分析重金屬鎘對農產品的影響

惠瑾

摘要 當前，日漸嚴重的重金屬污染問題已成為全球環境保護關注的重點問題，而金屬元素鎘導致的農產品污染和農產品質量安全也成為嚴峻的社會問題。本文通過分析農產品重金屬Cd污染物的來源以及對人體的傷害，提出了農產品鎘污染的防治方法，確保農產品的質量安全。

關鍵詞 重金屬鎘;農產品;污染;防治措施

中圖分類號：P618 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）08–0176–02

The Effects of Heavy Metal Cadmium on Agricultural Products Were Analyzed

HUI Jin （Jurong agricultural and rural Bureau， Jurong， Jiangsu 212400）

Abstract At present， the increasingly serious problem of heavy metal pollution has become the focus of global environmental protection， and the pollution of agricultural products caused by metal element cadmium and the quality and safety of agricultural products have also become an increasingly severe social problem. This paper analyzes the source of heavy metal CD pollutants in agricultural products and their harm to human body， The ways of prevention and treatment of cadmium pollution in agricultural products were analyzed. It was found that controlling pollution sources， soil remediation， adjusting soil pH value and using farm manure can effectively reduce the pollution of heavy metal CD to crops. Ensure the quality and safety of agricultural products.

Key words Heavy metal cadmium; Agri-culture products; Pollution; Prevention and control measures

鎘具有嚴重的生物毒性，其含量在正常的自然條件下，并不會對人體健康產生影響，但如果自然環境中的鎘超標，其危害則很難消除，容易導致鎘元素異常集聚。自然環境中的鎘元素容易被植物吸收，其含量富集到一定程度，將會對植物的正常生長產生毒害影響[1]。而植物包括農作物在內，其果實富集一定程度的鎘后將會進入食物鏈最終影響到人體的健康[2]。鎘在進入人體之后難以排出或轉化，且能夠在人體中存在較長時間，同時能夠通過乳汁導致嬰兒體內重金屬超標，而且還可以通過胎盤侵害胎兒的組織器官，進而出現細胞癌變、器官發育不完全等問題，最終損害人體健康[3]。因此，分析鎘及其化合物對農產品的污染，并研究其預防和治療方式極其重要。

1 農產品污染中重金屬鎘的來源

在農產品中，鎘元素的污染通常是農作物經過根莖的吸收作用從土壤以及水體中產生，進而使此類物質在農作物體內富集。土壤和水體中的鎘元素主要來源于工業，比如采礦、選礦、金屬冶煉、電鍍等行業以及農業生產中農藥的使用都有可能導致鎘元素超標。同時，農產品生產以及加工過程中都可能出現重金屬鎘污染。

1.1 工業采礦冶金造成的重金屬鎘污染

有較多金屬鎘是經過工業固廢、廢氣、廢水被排入到自然環境中造成的污染。而工業廢氣是造成空氣鎘污染的主要原因，如果空氣中的鎘含量較高，鎘元素會通過降水滲入土壤，導致土壤中的鎘環境污染。同時，在鉛鋅礦等金屬冶煉、電鍍中排放的廢水，容易造成農田、灌區植物和土壤的污染，且較多工業廢物的堆積，也會導致土壤污染，進而造成植物和農作物的鎘污染。

1.2 使用化肥造成的重金屬鎘污染

在農業化肥中，通常N肥和K肥中含有鎘元素較少，較多鎘含量主要摻雜在P肥和部分復合肥中，在生產Ca3（PO4）2和CaP2H4O8肥料時，因為在最后產品中添加了磷礦，其中鎘將會進入到下游的含磷肥料中。因此，要使土壤降低鎘元素污染，一定要合理控制磷肥的使用量。而含有一些微量元素的肥料使用過度，也會導致部分土壤重金屬鎘的濃度升高，進而使農作物吸收更多的鎘;而在一些含CL的肥料中，部分CL也會與鎘構成一定的結合物，增強Cd的毒性。

農作物作為生態系統的生產者，處于首位營養級，土壤中的重金屬首先在此富集。并不是全部的重金屬都會危害人體健康，在一定的濃度范圍中，并不會對人體產生不良影響，農作物允許存在的重金屬濃度范圍（表1）。

雖然重金屬元素在植物體中普遍存在，但在一定的濃度范圍內并不會有較大的危害，如果環境中的有害元素超過一定的限值時，將會對人和動物產生較大危害。幾種常見農作物中重金屬以及其他毒性元素的最大含量（表2）。

2 重金屬鎘對農產品質量的影響

鎘對農產品質量的影響包括兩個方面：一方面，增加農產品中鎘的濃度，在進入食物鏈后對人體和動物產生損害;另一方面，降低農作物中的營養含量，減少營養物質。

植物吸收重金屬元素主要是通過植物的根和葉，被用于飼料使用的秸稈也通常含有較多的鎘含量，而且在土壤環境中較高的Cd濃度會使植物的籽粒中的鎘濃度升高。通過對市場中的蔬菜進行Cd濃度調查發現，近40個蔬菜樣本中，Cd濃度超標樣本達5%;而濃度在0.05 mg/kg的樣品接近12%。進一步研究發現，土壤中重金屬Cd的含量與磷肥的施用有很大關聯，磷肥的不斷添加提高了土壤中鎘的含量。相關數據顯示，在遼寧郊區10種農作物中的重金屬、農藥等物質在植物中的濃度由高到低順序為葉類蔬菜→根莖植物→瓜果植物。在蔬菜類植物中鎘的含量約為0.3 mg/kg，大于標準的1倍多;其中受污染最嚴重的蔬菜依次為菠菜、芹菜與白菜，含有的Cd濃度分別為0.521 mg/kg、0.482 mg/kg和0.562 mg/kg，超過標準值2倍有余;數據顯示，黃瓜含有的鎘濃度較少，約為0.0792 mg/kg。

實驗表明，Cd2+對大白菜、萵筍、豇豆和紫花苜蓿的根部成長有較強的阻礙作用，同時對種子的萌發具有較強的阻礙性，這主要與種子在萌發時根部的生長相關。根部處于一定的Cd液體之中，植物的成長受到了較大的限制。實驗結果顯示，Cd2+的毒性較大，且多種植物對Cd2+的耐受力較弱，極大地束縛了植物根系的發展。

3 鎘對人體健康的影響

對人類和動物而言，食物作為機體含Cd的重要來源，人們經過食物獲取的Cd的濃度同樣會由于食物的不同而有所差別，如牡蠣和鰻魚中含有的Cd含量較大，同時在施加P肥之后的植物根系也含有較多鎘含量，很多成年人每天通過食物攝取大約0.1～0.5 mg的鎘元素。

動物機體對于鎘的吸收效果較弱，盡管僅有3%～8%的Cd含量會被吸收，但是鎘進入人體后不能被人體代謝掉，將聚集在腎臟和肝臟，其中在腎皮層儲存較多，而新生嬰兒體內基本沒有鎘。而隨著人體的不斷成長，人體中聚集的Cd濃度也逐漸增加，鎘能夠傷害腎近曲小管的上皮細胞，貧血是慢性鎘中毒的主要病發癥。臨床中可以通過檢測蛋白尿進行確診，假如人體長時間食入含鎘的食物，將會使人體中的Ca吸收失衡，進而導致腎臟和消化系統受到損傷，出現軟骨病以及劇痛骨折，又被稱為“骨痛痛”病。在正常的人體腎皮質中，鎘的最高濃度為0.2 g/kg，“骨痛痛”病人的腎皮質中Cd的濃度能達0.6～1 g/kg。

4 預防重金屬鎘對農產品污染的建議

因為鎘污染具有長久性、難以逆轉以及較大的污染性，所以治理農產品鎘污染關于一般遵循“預防為主、防治結合、綜合治理”的原則，主要治理手段如下。

4.1 嚴格控制污染源

為有效降低鎘對農作物的污染，保護生態環境，就必須降低鎘的工業污染對農業的危害，減少此類工業生產對農業環境的損害，嚴禁利用污水灌溉農田，避免含鎘固體廢物對農田造成污染，減少P肥的使用量，合理施肥。

4.2 對鎘污染土壤進行生物修復

土壤中含有的鎘表現出一定的長久性和穩定性，難以被微生物降解。因此，關于被鎘污染的農田土地，最好集中處置，不過對于一些中輕度污染的土壤，可以依據Cd在土壤中的特點，通過采取一定的方式減少Cd流向植物體。同時，通過種植植物減少土壤中的重金屬含量，不僅更加經濟，而且對機械設施的要求都較低，技術投入僅僅是其他修復技術的30%，甚至10%，又不會損害土壤的特性，既可以降低土壤中的Cd污染物，又不會產生次生危害，便于后續的管理。

4.3 調節土壤的pH值

土壤中的重金屬活性與其pH值表現出一定的負相關關系，如果土壤中的pH值>6.5，此時Cd2+的活性將會受到極大限制。因此，提升土壤中的pH值能夠有效降低土壤中的鎘濃度，是減少農作物中重金屬鎘濃度的重要途徑。相關研究發現，石灰、硼泥、ZnSO4、N肥等多種改良藥劑中，通過施加一定的石灰取得的土壤改良效果最佳。據實驗表明，通過組合使用石灰+鈣鹽、石灰+鎂鹽、石灰+磷肥對土壤的改良效果最佳，能夠降低水稻、小麥和玉米籽中的Cd含量分別為56%、35%和20%。

5 結束語

重金屬鎘不僅會對農產品造成污染，還會對人體健康構成威脅，只有減少或消除重金屬鎘污染，才能維持生態系統的平衡，保障農業的可持續發展。

參考文獻

[1] 張樹攀.高粱屬牧草對土壤重金屬鎘的響應及富集效應的研究[D].揚州：揚州大學，2010.

[2] 毛雪飛，楊潔.鋅鎘脅迫下4種農田雜草生理生化特性及對重金屬的累積特征[J].西南林業大學學報：自然科學，2019，39（6）：9-18.

[3] 萬子棟，高天鵬，周玉霞，等.重金屬復合脅迫下堿蓬萌發生長及富集特征[J].生物工程學報，2020，36（3）：493-507.

責任編輯：黃艷飛