浅谈益阳地区农产品重金属污染的现状、来源及对策

2014-01-24唐春江唐常青蒋上志蔡智华

作物研究 2014年2期

唐春江，舒畅，唐常青，蒋上志，蔡智华，许奕，曹辉

(1益阳市农业局，湖南益阳413000;2益阳市农业科学研究所，湖南益阳413046;3安化县农业局，湖南安化413500)

益阳地处湘中偏北，濒临南洞庭湖，是一个典型的农业大市，素有“鱼米之乡”之美誉。盛产粮、油、棉、麻、茶、猪、鱼、禽等农产品，是国家重要商品粮、猪、鱼基地［1］。2013年，全年粮食总产量237.87万吨，棉花产量6.38万吨，油菜籽产量23.06万吨，出栏生猪479.62万头，出笼家禽2 940.50万羽，水产品产量达33.89万吨［2］。但农业在追求高产出的过程中，大量使用化肥、农药、农膜，以及工业“三废”等，给当地农产品产地环境及农产品质量安全带来了严重的影响，特别是农产品的重金属污染。重金属污染元素主要包括镉、铅、汞、铬以及类金属砷等元素，具有不同程度的急性和蓄积毒性，是农产品质量安全的重要危害因子。本文分析了近年来益阳地区主要农产品重金属污染的现状、来源，并对改善当地农产品重金属污染情况提出了对策建议。

1 益阳地区农产品重金属污染现状

民以食为天，食以安为先。随着人们生活水平的不断提高，人们对农产品质量的要求也越来越高，安全绿色的农产品已成为人们的基本要求。一直以来，人们过度关注农产品农药残留或违规添加物等质量安全问题，而对农产品中的重金属污染重视程度不够。

近年来，农产品重金属污染事件频频爆发，如2009年的深粮事件，2013年2月27日《南方日报》发表了题为“湖南问题大米流向广东餐桌”的报道，随后5月份广州市食品药品监督管理局发布的监测结果显示18批次大米及制品中8批次镉超标。益阳作为一个产粮大市在此次事件中受到了极大影响，兰溪大米市场等在此次事件中也受到了重创。2013年农业部对益阳市农产品(稻谷)进行了抽样监测，经检测，稻谷中镉含量基本在0.1～0.3 mg/kg，也有超过1.0 mg/kg的现象，铅、汞含量相对较低。另外，蔬菜、花生、茶叶、水产品等农产品每年也抽取代表区域的样品送往其他检测机构检测重金属含量，目前虽然没有发现这些农产品重金属超标，但其重金属含量呈逐年上升趋势。

2 益阳地区农产品重金属污染来源

农产品是指经种植、养殖、捕捞、采集获得的植物、动物、微生物产品及初级加工品［3］。根据农产品定义可知，农产品的重金属污染主要存在于生产环节，来自于产地环境、农业投入品、工业“三废”等污染源。

2.1 产地环境

产地环境质量是影响农产品质量的基础因素之一。据2013年益阳市农业局统计，益阳共有耕地面积26.9万公顷，农作物总播种面积76.35万公顷，耕地地力调查与评价结果表明，土壤pH值比第二次土壤普查平均下降0.5，土壤正在逐步酸化，加剧了农产品对重金属的吸收。2013年农业部对益阳市水稻土壤进行了抽样监测，结果表明镉污染较严重，铅次之，汞较轻。土壤中镉含量基本在0.2～0.4 mg/kg，有个别样品达到了1.0 mg/kg;铅含量在20 mg/kg左右;汞含量基本稳定在0.05 mg/kg以下，个别超过了0.1 mg/kg。据湖南省有色金属研究院2007年的研究报告，安化渣滓溪矿业丰水季节日产锑浓度19 mg/L矿坑水400 t，每天外排锑浓度10 ～13 mg/L 的废水 1 800 t［4］。可见，农产品的生产源头受到重金属污染是农产品重金属污染的基本来源。

2.2 农业投入品

农业投入品是指人们在农业生产活动中，为开展生产和满足生物生长发育所需而人工投入的有关物品，以获得理想的农产品产量。包括种子、种苗、肥料、农药、兽药、饲料及饲料添加剂等农用生产资料产品和农膜、农机、农业工程设施设备等农用工程物资产品［5］。在农业生产中，农药、肥料、地膜等是农产品生产中的必需品。

2.2.1 肥料

大量施用肥料是导致土壤重金属污染的主要因素之一。氮、钾肥中重金属含量较低，磷肥中含有较多的有害重金属。许多研究表明，随着磷肥及复合肥的大量使用，土壤中镉的含量不断增加，作物吸镉量也相应增加［6］。根据《湖南省洞庭湖区生态地球化学调查评估报告》中对宁乡等6个研究区的土壤镉输入途径分析:每年来自灌溉水的镉输入约为每公顷 0.195 g，而来自磷肥的为每公顷 1.65 g［7］，由此可见矿质磷肥的大量施用是土壤重金属的最主要来源之一。美国橘园每年施磷量为175 kg/hm2，36年后土壤镉的含量从0.13 mg/kg上升到0.32 mg/kg;新西兰在同一地点施用磷肥50年后取土分析，土壤镉含量由 0.39 mg/kg提高到 0.85 mg/kg［8］。据益阳市土肥站统计，2013年，益阳市共施肥近90万吨，其中，磷肥22万余吨。据以往的报道和调查研究［9］，湖南地区销售的磷肥其镉含量平均为0.79 mg/kg，同时现在普遍施用的是镉含量较高的过磷酸钙，其镉含量平均达到了0.75 mg/kg。因此，随着肥料特别是磷肥的大量施用使土壤中的重金属含量逐年增高，也使得对重金属富集能力强的农产品重金属污染越来越严重。

2.2.2 农药

农药是对农产品重金属污染最严重的农业投入品之一［10］。据益阳市农业局统计，2013年，益阳市农药使用量为12 103 t。有些农药中含有汞、砷、铜、锌等重金属元素，如西力生(C2H5HgCl)与赛力散(C6H5HgCOOH)是主要汞制剂农药，砷化物也在农业生产中被用作杀虫剂、杀虫菌和除草剂。经常施用含砷的农药，土壤中砷的残留量会明显增加，农产品中砷含量也相应增加［11］。

2.2.3 饲料

近年来益阳地区养殖业发展迅速，特别是水产业，2010年，益阳被授予“中国淡水鱼都”称号。2013年，益阳养殖水域5.586万公顷，水产品总产量近3.4万吨，每年投放大量的鱼饲料。而饲料中含有大量的重金属添加剂铜和铅［12］。一方面，畜禽鱼吃下增加其体内的重金属含量，另一方面，水未经处理或处理不到位便进入农田水体被农作物吸收污染粮食果蔬等农产品。据邓凯杰等2006年对深圳市福田区农产品重金属污染情况调查，畜肉类抽了8份样品，平均含铅0.111 mg/kg，汞0.019 mg/kg，镉0.021 mg/kg［13］。另外，猪牛羊鱼等产品的废弃物如粪便、尿液等的排放与处理不当，也给环境和其他农产品重金属污染造成了一定的影响。

2.2.4 地膜

地膜是一种高分子化合物，在生产过程中加入了含有镉、铅的热稳定剂，熔融指数偏高，极难降解，既不受微生物侵蚀，也不能自行分解，其降解周期一般为200～300年［14］。2013年益阳全市地膜使用量为4 247 t，覆盖面积5.73万多公顷。因此，大量残膜增加了土壤中重金属镉、铅的含量，进而加重了农产品中重金属的残留量。

2.3 工业矿物开采和“三废”污染

益阳是远近闻名的“小有色金属之乡”。已知的矿床、矿点有140多处，已探明的矿床、矿点40余处，其中中型矿床5处，小型矿床15处，矿点和矿化现象120多处。主要矿藏20多种，锑、钨、钒、石煤的储量占全省第一。近年来，矿业的开采，对居民的生活环境和农产品的质量安全产生了严重的影响，如桃江锰矿、安化县烟溪镇原715矿区(镉)、赫山区925厂区固体废物、清塘镇廖家坪水库库区(锑、锰)、奎溪镇渣滓溪矿区(锑)的土壤、水体和农作物中皆检测出重金属超标。工业“三废”排放造成大气污染，导致酸雨频发，加剧了土壤酸化，增加了作物对重金属的吸收［15］。

3 改善益阳地区农产品重金属污染的对策

针对当前益阳地区农产品重金属污染的现状、途径，亟需提出合理、有效的改善农产品重金属污染的对策。

3.1 积极开展农业面源污染普查，采取有效的修复措施，从生产源头上降低农产品重金属污染程度

开展耕地质量、工业“三废”等农业面源污染普查与治理是产出优质农产品的基础。

3.1.1 耕地质量普查与修复

开展耕地质量普查，了解土壤的肥力与污染程度，从而采取积极有效的措施改善耕地质量。益阳市从2009年开始，结合测土配方施肥项目，开展耕地地力评价，土壤pH值比第二次土壤普查时平均下降0.5。其中，pH小于4.5的耕地面积有3.55 hm2，pH 在4.6～5.5的耕地面积有122.73 hm2，pH在5.6～6.5的耕地面积有38.42 hm2。应根据不同的土壤pH，采取相应的措施，降低土壤重金属的活性。对污染严重的土壤(矿区)通过翻耕、客土与换土、水洗和淋溶等物理措施，对pH小于5.5的稻田采取施用生石灰等改良剂或抑制剂等化学措施，同时，添加腐殖酸既能增加蔬菜的产量又能降低蔬菜中汞和镉的含量［16］。另外，还可通过植物修复措施提升农产品产地环境质量，从生产源头上降低农产品重金属污染程度。

3.1.2 工业“三废”治理

对工业“三废”要严格按环保法的规定达标排放，关停工艺落后、污染严重、排放不达标的企业。另外，大力发展生态循环农业工程，降低“三废”污染。近年来，益阳在城区建立污水处理厂和垃圾处理场，农村建立以“沼气”为纽带的“三改”(改栏、改厨、改厕)工程，在2013年的兰溪河志溪河流域农业源污染综合治理的工作方案中准备发展以沼气为纽带的“猪－沼－稻(菜)”和利用畜禽粪便制作有机肥料的紧密型种养结合的生态循环模式。目前，此项工程正在顺利进行，可望有效降低“三废”的排放，提高农产品的质量。

3.2 科学、合理使用农业投入品

在农产品种植过程中降低化肥、农药的使用量，大力推广使用有机肥，实施测土配方施肥，使用生物农药，推广绿色防控措施以及其他有效降低农产品重金属残留作用的农业投入品。益阳市从2005年开始实施测土配方施肥，截止2013年底，已推广实施测土配方施肥面积2 335.59 hm2，通过实施测土配方施肥，增加了有机肥的施用量，减少了单质肥的施用，特别是单质磷肥的施用量。另外，大力推广应用以物理防治、生物防治为主的绿色防控技术，成立农作物病虫害专业化统防统治服务组织，开展主要农作物病虫害防治全过程承包有偿服务，科学合理使用高效低毒、低残留农药。