新西兰牧场的镉故事

导   读

未雨绸缪！作为农业大国，新西兰提早控制了土壤镉的食物链传递及其人体健康和产业影响。

原文作者/Madeline Fisher（玛德琳•费舍尔）

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）

来源：https://www.soils.org/discover-soils/story/study-examines-factors-affecting-cadmium-uptake-new-zealand-pastures （2014年4月7日）

        新西兰拥有世界上最迷人的田园风光, 但是在美丽的风光下也暗藏着潜在的威胁，许多新西兰牧场土壤的镉含量增多即为其一。这些牧场土壤中的镉容易被牧草吸收, 然后通过放牧被转移到牛羊身上。令人担忧的是, 在肉类和奶制品中如果镉这一有害的重金属的浓度上升到不安全的水平, 人类健康和新西兰的农业经济就会受到危害。

        科学家正在试图找出最能影响新西兰牧场的镉土壤有效性的土壤因子。他们的目标是预测哪里的牧场草更可能积累重金属。照片：Chris Ford (www.flickr.com).

        到目前为止还不需要担这份心。但由于新西兰牧场土壤中的大部分镉来源于农民持续使用的矿物磷肥, 新西兰并不冒这个险，牧民被建议在金属含量较高的土壤中施用低镉肥料, 并全面减少磷的施用。

        与此同时, 科学家们正努力确定哪些土壤因子对土壤（有效）镉浓度的影响最大，并着眼于预测哪里的草场牧草更可积聚金属。在新西兰林肯大学Brett Robinson领导的一项新研究中, 科学家发现土壤pH值、铁浓度和总镉含量都是土壤镉潜在生物有效性的最佳预测因子。同时, 这些因子对牧草中测定的实际镉浓度的预测能力相对较差。

        这表明, 下一步需要重点调查牧草的镉含量。不同种类的牧草吸收镉的程度不同。它们的根也可能改变镉的土壤化学而影响其有效性。通过对土壤-植物镉转移模型的优化, 可以更好地判断未来牲畜最大的镉暴露风险。这项研究的作者说, 新的知识还应该能够帮助开发诸如牧场牧草种类选择这样的工具来减少镉暴露。

        他们的研究发表结果在2014年3月的《环境质量杂志》上。

        新西兰的土壤是如何积累这么多镉的呢？原来，多年来新西兰农业土壤所用的"普通过磷酸钙" 肥料产自南太平洋的一个小岛国--瑙鲁岛的磷酸盐岩。后来人们才意识到这里的磷酸盐含有高浓度的镉, 约每公斤100毫克左右。目前, 在牧场土壤中镉的平均浓度已上升到0.43毫克/千克, 与先前的研究对比，比背景水平高出2倍以上。

         在目前的研究中, 69个采样点的平均水平甚至更高: 0.89 毫克/千克。(作者认为, 更高的数值可能是因为他们把重点放在集约型奶牛养殖的土地上, 它往往比一般牧场施用更多的肥料)。对于一个牧场占土地总面积近40%，且动物生产是一个至关重要的行业的国家来说, 这无疑是一个令人不安的发现。但这个问题也不是新西兰独有的。在世界各地的土壤中, 很多报道发现了通过使用富含镉的磷酸盐肥料, 而且还从大气沉积镉和生物固体的土地应用带来的镉富集。

        现在的问题是, 如何才能管理土壤中的镉？这种金属一旦在土壤的存在是很难从土壤中去除, 所以一个重要的解决办法是将已经存在的镉“锁定”在植物不可利用的形态。Robinson的研究工作找到了实现这一目标的一种方法。在这项研究中, 植物有效镉浓度随着pH值的下降而上升, 这表明只要有可能, 将土壤pH值保持中性或更高就会减少牧草对镉的吸收, 最终会降低牲畜的镉摄入。

        同样地, 土壤高铁含量与低镉有效性有统计学关系, 因为氧化铁将镉紧密结合在土壤中。Robinson现在正在与Solid Energy New Zealand这家煤炭开采公司，以及和瑞士联邦理工学院合作，研究土壤中添加煤炭开采作业的褐煤是否可以增加土壤结合镉的能力。

编译水平有限，如有错误敬请批评指正。

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