境问题疾呼。虽然我不完全认同绿色和平的所有环境议题立场，但我我们最终的目标和愿景是同一个。 

我觉得，聊聊一项小研究的缘起，比这个研究是怎么做的，也许更有趣。 

Zhang, SY et al. (2020). Repaid Identification and Prediction of Cadmium–Lead Cross-Stress of Different Stress Levels in Rice Canopy Based on Visible and Near-Infrared Spectroscopy. Remote Sensing. 2020, 12, 469. 

Zhang, SY et al.  (2019). Selection of the Optimal Spectral Resolution for the Cadmium-Lead Cross Contamination Diagnosing Based on the Hyperspectral Reflectance of Rice Canopy, Sensors 2019, 19(18), 3889 

张双印 等 (2018). "基于成像高光谱数据的温室水稻重金属胁迫诊断研究."" 安徽农业科学 46(1): 5-9.