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陈能场:土壤修复目标应是“土壤健康”|观点

2016-07-28 土壤观察

导   读


7月23日,广东省生态环境技术研究所(原名广东省生态环境与土壤研究所)研究员陈能场做客“小谷围科学讲坛”称,土壤治理修复应该从全局考虑,最终目的是保持土壤健康,不仅要防治污染,还要提升土壤营养。


采写/陈燕(南方都市报记者)

统筹:陈实 陈养

来源:南方都市报(2016年7月28日),原题为“给土壤治病”


2013年5月,广东发现大量湖南产的镉污染大米,自此土壤污染问题以强势姿态进入公众视野。


今年4月,江苏常州曝光“毒地”事件,再次给人们敲响土壤保护的警钟。公众担心“吃着镉大米,住着毒房子;站着是个钢铁侠,躺着是张周期表”。土壤问题已经影响到老百姓的衣食住行各方面,而土壤修复工作依然任重道远。


国家已颁布《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”),今后修复之路该怎么走?


7月23日,广东省生态环境技术研究所研究员陈能场做客“小谷围科学讲坛”称,动物性肥料中的重金属不可忽视,强调要慎用目前的动物性有机肥料。市民在选择粮食时要选多品种食用,以降低镉的摄入。


粮食作物产量提升了    营养价值反而在下降


“奶奶时代的一个苹果,营养相当于现在8个苹果。”陈能场表示,人们现在面临“隐性饥饿”的威胁。中国人摄取的营养成分在减少,如,有科研数据表明,城市每人每天钙的摄入量从1982年的563毫克降至2002年的439.3毫克,农村则从750毫克降至371.8毫克。


这种情况不只发生在中国。美国得克萨斯大学化学和生物化学系的戴维斯与他的研究小组,跟踪了美国农业部1950年至1999年记录的43种园艺作物的13种营养成分、产量,去除历史数据中的不确定成分分析,发现这些果蔬的蛋白质、钙、磷、铁、核黄素(维生素B 2)和维生素C含量在过去的半个世纪“的确下滑”了。


在日本的食品营养分析表中,1950年菠菜中的维生素含量是2000年的11.4倍,胡萝卜中的维生素含量是2000年的9倍。


陈能场认为,一方面,由于遗传的稀释效应,农业一直致力于培育新品种,提高产量、抗病虫害和适应气候的能力,这些努力让庄稼生长得更大、更迅速,“但是这些新品种吸收养分的能力却没有跟上其快速增长的步伐”。


另一方面,由于环境的稀释效应,土壤侵蚀带走了表土的矿物质。现代集约型农业生产方式下经过多年的耕作,土壤变得板结,根系和水分都不容易向下延伸。氮肥和农药的过量施用使得表土缺乏矿物质养分和微生物。


以上原因使得土壤中的矿物质成分以越来越快的速度从土壤中流失。最终的结果就是,粮食、作物产量提升了,但营养价值却反而在下降。


食物中污染物含量增加    硒和镉最易让健康受损


食物营养含量下降的同时,食物中污染物含量却在增加。陈能场介绍,以最受关注的重金属镉为例,1990年中国人膳食镉摄入量在每人每天12微克左右,至2000年超过了20微克,2007年摄入量比2000年下降8%,但仍远高于1990年。


至今为止,由于土壤污染导致人体健康受损的元素主要有硒和镉。在《全国土壤污染状况公报》涉及的8种重金属中,镉是最容易越过“土壤-植物屏障”而进入食物链产生人体健康效应的元素。


镉是人体非必需且是IA级致癌物,具有致癌、致畸和致突变作用。1971年的国际会议上镉被列为环境污染中最为危险的五种物质之一。日本土壤镉污染导致的“痛痛病”充分展示了镉对人体健康的危害性。


肾是镉的靶器官,日本流行性病学的调查表明,人的一生中(前50年计),摄取的镉不能超过2克。虽然进食后大体上有95%的镉会直接从粪便排出,平均只有5%被吸收到体内,但一旦进入体内则难以代谢出去,其通过尿的排泄速率为十万分之五,故在体内的半衰期长达17-38年,因此镉最终会累积在肾脏。


而一旦累积超过2克,肾小管会开始受损,导致钙磷和小分子蛋白质不能重吸收利用,最终导致骨痛病。


农家肥重金属污染严重    猪粪会造成稻米镉超标


镉作为危害人体健康的首要重金属污染物,也是土壤污染治理最头疼的一环。2014年,《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中镉点位超标率为7.0%。如此多的镉到底从哪来?


陈能场介绍,大气沉降的镉只占土壤输入镉总量的35%。更多的镉是来自动物性肥料,其每年输入量达到778吨,占比达到55%。另外还有8%来自磷肥、复合肥等,有2%来自污灌水。


土壤中的重金属砷,则主要来自大气沉降,占比达到58%。但动物性肥料来源占比也不小,达到近1/4。


其在农田的滞留性更强,仅3%的砷能从土壤中输出,有97%将滞留下来。不过按照目前的数据测算,中国土壤中的砷超标年限为920年。


陈能场曾撰文指出,据估计,作为最大的养殖业国家,我国目前动物性有机肥高达40亿吨,但动物性肥料中的重金属不可忽视,已成为化肥零增长行动中的拦路虎。


在国内开展的长期施用猪粪(2500公斤/公顷左右)的试验表明,在一定年限后,土壤耕层中的重金属含量将迅速提高,且会造成稻米镉超标的水平。


他认为,动物性肥料能否顺利将资源化成为化肥的替代品,取决于动物性肥料中重金属和抗生素的安全性。现在是时候对我国养殖业的抗生素施用和重金属添加等方面,采取严厉控制和监管了。


修复不仅要防污染    还要提升土壤营养


  今年5月底,国家颁布“土十条”,中国土壤污染修复及防治进入全新时期。被污染的土壤到底怎么修复?其实世界各地都有探索。不过陈能场认为,要客观看待治理效果。


日本几十年前爆发痛痛病,随后开始土壤治理工作。解决耕地污染问题,日本主要使用客土法,即用未受污染的土壤替换被污染土壤。不过,陈能场表示,客土法要连续五年才能达到标准,更适用于高浓度污染土壤小面积使用。


台湾也有实行小规模的植物修复,不过由于该方法见效较慢,目前主要适用于偏远且没有立即危害地下水的地区。而且作为修复功能的植物必须妥善处理,随意焚烧或堆放,都会使重金属重新回到土壤中。


 “土壤是一个生态系统,现在很多土壤中的植物长不起来,就是因为土壤营养不够,植物扎不了根。”陈能场表示,除了土壤污染之外,大量施肥导致土壤结板酸化,从而使植物不健康,易受病害,此时喷洒农药保护植物,又会使土壤微生物减少,然后继续施肥提升土壤肥力,形成恶性循环。


他认为,土壤治理修复应该从全局考虑,最终目的是保持土壤健康,不仅要防治污染,还要提升土壤营养。


除了进行土壤“消毒”严控污染源,严控镉、砷等重金属污染,还需要添加有机质。“有机质是连接土壤无机和生物有机的桥梁,也是土壤健康的核心,因此安全有机肥则是构建土壤健康的关键!”


日常生活如何避开重金属?


●选大米


早稻生长季节雨水多,农田淹水时间长,相对于淹水时间短的晚稻来说,镉含量更低。此外南方籼米多含镉,超标率也高,粳米更安全。即使吃籼米,也要换着品种吃。


●选青菜


澳大利亚曾研究了不同蔬菜的镉吸收积累能力。结果显示,菠菜、茄子等的镉吸收积累能力高,西兰花、白菜、芹菜、辣椒等能力中等,南瓜、黄瓜、四季豆等能力属低等。


●除内脏


研究表明,鱼的不同器官中,重金属含量差异较大。其中鳞片中重金属含量最高,腮、内脏次之,肌肉中含量最少。因此,吃海鲜除内脏非常必要。


●慎吃猪肾


2003~2006年全国食品污染物监测网在14个省市区按照国家标准方法连续4年监测我国家畜肾中镉的含量,共收集了2325个数据。


结果表明,猪肾中镉的总平均值为每千克2.820毫克,检出率为96.85%,超标率为30.96%,最大值高达每千克280毫克,远高于牛羊肾。因此少吃猪肾,不吃来历不明猪肾。


●食物多样化


食物多样化,是确保膳食质量的重要原则之一。一个多样化的饮食包含新鲜水果蔬菜,谷物,脂肪和油类,豆类,动物源食品。食品在数量上和组合上的均衡,能为大多数人全方位提供所需要的营养物质。


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