中國土壤污染治理急務(wù)

陳能場++鄭煜基

中國土壤污染是這30年經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的后果，實(shí)際情況并不像數(shù)據(jù)顯示的那么觸目驚心，污染源控制和土壤酸化的矯正是比土壤修復(fù)本身更為緊迫的事情

時(shí)下，土壤污染問題成為社會熱點(diǎn)，但就目前狀況客觀來說，土壤污染問題并不能單從土壤中的重金屬含量來判斷，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)的劣化等等來看土壤污染會有另外一個(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)極為迫切的問題。

備受關(guān)注的土壤污染

觀察中國土壤重金屬污染和“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)不容樂觀，耕地土壤質(zhì)量有惡化趨勢。在珠江河口周邊約1萬平方米范圍內(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，由國家環(huán)?？偩珠_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)周開幕會上，中國工程院院士羅錫文發(fā)布的“全國3億畝耕地受重金屬污染威脅”消息，引起了國內(nèi)外震動(dòng)。

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

2013年12月30日，在國務(wù)院新聞辦舉辦的新聞發(fā)布會上，國土資源部副部長王世元稱，全國中重度污染耕地大體在5000萬畝左右。而到2014年4月17日由環(huán)保部和國土部聯(lián)合公布的《全國土壤污染狀況調(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日南方日報(bào)報(bào)道稱“湖南萬噸鎘超標(biāo)大米流入廣東”；同年5月17日，廣州食藥監(jiān)局公布，18批檢測的大米有44.4%超標(biāo)；7月，韶關(guān)農(nóng)業(yè)局副局長的不當(dāng)言論又讓“鎘大米”成為熱詞。

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

客觀解讀土壤污染

中國土壤污染是這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《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》對中國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？將來態(tài)勢又如何？這個(gè)調(diào)查并不能給出太多的信息。

以1990年國家環(huán)保局發(fā)布的重金屬含量來看，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年全部土壤都會超過目前的環(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)量僅為2克而已。但從2010的大氣沉降鎘來估算，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。

中國耕地大量施用化肥帶來的土壤酸化是土壤污染外的另一主要問題。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，中國所有土壤的pH值下降0.13-0.80單位，尤以耕地土壤pH下降最多，也就是說耕地土壤的酸度增加了6倍，這在自然條件下需要數(shù)萬年的時(shí)間。土壤酸化主要是中國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)，減弱了土壤對有效重金屬的固定能力。endprint

從以上分析可以看出，對中國土壤問題，不能單看到土壤重金屬污染的一面，還有土壤酸化的問題。從時(shí)間角度來看，這個(gè)污染是30年來重金屬向環(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)果往往解釋為中國土壤的鉛標(biāo)準(zhǔn)過高（250mg/kg）之故。的確，中國耕地土壤的鉛標(biāo)準(zhǔn)和其他國家相比偏高，這一點(diǎn)容易被用來解釋整個(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)來源。據(jù)2010年推算，中國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糧食重金屬超標(biāo)的影響，也意味著我們對土壤污染特別是其對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，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食物鏈進(jìn)入的，因此糧食中的重金屬問題亟需得到高度重視。

1.大米中的鎘超標(biāo)問題。對于大米的鎘含量問題，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)測試中心曾對全國市場稻米進(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)，在全國六個(gè)地區(qū)（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級以上市場隨機(jī)采購大米樣品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18批次的大米檢測后樣品超標(biāo)率高達(dá)44.4%，隨后廣東開展全域155批的大規(guī)模調(diào)查，結(jié)果超過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41.4%。

當(dāng)然，中國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臺灣省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)，中國居民飲食結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)相比當(dāng)時(shí)的日本改善良多，理論上不會帶來顯著的人體健康負(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，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）的可食部位依然會超標(biāo)。

導(dǎo)致這一問題的原因可能有：（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時(shí)間長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.稻米營養(yǎng)低增加了人體鎘吸收及隨后的健康風(fēng)險(xiǎn)。相對于大豆、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重金屬鎘的吸收。日本痛痛病患者大都發(fā)生于貧窮、營養(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的環(huán)斑海豹體內(nèi)的鎘即使高過哺乳動(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，但并沒有帶來顯著的健康負(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65%的人口以糧食為主食，因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)境的原因，中國更容易產(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

對生態(tài)系統(tǒng)而言，鎘是一個(gè)毫無生物學(xué)功能且具有強(qiáng)烈負(fù)面健康意義的元素。中國當(dāng)前的土壤問題不單是個(gè)污染問題，而是高強(qiáng)度的工業(yè)污染源和酸性物質(zhì)沉降帶來的土壤外源重金屬過量、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，中國土壤污染治理的當(dāng)務(wù)之急與其說是開發(fā)和應(yīng)用去除土壤重金屬的技術(shù)本身，不如說應(yīng)該是污染源控制和土壤酸化的矯正。

（作者為廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員）endprint