我国重金属污染来源及污染现状概述
2013-01-271许延娜2牛明雷3张晓云
1许延娜 2牛明雷 3张晓云
(1北京方正联工程咨询有限公司 2农业部工程建设服务中心 3中国绿色食品发展中心 北京 100081)
由于环境污染而带来的危害是多方面的,其中与人类健康直接相关的是环境对农作物的污染。重金属由于不能够被降解,易在土壤中累积,甚至在土壤中可能转化为毒性更大的形态,通过食物链转移到动物、人体内,严重影响人体健康。目前许多粮食、蔬菜生产田被工业三废污染,耕作层内的镉、铜等重金属大量富集,致使粮食、蔬菜产品内的重金属含量超标,导致消费者重金属慢性中毒现象发生[1]。重金属污染主要分大气、水体、土壤几个部分来研究:
1 大气重金属污染
大气中的重金属来源分为自然来源和人为来源,各种元素的含量在两种来源间比例不同。1983年全球由自然来源进入大气的重金属中,铅仅占其向大气总释放量的3.5%左右,镉的比例也较低,只有总释放量的15%,铬、铜的比例比较高,分别达到59%和44%。人类社会生产、生活活动释放到大气中的重金属铅、镉、镍、汞、铜的数量则远远大于它们的自然输入量。大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放等产生的大量含重金属的有害气体和粉尘,主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中重金属经过自然沉降和雨水沉降进入土壤,主要分布以工矿企业的烟囱、废渣堆和公路为中心,向四周或两侧扩散,分布规律随离污染源的距离加大而污染减轻,地理分布上工业城市的郊区污染较为严重。大气中的有毒重金属可以通过人类呼吸作用随气体进入人体,也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收,对人类健康的危害很大。
2 水体重金属污染
在没有人类活动干预情况下,水体中重金属的含量取决于水与土壤、岩石等陆地表层物质的相互作用,其含量一般很低。由于城市工业化的迅速发展,人为制造含重金属污水未经处理直接排放到环境,废水进入河流或湖泊使水体重金属含量明显升高,导致水体污染。我国水体重金属污染问题十分突出,江河湖库底质的污染率高达80.1%。水体污染物排放源主要集中在大、中城市和工业发达地带。由于水资源短缺,近年来污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分。自60年代我国污灌面积迅速扩大,以北方旱作地区污灌较为普遍,通过直接饮水、食用被污水灌溉过的粮食、蔬菜等途径,重金属很容易进入人体内。同时河流湖泊中重金属也可能在藻类、鱼类体内积累,通过食物链进入人体内,并在体内富集,威胁人体健康。
3、土壤重金属污染
土壤重金属污染是指人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境恶化的现象[2]。目前在重金属污染在该方面研究较多,土壤作为开放的缓冲动力学体系,在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中,不可避免地会有外源重金属进入其中。
我国目前受重金属污染的耕地面积近2000万公顷,约占总耕地面积的1/5,其中污水灌溉的农田面积达330多万公顷。我国受重金属污染耕地面积逐年增长,1980年污染耕地面积266.7万公顷,1988年增加到666.7万公顷 ,1992年增加到1000万公顷[3]。重金属已成为土壤中长期存在的“毒瘤”,我国每年因重金属污染而减产粮食超过1000万吨,被重金属污染的粮食每年多达1200万吨,造成的经济损失合计至少为200亿元。重金属无论是污染水体,还是污染大气,最终都会循环至土壤,造成土壤污染。中国环境监测总站的资料显示,我国土壤重金属污染中最严重的是镉污染、汞污染、血铅污染和砷污染。近年来发生的镉污染事件很多,有2005年的广东北江镉污染、2006年湖南湘江株洲镉污染、2009年湖南浏阳镉污染以及2012年初广西龙江镉污染等。东北地区沈阳张士灌区是污染面积最大、污染最严重的镉污染区,面积约2500余公顷,重庆部分地区的土壤、地下水和植物出现了含汞量明显增长,蔬菜样品中汞超标率达28%[4];云南省农业环境监测站对全省抽调水稻、蔬菜及少量畜禽样本,调查了昆明市、楚雄州、怒江州的几个县市稻米中汞、铅、镉含量均超标,对照农田的污染情况也不轻。
迄今为止我国尚未公布全面的土壤重金属普查结果,关于土壤重金属状况的说法也多种多样,在一定程度上影响了对土壤重金属状况的整体判断。但当前我国农业环境恶化现象已较严重,从2009年至今,我国已有30多起重特大重金属污染事件,这些事件涉及甘肃、陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东等省。经统计,我国24个省(市)城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,污染超标的大田农作物种植面积为60.6万公顷。有许多地方粮食、蔬菜等食物中镉、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值,多数是由于工业污水灌溉造成的[5]。1995年淮阳污灌区土壤汞、钙、铬、铅、砷等重金属已超过警戒线,其它灌区部分重金属也远远超过当地土壤底值,随着污水灌溉而进入耕层的重金属,以不同的方式被土壤截留固定。重金属通过土壤影响食品安全性,这是重金属对人类最直接的影响之一。
[1]梁称福,陈法正.我国无公害蔬菜生产现状与发展对策.中国农业网.2000-5-1.
[2]陈怀满.土壤—植物系统中的重金属污染。[M]北京:科学出版社,1996,71-85
[3]李波,青长乐,周正宾等.肥料中氮、磷和有机质对土壤重金属行为的影响及在土壤污染中的应用[J].农业环境保护.2000,19(6):375~377.
[4]孙波.基于空间变异分析的土壤重金属复合污染研究 [J].农业环境科学学报,2003,22(2):248-251.
[5]徐应明,李军幸.新型功能膜材料对污染土壤铅汞镉钝化作用研究[J].农业环境科学学报,2003,22(l):86-89.