近年來，我國政府對土壤污染問題高度重視，各地區(qū)也陸續(xù)開展了很多農(nóng)田土壤污染治理項目。農(nóng)地土壤問題不僅僅是重金屬等問題，土壤退化也是引發(fā)糧食重金屬超標(biāo)的因素之一。土壤健康不僅關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的衛(wèi)生安全，更關(guān)乎人體的健康。因此，在農(nóng)田污染治理問題上，不只是要做土壤修復(fù)，更要做到土壤健康
一、 中國土壤污染的現(xiàn)狀與本質(zhì)
據(jù)2014年4月17日原環(huán)境保護(hù)部和原國土資源部發(fā)布的《 全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，重金屬鎘在所調(diào)查的土壤樣品超標(biāo)點位中高居榜首(7.0%)。在2013年5月，廣州市食品藥品監(jiān)管局網(wǎng)站公布了第一季度餐飲食品抽驗結(jié)果，其中一項結(jié)果為44.4% 的大米及米制品抽檢產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)鎘超標(biāo)。但如果仔細(xì)分析這些結(jié)果就可以發(fā)現(xiàn)，這樣的監(jiān)測結(jié)果，一是基于有限的樣品數(shù)，二是基于我國使用的世界上最嚴(yán)格的土壤鎘質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(0.3mg/kg)和嚴(yán)于WHO(世界衛(wèi)生組織)1倍的大米鎘標(biāo)準(zhǔn)(0.4mg/kg)。因此這兩個高超標(biāo)率如果沒有進(jìn)行客觀解讀，很容易給社會公眾帶來誤解。
在《〈全國土壤污染狀況調(diào)查公報〉探析》一文中筆者比較了日本及歐美一些國家的土壤重金屬調(diào)查中的鎘含量，指出這些國家的土壤鎘含量都相當(dāng)高，如果用我國的土壤鎘標(biāo)準(zhǔn)來評價以上國家的土壤鎘含量，則這些國家的土壤都已經(jīng)超標(biāo)，而對比以上國家的鎘含量，其實我國7% 的點位超標(biāo)率(其中輕微占5.2% 、輕度占0.8% 、中度占0.5% 、重度占0.5%)并不“嚴(yán)重”。但為什么我國的糧食鎘超標(biāo)率問題在近些年變得很突出?究其根本原因，一是表現(xiàn)在工業(yè)方面，數(shù)十年來大量的工業(yè)排放帶來的“快速”污染，二是在農(nóng)業(yè)方面，我國土壤重金屬污染問題不在土壤鎘總量上，而在于數(shù)十年快速的、大量的鎘進(jìn)入了耕地土壤中，同時土壤因大量施肥而被酸化，后者(土壤酸化)導(dǎo)致的前者(外源鎘)的高有效性，容易被作物吸收而超標(biāo)。因此，我們應(yīng)客觀看待土壤污染，高度重視糧食安全。
二、鎘與人體健康的復(fù)雜關(guān)系
上世紀(jì)發(fā)生于日本富士縣神通川的“痛痛病”可以說是土壤污染帶來嚴(yán)重后果的一個最典型的體現(xiàn)，該案例以訛傳訛很多，本文再次以之為例，旨在澄清其原因。雖然事件在1968年證明是鎘攝取量過多所造成，但早在1911年即被當(dāng)?shù)貓蠹垺陡簧饺請蟆纷鳛楣植∷鶊蟮?，在?dāng)時的科學(xué)水平下，人們無法知道原因。到了二戰(zhàn)時期，隨著鋼鐵的需要、礦山開采和冶煉的力度加大，此病的受害者增多，當(dāng)時被認(rèn)為是風(fēng)土病。直至朝鮮戰(zhàn)爭，礦山的開采非?；钴S，病害增多。雖然政府認(rèn)定是因為“鎘”引起的病害，并采取了措施，但到2004年依然有此類患者被鑒定出來。可見土壤污染帶來的后果的嚴(yán)重性。
但仔細(xì)分析日本病例的患者性別，可以發(fā)現(xiàn)女性發(fā)病率極高，有科學(xué)家分析，女性由于生理和生育的原因容易造成體內(nèi)缺鐵，而體內(nèi)的這些礦物質(zhì)元素的充足與否對于鎘的腸道吸收和進(jìn)入體內(nèi)的數(shù)量有重要關(guān)系。在日本發(fā)生痛痛病的區(qū)域，當(dāng)?shù)卮迕駭z取鎘的量高達(dá)600微克/天。有意思的是在新西蘭西南部的一個小島上，當(dāng)?shù)鼐用袷仁成?，兼喝牛奶，生蠔中的鎘含量達(dá)到5毫克/ 千克，其鎘攝取量也達(dá)到600微克/天，但對當(dāng)?shù)?8-75歲的居民的健康檢查表明，腎功能都沒有受到影響。在同樣高量的鎘攝取情況下，造成兩種不同健康格局的差別在于膳食中的其他微量元素，新西蘭小島居民所吃的生蠔和牛奶中所含的鐵、鈣、鋅等含量遠(yuǎn)高于以大米和蔬菜為主食的痛痛病區(qū)。
而在格陵蘭高鎘海域中生活的環(huán)斑海豹腎臟中，雖然汞和鎘嚴(yán)重超標(biāo)，鎘在腎皮質(zhì)中高達(dá)762毫克/千克，遠(yuǎn)超哺乳動物腎皮質(zhì)中200毫克/千克，但這些環(huán)斑海豹卻很健康，原因在于鎘在體內(nèi)形成了大量的金屬鎘蛋白(MT)得以解毒，而汞與硒形成汞- 硒惰性物質(zhì)。
因此從機理來說，重金屬鎘固然對人體造成傷害，但在現(xiàn)實條件下，與其說造成諸如“痛痛病”的原因是鎘本身，還不如說，影響人類健康其實是微量元素整體譜系。
在1998年日本神通川召開的鎘國際大會上，有研究結(jié)果表明，人類每天攝取的鎘含量達(dá)到30微克/天，到50歲后大約有1%的人會有輕微腎功能障礙。第五次中國總膳食研究結(jié)果顯示，我國居民鎘元素及其形態(tài)的膳食暴露量為32.7微克/天，因此必須對鎘對人體健康造成的影響引起注意。當(dāng)然，我們也要充分認(rèn)識到，由于改革開放，我國的人口流動和糧食流動空前頻繁，這兩個因素大幅分散了可能由于通過攝食到鎘污染大米帶來的健康風(fēng)險;另一方面，由于膳食營養(yǎng)和體內(nèi)營養(yǎng)在降低重金屬的人體吸收、減輕重金屬對人體的毒害方面有著極其重要的作用，因此營養(yǎng)水平的提高也大大降低了鎘攝取帶來的健康風(fēng)險。
三、混亂的土壤鎘污染治理
隨著我國對土壤污染修復(fù)工作的日益重視、治理費用投入不斷加大，土壤污染治理已經(jīng)成為繼水、氣之后的研究和治理熱點。大量相關(guān)和不相關(guān)專業(yè)的研究人員投身到土壤污染修復(fù)研究中，環(huán)保企業(yè)投入到土壤污染治理的行業(yè)中，表面上這是件非?？上驳氖虑?，但一些研究人員相關(guān)基礎(chǔ)知識薄弱、行業(yè)缺乏準(zhǔn)入門檻。在土壤污染修復(fù)的研究和治理中開始亂象叢生，亟待引起關(guān)注。
很多研究和治理項目罔顧土壤的基本性質(zhì)和污染源，而以重金屬總量說事。土壤性質(zhì)在調(diào)控重金屬的行為中有著極其重要的作用，比如，在澳洲人們發(fā)現(xiàn)一些小麥的鎘超標(biāo)純屬是土壤中電導(dǎo)率提高所造成，或是使用的肥料含氯離子，提高了鎘的有效性所造成。
在前幾年的一個土壤污染項目評審案例中，申請者提出需要治理的重金屬達(dá)到8種。雖然土壤污染通常呈現(xiàn)復(fù)合污染特征，但這8種重金屬同時存在的可能性很小，同時，由于化學(xué)性質(zhì)的差異，這8種重金屬的治理需要各種不同的方法，就如鎘和砷這兩個常見且有時同時存在的污染元素，其在水田土壤中的化學(xué)行為幾近相反，水稻長期淹水有助于控制鎘的吸收，但會促進(jìn)砷的吸收，反之亦然，通過水分控制的方法完全相反。
在利用土壤調(diào)理劑修復(fù)土壤的個別案例中，不根據(jù)土壤性質(zhì)、污染特征、調(diào)理劑的性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)分析和計算，而是投入了大量調(diào)理劑，造成連雜草都難以生長。有的項目周邊并不存在污染，且pH>7.0，在這種條件下仍采用種植花生等植物的方法治理土壤污染，是很不科學(xué)的方式。事實上，在pH>7.0以上的土壤中，重金屬鎘很難通過根系進(jìn)入造成稻米超標(biāo)，而且葉片吸收途徑可能是人們通常忽視的另一條途徑，因此，即使該區(qū)域的稻米受到污染，也可能是較遠(yuǎn)處的冶煉廠的大氣污染所致。
以上狀況反映出我國土壤修復(fù)過程中的一些亂象。土壤在生命尺度內(nèi)是難以再生的戰(zhàn)略資源。雖然土壤污染對糧食安全和人體健康造成了風(fēng)險，但土壤研究是一門獨立且復(fù)雜的科學(xué)。我們期待土壤修復(fù)研究能回歸到土壤學(xué)本身，在治理污染方面應(yīng)廣泛吸取有益經(jīng)驗，比如實施企業(yè)資格公示、個人從業(yè)考試持證上崗等措施。
四、 土壤修復(fù)亟待走向土壤健康
很多學(xué)者指出，數(shù)十年來化肥特別是氮肥施用量不斷攀升，已經(jīng)超過了國際公認(rèn)的化肥施用安全上限225kg/hm2近1倍，加上以燃煤為主要能源帶來的酸雨，其后果是土壤快速酸化。有研究表明，我國土壤在1980年到2010年整體pH值下降0.13-0.81個單位，意味著土壤酸度最高增加了6倍多，如果是自然界慢慢變化，達(dá)到這個酸化程度需要幾萬年。而長三角有些土壤在20年間酸度增加了10倍，在珠三角，30年間耕地土壤pH值從5.7下降到5.4。
土壤酸化不僅導(dǎo)致外來重金屬不能被“老化”，還會提高重金屬高背景地區(qū)土壤中所含重金屬有效性，從而導(dǎo)致糧食重金屬含量超標(biāo)。有試驗證明，除非土壤pH>6.5, 否則外源(污染的)鎘的有效性降低不到20%，而對于后者，我國西南地區(qū)一些糧食重金屬超標(biāo)率的提高與土壤酸化和目前處于酸雨區(qū)有著密切的關(guān)系。
如前所述，我國土壤的平均重金屬(如鎘)總量并不比其他發(fā)展中國家高，而由于土壤酸化，外來重金屬的活性極高，從而導(dǎo)致糧食安全問題突出。此外，很多土壤退化，如土壤鹽化帶來電導(dǎo)率提升，或者氯離子等濃度的增加也會促進(jìn)作物的鎘吸收、土壤沙化造成土壤吸附重金屬能力的下降等等，解決了這些退化因素，糧食重金屬超標(biāo)率自然就隨之下降。糧食重金屬超標(biāo)的問題不
單是土壤重金屬超標(biāo)的問題，與土壤本身的健康程度有著極為密切的關(guān)系。
此外，人類需要從土壤中得到的元素有24種之多，因此從營養(yǎng)的角度來說，農(nóng)作物不一定能給人體帶來健康，因為人類的健康更依賴于土壤，典型的例子就是硒、碘等，這些元素植物不需要，但卻是人類必需的。
五、結(jié)語
由此可見，了解我國的土壤重金屬污染，不能單純以重金屬總量或超標(biāo)率來看待，理解我國糧食(稻米)的重金屬安全，也不能單從土壤重金屬含量去找原因，土壤酸化帶來的重金屬有效性提高，以及農(nóng)作物葉片在大氣污染條件下吸收的各類元素，都是難以忽略的因素。面對重金屬與人體健康的復(fù)雜關(guān)系，也不能單純從糧食的重金屬含量來考慮，而是應(yīng)該將糧食的營養(yǎng)安全問題納入其中一起權(quán)衡。
在此現(xiàn)狀下，面對土壤重金屬修復(fù)的種種亂象，有必要及早考慮讓土壤修復(fù)研究回歸土壤學(xué)本身。土壤問題不單純是重金屬含量增加或超標(biāo)的問題，因為人體需要的營養(yǎng)元素為24種，而農(nóng)作物所必需的只有17種元素，如果單純?nèi)コ亟饘倩虿捎霉潭ǖ闹参镄迯?fù)，縱使農(nóng)作物達(dá)標(biāo)了，也不一定能確保人體健康。因此我們期待，土壤污染修復(fù)應(yīng)該走向土壤的健康修復(fù)。土壤的健康修復(fù)或許正是“土十條”提出的“安全利用”的真義所在。
來源:綠葉
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