1許延娜 2牛明雷 3張曉云
(1北京方正聯(lián)工程咨詢有限公司 2農業(yè)部工程建設服務中心 3中國綠色食品發(fā)展中心 北京 100081)
由于環(huán)境污染而帶來的危害是多方面的,其中與人類健康直接相關的是環(huán)境對農作物的污染。重金屬由于不能夠被降解,易在土壤中累積,甚至在土壤中可能轉化為毒性更大的形態(tài),通過食物鏈轉移到動物、人體內,嚴重影響人體健康。目前許多糧食、蔬菜生產田被工業(yè)三廢污染,耕作層內的鎘、銅等重金屬大量富集,致使糧食、蔬菜產品內的重金屬含量超標,導致消費者重金屬慢性中毒現(xiàn)象發(fā)生[1]。重金屬污染主要分大氣、水體、土壤幾個部分來研究:
大氣中的重金屬來源分為自然來源和人為來源,各種元素的含量在兩種來源間比例不同。1983年全球由自然來源進入大氣的重金屬中,鉛僅占其向大氣總釋放量的3.5%左右,鎘的比例也較低,只有總釋放量的15%,鉻、銅的比例比較高,分別達到59%和44%。人類社會生產、生活活動釋放到大氣中的重金屬鉛、鎘、鎳、汞、銅的數量則遠遠大于它們的自然輸入量。大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產、汽車尾氣排放等產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵,主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側。大氣中重金屬經過自然沉降和雨水沉降進入土壤,主要分布以工礦企業(yè)的煙囪、廢渣堆和公路為中心,向四周或兩側擴散,分布規(guī)律隨離污染源的距離加大而污染減輕,地理分布上工業(yè)城市的郊區(qū)污染較為嚴重。大氣中的有毒重金屬可以通過人類呼吸作用隨氣體進入人體,也可以沿食物鏈通過消化系統(tǒng)被人體吸收,對人類健康的危害很大。
在沒有人類活動干預情況下,水體中重金屬的含量取決于水與土壤、巖石等陸地表層物質的相互作用,其含量一般很低。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展,人為制造含重金屬污水未經處理直接排放到環(huán)境,廢水進入河流或湖泊使水體重金屬含量明顯升高,導致水體污染。我國水體重金屬污染問題十分突出,江河湖庫底質的污染率高達80.1%。水體污染物排放源主要集中在大、中城市和工業(yè)發(fā)達地帶。由于水資源短缺,近年來污水灌溉已成為農業(yè)灌溉用水的重要組成部分。自60年代我國污灌面積迅速擴大,以北方旱作地區(qū)污灌較為普遍,通過直接飲水、食用被污水灌溉過的糧食、蔬菜等途徑,重金屬很容易進入人體內。同時河流湖泊中重金屬也可能在藻類、魚類體內積累,通過食物鏈進入人體內,并在體內富集,威脅人體健康。
土壤重金屬污染是指人類活動將重金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于原有含量,并造成生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象[2]。目前在重金屬污染在該方面研究較多,土壤作為開放的緩沖動力學體系,在與周圍的環(huán)境進行物質和能量的交換過程中,不可避免地會有外源重金屬進入其中。
我國目前受重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃,約占總耕地面積的1/5,其中污水灌溉的農田面積達330多萬公頃。我國受重金屬污染耕地面積逐年增長,1980年污染耕地面積266.7萬公頃,1988年增加到666.7萬公頃 ,1992年增加到1000萬公頃[3]。重金屬已成為土壤中長期存在的“毒瘤”,我國每年因重金屬污染而減產糧食超過1000萬噸,被重金屬污染的糧食每年多達1200萬噸,造成的經濟損失合計至少為200億元。重金屬無論是污染水體,還是污染大氣,最終都會循環(huán)至土壤,造成土壤污染。中國環(huán)境監(jiān)測總站的資料顯示,我國土壤重金屬污染中最嚴重的是鎘污染、汞污染、血鉛污染和砷污染。近年來發(fā)生的鎘污染事件很多,有2005年的廣東北江鎘污染、2006年湖南湘江株洲鎘污染、2009年湖南瀏陽鎘污染以及2012年初廣西龍江鎘污染等。東北地區(qū)沈陽張士灌區(qū)是污染面積最大、污染最嚴重的鎘污染區(qū),面積約2500余公頃,重慶部分地區(qū)的土壤、地下水和植物出現(xiàn)了含汞量明顯增長,蔬菜樣品中汞超標率達28%[4];云南省農業(yè)環(huán)境監(jiān)測站對全省抽調水稻、蔬菜及少量畜禽樣本,調查了昆明市、楚雄州、怒江州的幾個縣市稻米中汞、鉛、鎘含量均超標,對照農田的污染情況也不輕。
迄今為止我國尚未公布全面的土壤重金屬普查結果,關于土壤重金屬狀況的說法也多種多樣,在一定程度上影響了對土壤重金屬狀況的整體判斷。但當前我國農業(yè)環(huán)境惡化現(xiàn)象已較嚴重,從2009年至今,我國已有30多起重特大重金屬污染事件,這些事件涉及甘肅、陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東等省。經統(tǒng)計,我國24個省(市)城郊、污水灌溉區(qū)、工礦等經濟發(fā)展較快地區(qū)的320個重點污染區(qū)中,污染超標的大田農作物種植面積為60.6萬公頃。有許多地方糧食、蔬菜等食物中鎘、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值,多數是由于工業(yè)污水灌溉造成的[5]。1995年淮陽污灌區(qū)土壤汞、鈣、鉻、鉛、砷等重金屬已超過警戒線,其它灌區(qū)部分重金屬也遠遠超過當地土壤底值,隨著污水灌溉而進入耕層的重金屬,以不同的方式被土壤截留固定。重金屬通過土壤影響食品安全性,這是重金屬對人類最直接的影響之一。
[1]梁稱福,陳法正.我國無公害蔬菜生產現(xiàn)狀與發(fā)展對策.中國農業(yè)網.2000-5-1.
[2]陳懷滿.土壤—植物系統(tǒng)中的重金屬污染。[M]北京:科學出版社,1996,71-85
[3]李波,青長樂,周正賓等.肥料中氮、磷和有機質對土壤重金屬行為的影響及在土壤污染中的應用[J].農業(yè)環(huán)境保護.2000,19(6):375~377.
[4]孫波.基于空間變異分析的土壤重金屬復合污染研究 [J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22(2):248-251.
[5]徐應明,李軍幸.新型功能膜材料對污染土壤鉛汞鎘鈍化作用研究[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22(l):86-89.