廣西土壤重金屬鎘污染及對(duì)人體健康的危害

苗亞瓊　林　清，2

(1.廣西師范學(xué)院地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣西 南寧　530001；2.廣西師范學(xué)院 北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧　530001)

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廣西土壤重金屬鎘污染及對(duì)人體健康的危害

苗亞瓊1林清1，2

(1.廣西師范學(xué)院地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣西 南寧530001；2.廣西師范學(xué)院 北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧530001)

近年來，隨著工業(yè)三廢排放和污水灌溉的增多，廣西土壤鎘污染問題日益嚴(yán)重，而土壤中過量的鎘會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用，尤其是在可食部分的殘留將會(huì)通過食物鏈危害人類的健康。本文介紹了土壤鎘污染的來源、中國(guó)主要鎘污染的分布以及廣西土壤鎘污染的研究現(xiàn)狀，分析鎘污染對(duì)食物鏈及對(duì)人體健康的危害，并針對(duì)土壤鎘污染提出幾點(diǎn)建議。

廣西；重金屬；鎘污染；人體健康

1　土壤重金屬污染在中國(guó)面臨的長(zhǎng)久挑戰(zhàn)

隨著我國(guó)城市化的不斷推進(jìn)，化工污染成為重大污染源。苯、酚、磷類有機(jī)污染及鎘、砷、鉛、鉻、汞等重金屬污染嚴(yán)重，在對(duì)空氣、水體造成污染的同時(shí)，也成為土壤中長(zhǎng)期存在的“毒瘤”。重金屬無論是污染水體，還是污染大氣，最終都會(huì)回歸土壤，造成土壤污染。“萬(wàn)物土中生，食從土中來”，土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是萬(wàn)物生長(zhǎng)的載體。近年來，我國(guó)土壤重金屬污染事件頻繁發(fā)生，例如2009年的瀏陽(yáng)鎘污染事件、2013年的“鎘大米”事件、2014年廣西大新縣重金屬污染事件等。由于土壤重金屬污染威脅到人民群眾“舌尖上的安全”，成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。農(nóng)田土壤重金屬污染已成為威脅我國(guó)糧食安全生產(chǎn)的一個(gè)嚴(yán)重環(huán)境問題，已經(jīng)到了不容忽視的程度。長(zhǎng)期以來，人們只向土地索取，而忽視了土壤的保護(hù)與修復(fù)。耕地土壤污染事關(guān)農(nóng)產(chǎn)品安全，與公眾健康息息相關(guān)，要保住“舌尖上的安全”，首先就要保證土壤安全。

1.1耕地土壤污染呈加劇之勢(shì)

據(jù)1990年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，當(dāng)時(shí)全國(guó)遭受工業(yè)“三廢”和城市垃圾危害的農(nóng)田達(dá)667萬(wàn)公頃；據(jù)1997年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，全國(guó)1000萬(wàn)公頃的耕地受到不同程度的污染，占當(dāng)年全國(guó)耕地總面積的7.7%；據(jù)2000年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，對(duì)30萬(wàn)公頃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)土壤有害重金屬抽樣監(jiān)測(cè)，土壤重金屬超標(biāo)率達(dá)12.1%；2013年國(guó)土資源部副部長(zhǎng)王世元在土地調(diào)查新聞發(fā)布會(huì)上，引述環(huán)保部土壤狀況調(diào)查的數(shù)據(jù)，中國(guó)內(nèi)地中—重度污染耕地大約為5000萬(wàn)畝。2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國(guó)土壤重金屬的超標(biāo)率為16.1%，從表1可以看出，鎘的點(diǎn)位超標(biāo)率最高為7.0%，是中國(guó)耕地、林地、草地以及未利用地的主要污染物之一。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的《中國(guó)耕地地球化學(xué)調(diào)查報(bào)告(2015)》顯示，我國(guó)有3488萬(wàn)畝重金屬中—重度污染的耕地，輕微-輕度污染或超標(biāo)的耕地，覆蓋面積7899 萬(wàn)畝。來自各方面的數(shù)據(jù)表明，我國(guó)耕地土壤污染規(guī)模呈擴(kuò)大之勢(shì)。

表1　無機(jī)污染物超標(biāo)情況

2　土壤中的重金屬鎘(Cd)

鎘(Cd)是一種生物不需要并且具有很高毒性的重金屬元素，在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的遷移性，已被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)、世界衛(wèi)生組織和美國(guó)農(nóng)業(yè)委員會(huì)等列為優(yōu)先關(guān)注污染物之一[1]。土壤鎘污染通過“土壤—植物—?jiǎng)游铩恕边@一遷移途徑最終在動(dòng)植物及人體中聚集，Cd能夠抑制動(dòng)植物生長(zhǎng)，并引起一些疾病從而給人體健康帶來嚴(yán)重威脅。

2.1土壤鎘(Cd)污染的來源

土壤鎘污染的來源可分為自然來源和人為來源兩種。如圖1所示。

圖1　土壤鎘污染來源

2.2中國(guó)主要鎘污染土壤分布區(qū)

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員陳同斌說，“從污染面積上看，國(guó)內(nèi)專家認(rèn)為鎘污染最嚴(yán)重?！?根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2014年公布的數(shù)據(jù)顯示，截止2013年中國(guó)是各國(guó)當(dāng)中鎘儲(chǔ)量最為豐富的國(guó)家，以92，000噸鎘儲(chǔ)量占全球總量的18.4%。中國(guó)的中部、西南部及華東地區(qū)鎘資源探明儲(chǔ)量占中國(guó)累計(jì)探明總儲(chǔ)量的88%，保有儲(chǔ)量占中國(guó)總保有儲(chǔ)量的87.1%。云南省鎘資源最為豐富，其次為甘肅省，再次為福建省、四川省。由于鎘的污染性很大，所以儲(chǔ)量豐富的地區(qū)往往是污染最嚴(yán)重的地方。

3　廣西土壤鎘污染現(xiàn)狀

3.1廣西土壤利用現(xiàn)狀

據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)，廣西耕地總面積為261.42萬(wàn)公

頃，占廣西土地總面積的11.04%。其中：水田為154.03萬(wàn)公頃(保水田為108.47萬(wàn)公頃)，占58.9%；旱地107.39萬(wàn)公頃(水澆地5.76萬(wàn)公頃〉，占41.1%。現(xiàn)有耕地面積居全國(guó)第18位，人均耕地面積居全國(guó)第22位，屬地少人多省區(qū)之一。廣西耕地的地區(qū)性分布差異較大，70%耕地分布在桂東、桂東南的平原、臺(tái)地及丘陵區(qū)中，并以水田為主，水田面積占當(dāng)?shù)馗孛娣e的75%以上；而桂西及桂西北山區(qū)，尤其是巖溶山區(qū)，耕地則零星分布于山間谷中，且多以旱地為主。

3.2廣西土壤鎘污染問題的嚴(yán)峻性

廣西素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，分布著大量的鉛鋅礦、錳礦和有色金屬礦，非金屬礦產(chǎn)也十分豐富。受礦業(yè)開采以及地質(zhì)環(huán)境影響，其重金屬污染問題在全國(guó)尤為突出。在《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》中，廣西被列為國(guó)家14個(gè)重金屬污染防治重點(diǎn)省區(qū)之一。

從背景值來看，廣西土壤鎘的背景值為0.267mg/kg[3]，是全國(guó)土壤鎘背景值(0.097)的2.75倍，僅次于貴州省(圖2)。母質(zhì)母巖統(tǒng)計(jì)單元中沉積石灰?guī)r發(fā)育的土壤中Cd背景值相對(duì)較高，為0.218mg/kg，而在土壤類型統(tǒng)計(jì)單元中石灰?guī)r土壤Cd背景值最大，為1.115mg/kg。 廣西土壤成土母質(zhì)中本底鎘含量較高，另外，廣西礦產(chǎn)資源十分豐富，而礦產(chǎn)資源的不合理開采及“三廢”的排放等導(dǎo)致廣西稻田土壤鎘超標(biāo)率較高，從而增加了大米鎘含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2　土壤鎘污染來源

3.2廣西土壤鎘污染問題的研究現(xiàn)狀

廣西是有色金屬之鄉(xiāng)，土壤環(huán)境中重金屬本底值高，礦產(chǎn)資源開發(fā)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期偏重化，土壤污染累積時(shí)間長(zhǎng)、形成原因復(fù)雜、擴(kuò)散范圍廣，保護(hù)與治理所面臨的困難突出陳桂芬等采樣調(diào)查廣西水稻主產(chǎn)區(qū)的稻田耕層(0～20cm)土樣157 個(gè)分析其鎘含量，研究結(jié)果表明廣西稻田土壤中鎘的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為中等至高的風(fēng)險(xiǎn)[4]。翟麗梅等對(duì)廣西西江流域農(nóng)業(yè)土壤中Cd的空間分布規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查，研究表明，廣西西江流域32%的土壤屬鎘重度污染[5]。黃玉溢等對(duì)桂西地區(qū)稻田土壤重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果表明土壤樣品中的鎘、砷含量高于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，稻田土壤中的鎘為高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[6]。凌乃規(guī)對(duì)廣西不同類型農(nóng)田土壤重金屬含量狀況進(jìn)行采樣研究，結(jié)果表明水田、園地、旱地3類農(nóng)田土壤重金屬含量超標(biāo)率較高的元素是 Cd、Hg、Ni。糧食重金屬超標(biāo)主要因?yàn)橥寥乐墟k等重金屬本底值高；長(zhǎng)期的礦山開采、金屬冶煉和含重金屬的工業(yè)廢水、廢渣排放造成了土壤污染，從而導(dǎo)致糧食重金屬超標(biāo)；由于氣候變化、環(huán)境污染導(dǎo)致酸雨增加，土壤酸化等等。

4　土壤鎘污染對(duì)食物鏈及人體健康的影響

與水體和大氣污染相比，土壤污染具有隱蔽性、積累性和滯后性，不僅直接造成農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量下降，還會(huì)在長(zhǎng)期的作用中影響人的身體健康。

4.1土壤鎘污染動(dòng)態(tài)食物鏈模式

鎘通過食物鏈進(jìn)入人體的動(dòng)態(tài)食物鏈模式如圖3所示，胡二邦等通過對(duì)國(guó)外食物鏈模式進(jìn)行較為充分的調(diào)查研究并考慮到中、西食物鏈的差別(中國(guó)：沉積→水稻(或小麥)、蔬菜→人；西方：沉積→牧草→牛(牛奶、牛肉)→人)，進(jìn)行了元素在水稻等作物中易位因子的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，使本模式不但適用于西方的食物鏈，也適用于中國(guó)的食物鏈[8]。

圖3　鎘進(jìn)入人體的動(dòng)態(tài)食物鏈模式

4.2土壤鎘污染對(duì)人體健康的影響

大量研究表明，鎘對(duì)人體健康具有十分嚴(yán)重的危害，對(duì)人類來講，攝人鎘的最主要的的渠道是膳食。鎘主要通過消化道和呼吸道進(jìn)入人體并在體內(nèi)蓄積，相比而言吸入的鎘比食入的鎘更容易被吸收和殘留于組織中，消化道的吸收率一般在10%以下，呼吸道的吸收率一般在10% ～ 40%，鎘通過血液運(yùn)輸?shù)饺聿煌牟课籟9]。 攝入或吸入過量的鎘會(huì)對(duì)人體的免疫系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等造成損傷，同時(shí)鎘還具有較強(qiáng)的致癌、致畸、致突變的作用。

5　預(yù)防及控制措施

鎘是一種具有毒性的重金屬污染物，生態(tài)環(huán)境一旦遭受鎘的污染，那么與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的大氣、水體和土壤等就會(huì)相應(yīng)的遭到污染并且很難消除。預(yù)防鎘中毒的關(guān)鍵在于嚴(yán)格控制鎘源、鎘毒排放和消除鎘污染源。因此要堅(jiān)持環(huán)境監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制“三廢”的排放，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)鎘三廢的治理[9]。

隨著人們生活條件的改善，鎘對(duì)人體健康的危害已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，為了避免發(fā)生像上世紀(jì)50年代日本由于鎘污染引起的“骨痛病”事件那樣，防止鎘污染進(jìn)一步擴(kuò)大危害人體健康，因此提出如下建議：①加大科研投入，努力尋求新的治鎘技術(shù)，做好含鎘“三廢”的治理工作，盡快解決或減輕鎘污染問題；②在被鎘污染的農(nóng)田中種植對(duì)鎘具有較強(qiáng)吸收能力的植物，以減少被污染土壤中的含鎘量；③政府和環(huán)保部門應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保和衛(wèi)生宣傳工作，提高人們的環(huán)保意識(shí)和衛(wèi)生知識(shí)；④對(duì)于人類來說，要盡量減少食用含鎘量較高的貝類、海鮮，不吸煙或少吸煙，應(yīng)定期進(jìn)行健康檢查，及早發(fā)現(xiàn)疾病，及時(shí)治療。

[1]師榮光，趙玉杰，彭勝巍等.不同土地利用類型下土壤-作物鎘含量積累及其健康風(fēng)險(xiǎn)分析[J].資源科學(xué)，2008，30(12)：1904-1909.

[2]袁珊珊，肖細(xì)元，郭朝暉.中國(guó)鎘礦的區(qū)域分布及土壤鎘污染風(fēng)險(xiǎn)分析[J].環(huán)境污染與防治，2012，34(6)：51-56，100.

[3]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.中國(guó)土壤元素背景值[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[4]陳桂芬，雷靜，黃雁飛等.廣西稻田鎘污染狀況及硅對(duì)稻米鎘的消減作用[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，46(5)：772-776.

[5]翟麗梅，廖曉勇，閻秀蘭等.廣西西江流域農(nóng)業(yè)土壤鎘的空間分布與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2009，29(6)：661-667.

[6]黃玉溢，陳桂芬，熊柳梅等.桂西地區(qū)稻田土壤重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)價(jià)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，45(2)：240-243.

[7]凌乃規(guī).廣西不同類型農(nóng)田土壤重金屬含量狀況分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2010，4：91-94.

[8]胡二邦.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)用技術(shù)與方法[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2000.

[9]鄧新，溫璐璐，遲鑫姝.鎘對(duì)人體健康危害及防治研究進(jìn)展[J].綜述與進(jìn)展，2010，5(10)：4-5.

Pollution Caused by Heavy Metal Cadmium to the Soil in Guangxi and Its Harm to Human Health

MIAO Yaqiong1LIN Qing1，2

(1.Guangxi Teachers Education University，School of Geography and Planning，Guangxi Nanning 530001；2.Key Laboratory of Beibu Gulf Environmental Evolution and Resources Utilization，Ministry of Education，Guangxi Nanning 530001)

In recent years，with the increase of industrial wastes and sewage irrigation，Guangxi soil cadmium pollution problem is becoming more and more serious，and excessive cadmium in the soil can produce toxic effects on crops. What's worse，the edible portion with residues will endanger human health through the food chain. The paper introduces the source of cadmium pollution in soil，the distribution of cadmium pollution in China and the present research situation of Guangxi soil cadmium pollution，analyses the harm caused by cadmium pollution to the food chain and to human body and also proposes several suggestions according to the above analyses.

Guangxi；heavy metal；Cd pollution；Human Health

苗亞瓊，碩士研究生，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)與修復(fù)

林清，博士，教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境地球化學(xué)與生物地球化學(xué)

X21

A

1673-288X(2016)05-0170-03

引用文獻(xiàn)格式：苗亞瓊等.廣西土壤重金屬鎘污染及對(duì)人體健康的危害[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(5)：170-173.