導(dǎo) 讀

對(duì)生態(tài)系統(tǒng)而言，鎘是一個(gè)毫無(wú)生物學(xué)功能且具有強(qiáng)烈負(fù)面健康意義的元素。中國(guó)當(dāng)前的土壤問(wèn)題不單是個(gè)污染問(wèn)題，而是高強(qiáng)度的工業(yè)污染源和酸性物質(zhì)沉降帶來(lái)的土壤外源重金屬過(guò)量、土壤酸化，與高化肥、農(nóng)藥投入下土壤酸化、土壤結(jié)構(gòu)變化、功能衰退這兩方面聯(lián)合沖擊形成的問(wèn)題。

以上也是糧食，特別是稻米鎘高超標(biāo)率的根源所在。因此，在土壤污染治理資金有限的情況下，中國(guó)土壤污染治理的當(dāng)務(wù)之急與其說(shuō)是開(kāi)發(fā)和應(yīng)用去除土壤重金屬的技術(shù)本身，不如說(shuō)應(yīng)該是污染源控制和土壤酸化的矯正。

文/陳能場(chǎng)（廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員） 鄭煜基（廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所高級(jí)工程師）

來(lái)源：《中國(guó)經(jīng)濟(jì)報(bào)告》（2015年11期）

時(shí)下，土壤污染問(wèn)題成為社會(huì)熱點(diǎn)，但就目前狀況客觀來(lái)說(shuō)，土壤污染問(wèn)題并不能單從土壤中的重金屬含量來(lái)判斷，從地質(zhì)背景、土壤重金屬的時(shí)空變化、污染源以及土壤自身性質(zhì)的劣化等等來(lái)看土壤污染會(huì)有另外一個(gè)風(fēng)景。

而另一方面，土壤污染和糧食安全并非有固定的相關(guān)關(guān)系，糧食超標(biāo)也并非單由土壤污染引起。當(dāng)前，客觀看待土壤污染，高度重視糧食重金屬安全是個(gè)極為迫切的問(wèn)題。

備受關(guān)注的土壤污染

觀察中國(guó)土壤重金屬污染和“鎘大米”的新聞報(bào)道，不難發(fā)現(xiàn)讓這兩個(gè)此后成為媒體和公眾熱點(diǎn)的時(shí)間分別是在2004年和2011年。

在2004年，媒體報(bào)道了總投資達(dá)4500萬(wàn)元的“珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)土壤污染調(diào)查”項(xiàng)目。之所以啟動(dòng)該項(xiàng)目，是緣于1999年10月至2002年12月，廣東省地質(zhì)調(diào)查院完成的“廣東珠江三角洲多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查項(xiàng)目”。

該調(diào)查顯示，廣東省的農(nóng)業(yè)地質(zhì)不容樂(lè)觀，耕地土壤質(zhì)量有惡化趨勢(shì)。在珠江河口周邊約1萬(wàn)平方米范圍內(nèi)，土壤高氟異常區(qū)5263平方千米，高鎘異常區(qū)逾6000平方千米，人為污染導(dǎo)致土壤中有毒有害重金屬元素異常高，鎘、汞、砷、銅、鉛、鎳、鉻等8種元素污染面積達(dá)5500平方千米，其中僅汞污染便達(dá)1257平方千米，污染深度達(dá)40厘米。

隨后，由國(guó)家環(huán)?？偩珠_(kāi)展“典型區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量狀況探查研究”，得出“珠三角四成農(nóng)田菜地遭重金屬污染”的結(jié)論，讓這一話題再次成為新聞熱點(diǎn)。

在2011年舉辦的第九屆廣東省科協(xié)學(xué)術(shù)活動(dòng)周開(kāi)幕會(huì)上，中國(guó)工程院院士羅錫文發(fā)布的“全國(guó)3億畝耕地受重金屬污染威脅”消息，引起了國(guó)內(nèi)外震動(dòng)。

2013年初，有律師向環(huán)保部申請(qǐng)?jiān)?010年底公布的土壤污染調(diào)查結(jié)果，但被答復(fù)為“土壤污染信息是國(guó)家秘密”，由此引起了整個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)實(shí)社會(huì)的討論和猜測(cè)。“土壤污染”一詞在2013年再次引爆人們的眼球。

2013年12月30日，在國(guó)務(wù)院新聞辦舉辦的新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)土資源部副部長(zhǎng)王世元稱，全國(guó)中重度污染耕地大體在5000萬(wàn)畝左右。而到2014年4月17日由環(huán)保部和國(guó)土部聯(lián)合公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》終于將土壤污染狀況定格在“全國(guó)土壤總的超標(biāo)率為16.1%，耕地的點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，未利用地點(diǎn)位超標(biāo)率為11.4%，主要污染的重金屬為鎘，點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%等等”。

“鎘大米（糧食重金屬超標(biāo)）”一詞成為公眾熱點(diǎn)話題則是緣于2011年由財(cái)新《新世紀(jì)》雜志刊登的《鎘米殺機(jī)》及其隨后的一系列報(bào)道。

2013年發(fā)生的幾個(gè)事件再次讓“鎘大米”聲名遠(yuǎn)播。2013年2月26日南方日?qǐng)?bào)報(bào)道稱“湖南萬(wàn)噸鎘超標(biāo)大米流入廣東”；同年5月17日，廣州食藥監(jiān)局公布，18批檢測(cè)的大米有44.4%超標(biāo)；7月，韶關(guān)農(nóng)業(yè)局副局長(zhǎng)的不當(dāng)言論又讓“鎘大米”成為熱詞。

中國(guó)人多地少，糧食問(wèn)題突出，糧食安全事關(guān)國(guó)民健康，自然更受關(guān)注。糧食安全建立在土壤安全的基礎(chǔ)之上，土壤污染問(wèn)題得到高度關(guān)注便成為必然。但是，中國(guó)的土壤污染問(wèn)題急需客觀解讀。

客觀解讀土壤污染

中國(guó)土壤污染是這30年經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的后果，污染源控制是比土壤修復(fù)本身更為緊迫的事情。雖然《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》對(duì)中國(guó)土壤的污染狀況給出了一定的數(shù)字印象，但從普查精度、標(biāo)準(zhǔn)可用性等等來(lái)看，這個(gè)結(jié)果依然是模糊的，所反映的也只是現(xiàn)狀，以前如何？將來(lái)態(tài)勢(shì)又如何？這個(gè)調(diào)查并不能給出太多的信息。

以1990年國(guó)家環(huán)保局發(fā)布的重金屬含量來(lái)看，鎘平均值0.097mg/kg（95%范圍為0.017-0.033mg/kg）,砷11.2mg/kg（95%范圍為2.5-33.5）汞0.065mg/kg（95%范圍為0.006-0.272mg/kg），鉛 36mg/kg（95%范圍為10.0-56.1mg/kg），鉻61mg/kg（95%范圍為19.5-150.2mg/kg），并結(jié)合1995年制訂的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，可以看出鎘、砷、汞的95%范圍的上限與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（鎘0.30 mg/kg，砷30 mg/kg，汞0.30 mg/kg）極為相近，也就意味著鎘、砷、汞尤其是鎘這個(gè)在《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中點(diǎn)位超標(biāo)率最高（7.0%）的重金屬是這30三十年快速經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下鎘的大量排放的結(jié)果。

這一點(diǎn)也可以從最近發(fā)表的數(shù)篇關(guān)于鎘排放和農(nóng)田的重金屬來(lái)源的文章得到證明。每年進(jìn)入耕地的鎘高達(dá)1417噸，各種途徑排出的只有178噸，凈累積1239噸，導(dǎo)致每年0.004mg/kg的增加，按照這個(gè)速度，只要50年全部土壤都會(huì)超過(guò)目前的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，要控制和改善土壤重金屬污染，早日實(shí)現(xiàn)糧食安全，當(dāng)務(wù)之急在于污染源控制。

以稻米鎘標(biāo)準(zhǔn)0.2mg/kg為例，年產(chǎn)1200公斤的稻谷的大米（假定1200公斤稻谷可以得到1000公斤大米），所需要的鎘的數(shù)量?jī)H為2克而已。

但從2010的大氣沉降鎘來(lái)估算，當(dāng)年僅從大氣進(jìn)入農(nóng)田的鎘就達(dá)0.26克（變幅0.03克-1.7克）。不控制如此龐大的污染源，土壤污染治理就失去了意義。

以日本為例，其在1968年確定鎘是痛痛病的元兇之后，迅速控制各種污染源的排放。到1974年，鎘的使用量從1969年的2253噸下降到927噸，下降了60%，到1975年，關(guān)閉了幾乎所有的礦山。在2005年以前，日本就關(guān)掉了大部分的鎳鎘電池生產(chǎn)廠。日本環(huán)境的鎘安全很大程度上就是在這樣嚴(yán)格的鎘排放控制下實(shí)現(xiàn)的。

中國(guó)耕地大量施用化肥帶來(lái)的土壤酸化是土壤污染外的另一主要問(wèn)題。有文章比較了廣東1984年第二次土壤普查取得的24671份土壤樣品的pH值和30年后的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)整體上pH從平均的5.70下降到5.44，也就是土壤中的酸度增加了1.82倍。

而2010年《科學(xué)》雜志載文表明，30多年來(lái)，中國(guó)所有土壤的pH值下降0.13-0.80單位，尤以耕地土壤pH下降最多，也就是說(shuō)耕地土壤的酸度增加了6倍，這在自然條件下需要數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間。

土壤酸化主要是中國(guó)20世紀(jì)80年代后施肥結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的農(nóng)家肥轉(zhuǎn)為化肥造成的，一方面大量施用化肥造成的土壤酸化將很大程度上改變植物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收效率，同時(shí)造成土壤重金屬有效性的提高，另一方面，有機(jī)肥施用的減少，降低了土壤中的有機(jī)質(zhì)，減弱了土壤對(duì)有效重金屬的固定能力。

從以上分析可以看出，對(duì)中國(guó)土壤問(wèn)題，不能單看到土壤重金屬污染的一面，還有土壤酸化的問(wèn)題。從時(shí)間角度來(lái)看，這個(gè)污染是30年來(lái)重金屬向環(huán)境的大量排放所造成的，即使到2010年，大氣污染沉降還是一個(gè)主要污染源。因此，土壤問(wèn)題是土壤污染和土壤酸化雙重沖擊下的結(jié)果。

在大氣污染嚴(yán)重的情況下，葉片的重金屬吸收途徑也是作物重金屬的一個(gè)重要來(lái)源。在現(xiàn)實(shí)科研中很多科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)，土壤重金屬特別是鉛并不超標(biāo)，但蔬菜中的重金屬超標(biāo)了，結(jié)果往往解釋為中國(guó)土壤的鉛標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高(250mg/kg)之故。

的確，中國(guó)耕地土壤的鉛標(biāo)準(zhǔn)和其他國(guó)家相比偏高，這一點(diǎn)容易被用來(lái)解釋整個(gè)現(xiàn)象，但大量研究表明，在大氣重金屬含量很高的情況下，葉片吸收大氣中重金屬是導(dǎo)致糧食不安全的元兇之一。

如，有研究表明，在土壤含鎘量為其背景值0.08毫克/千克，但鎘降塵中鎘含量達(dá)1.3克鎘/公斤/年的情況下，小麥籽粒中21%的鎘、大麥籽粒中41%-58%的鎘來(lái)自大氣污染。

因此在土壤重金屬含量很低、但大氣中的重金屬含量很高的情況下，作物中的重金屬并非只有土壤一個(gè)來(lái)源。

據(jù)2010年推算，中國(guó)大氣沉降中的鎘含量高達(dá)0.4-25克/公頃/yr年，這意味著著我們似乎忽視或者低估了大氣污染對(duì)糧食重金屬超標(biāo)的影響，也意味著我們對(duì)土壤污染特別是其對(duì)糧食安全的影響需要一種更為客觀的審視。

高度重視糧食安全

鎘等有害重金屬并非人體所需的元素，且鎘具有極為明確的目標(biāo)器官，即腎和肝，吸收到體內(nèi)的鎘1/3將蓄積在腎臟，1/4在肝臟，且在體內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，腎臟中鎘的半衰期可高達(dá)17-38年。人體中的鎘主要是通過(guò)食物鏈進(jìn)入的，因此糧食中的重金屬問(wèn)題亟需得到高度重視。

1.大米中的鎘超標(biāo)問(wèn)題。

對(duì)于大米的鎘含量問(wèn)題，有兩組數(shù)據(jù)被媒體廣泛應(yīng)用。

一是2002年，農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心曾對(duì)全國(guó)市場(chǎng)稻米進(jìn)行安全性抽檢。結(jié)果顯示，稻米中超標(biāo)最嚴(yán)重的重金屬是鉛，超標(biāo)率28.4％，其次就是鎘，超標(biāo)率10.3％。

二是2007年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授潘根興及其研究團(tuán)隊(duì)，在全國(guó)六個(gè)地區(qū)（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級(jí)以上市場(chǎng)隨機(jī)采購(gòu)大米樣品91個(gè)，結(jié)果同樣表明：10％左右的市售大米鎘超標(biāo)。

而在2013年，廣州食藥監(jiān)局對(duì)18批次的大米檢測(cè)后樣品超標(biāo)率高達(dá)44.4%，隨后廣東開(kāi)展全域155批的大規(guī)模調(diào)查，結(jié)果超過(guò)0.2mg/kg這一標(biāo)準(zhǔn)的比例也相當(dāng)高。而據(jù)2012年常德市疾病預(yù)防控制中心發(fā)表的“南方某市2012年市售大米鎘污染狀況及膳食暴露評(píng)估”一文披露，外省超標(biāo)率為16.1%，本省外市超標(biāo)50.0%，本市61.1%，大型超市52.4%, 農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)41.4%。

當(dāng)然，中國(guó)0.2mg/kg的大米鎘標(biāo)準(zhǔn)比世界衛(wèi)生組織和日本以及中國(guó)臺(tái)灣省0.4mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要低一倍，同時(shí)以上大米的鎘超標(biāo)也大都在一倍以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本當(dāng)時(shí)痛痛病區(qū)的糙米鎘含量（平均0.99 mg/kg，變幅在0.25-4.23 mg/kg， n=544) ；同時(shí)，目前中國(guó)大米的食用量也比日本當(dāng)時(shí)(500克/天)低。

隨著交通的發(fā)達(dá)，中國(guó)居民飲食結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)相比當(dāng)時(shí)的日本改善良多，理論上不會(huì)帶來(lái)顯著的人體健康負(fù)效應(yīng)。我們完全可以客觀看待這類數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)普及讓公眾理解這些數(shù)據(jù)，同時(shí)增強(qiáng)公眾的防范意識(shí)，提高人體健康水平。

2.不超標(biāo)的土壤產(chǎn)生超標(biāo)糧食。

由于土壤酸化以及水稻生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，一些地方的檢測(cè)結(jié)果表明，即使我們執(zhí)行著全世界最為嚴(yán)格的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（比如鎘0.3mg/kg），但糧食作物（水稻、花生和蔬菜）的可食部位依然會(huì)超標(biāo)。

導(dǎo)致這一問(wèn)題的原因可能有：

（1）土壤外源污染物質(zhì)的侵入；

（2）高強(qiáng)度的大氣沉降增加了生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)的作物如水稻的吸收；

（3）土壤自身酸化等導(dǎo)致吸附于土壤顆粒上活性極低的重金屬被活化，從而增加了作物的吸收。在這種情況下，土壤重金屬污染問(wèn)題并非當(dāng)前時(shí)髦的土壤修復(fù)方法所能解決，而在于控制污染源和重構(gòu)土壤健康。

3.稻米營(yíng)養(yǎng)低增加了人體鎘吸收及隨后的健康風(fēng)險(xiǎn)。

相對(duì)于大豆、小麥和玉米，稻米（特別是精米）中鐵、鋅和鈣的含量都比較低，而大量研究表明，食物中有較高含量的鐵、鋅和鈣或者人體中這些元素充足的情況下都有助于大大降低人體對(duì)重金屬鎘的吸收。

日本痛痛病患者大都發(fā)生于貧窮、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)單一、多胎生育的老年婦女身上，正是由于這一群體的食物和體內(nèi)缺乏鐵、鋅、鈣等元素；而在格陵蘭高鎘海域中生長(zhǎng)的環(huán)斑海豹體內(nèi)的鎘即使高過(guò)哺乳動(dòng)物腎皮質(zhì)鎘200毫克/千克的臨界值三倍，其身體依然很健康而不表現(xiàn)任何痛痛病的癥狀；新西蘭東南部一個(gè)小島的居民嗜吃高鎘生蠔，鎘攝取量高達(dá)目前世界衛(wèi)生組織設(shè)定的鎘月耐受量PTMI（25ug/kg人體）的10倍，同樣不表現(xiàn)出負(fù)面的健康效應(yīng)，其原因都被解釋為其食物中有含量高的鐵、鋅、鈣等物質(zhì)。

大豆、小麥、玉米和稻米間礦物質(zhì)元素含量的差異被用來(lái)解釋歐美與亞洲高鎘礦區(qū)之間人體健康效應(yīng)差異的原因。歐美也不乏高鎘污染區(qū)域，但并沒(méi)有帶來(lái)顯著的健康負(fù)效應(yīng)，其原因亦被解釋為礦區(qū)土壤含有較多的鋅，大豆、小麥、玉米等食物中含有比水稻更多的鋅等元素。

中國(guó)65%的人口以糧食為主食，因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)境的原因，中國(guó)更容易產(chǎn)生鎘超標(biāo)大米，且稻米中鐵、鈣、鋅等元素含量較少。鑒此，我們必須高度重視大米的鎘安全。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)生態(tài)系統(tǒng)而言，鎘是一個(gè)毫無(wú)生物學(xué)功能且具有強(qiáng)烈負(fù)面健康意義的元素。

中國(guó)當(dāng)前的土壤問(wèn)題不單是個(gè)污染問(wèn)題，而是高強(qiáng)度的工業(yè)污染源和酸性物質(zhì)沉降帶來(lái)的土壤外源重金屬過(guò)量、土壤酸化，與高化肥、農(nóng)藥投入下土壤酸化、土壤結(jié)構(gòu)變化、功能衰退這兩方面聯(lián)合沖擊形成的問(wèn)題。

以上也是糧食，特別是稻米鎘高超標(biāo)率的根源所在。因此，在土壤污染治理資金有限的情況下，中國(guó)土壤污染治理的當(dāng)務(wù)之急與其說(shuō)是開(kāi)發(fā)和應(yīng)用去除土壤重金屬的技術(shù)本身，不如說(shuō)應(yīng)該是污染源控制和土壤酸化的矯正。

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