如何解读土壤重金属含量的数据

时至今日，随着科学和技术的进步，测定土壤中的重金属含量方法很多，但对土壤重金属数据的解读则需要相当的学问，一个数据的科学含义的解析需要深度的土壤科学知识甚至多学科的知识的支撑，客观解读重金属数据成为当下之急。

由于土壤本身具有不均一性，所以采集的土壤样品存在着代表性问题。在土壤重金属分析中，测定方法也很关键，早在2012年美国曾经有一位大学教授用XRF测定来自亚洲的大米含铅超高，并将此结果提交美国化学学会上发表且接受BBC采访，但后来发现这个结果并不科学，文章撤销了，却给学界留下了一个笑柄。

且不说大米测定的笑话了，说说如何看待土壤的重金属数据超标的问题。土壤污染数据的解读比数据测定复杂。

重金属在土壤中以各种形态和价态存在。各种重金属、同一种的不同形态、不同价态不仅毒性不同，在土壤中的物理、化学和生物学的行为也不同，在土壤-受体（作物、人体、动物）中的迁移能力也不同。不谈及重金属的形态、价态和曝露途径，土壤重金属的数据其实是个“死”数据。对于砷，三价砷的毒性高于无价砷，而无机砷的毒性远远高于有机砷，在水产品中砷含量很高，但多以有机砷的形式存在，而在稻米中，存在着3～4种砷的形态，但无机砷的含量变化大，幅度在总砷的10～90%之间。重金属本身就是环境中的一种客观存在，看到污染超标多少倍而受到惊吓其实是不必要的。当受体不存在或者无曝露途径时，重金属超标本身并没有多大意义。

土壤重金属污染问题必须和粮食安全和人体健康联系起来。食物链污染是土壤重金属带来人体健康风险最主要的途径，土壤重金属污染问题的解析必须和人体健康、粮食超标等联系起来考虑才有意义，根植于以上三者相关关系的政策和治理才能最有效、最经济地确保粮食安全和人体健康。同时粮食重金属的积累问题涉及品种问题、土壤自身的条件和污染特征、甚至气候和大气污染物等等。土壤重金属污染本身的确是个问题，但其对粮食生产、粮食卫生安全、和人体健康影响才是更大的问题。

土壤污染倍数的判断是基于标准基础上的判断。土壤污染倍数的意义本身受到标准使用的范围、标准本身的合理性的制约。我国的土壤环境质量标准制定于1995年，根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类，Ⅰ类为主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景水平。

Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。以镉为例，用农业生产的耕地镉标准来判断日本的耕地，日本的耕地土壤几乎全部都超标，而用台湾的农田土壤的镉标准来判断中国的耕地，则中国的土壤镉超标的百分数将大大降低，当然这并非说中国土壤不存在镉的问题，相反从食物链传递和人体健康风险来看，中国耕地土壤的最大的重金属隐患就是镉。

农业生产中，土壤重金属的风险性很大程度上决定于重金属的有效性，而后者又很大程度上受制于土壤本身的性质。世界上土壤镉含量最高的矿区当属英国Shipham矿区，镉含量高达998mg/kg，按照我国的土壤环境质量标准，其超标3326倍。但它并没有带来很大的人体健康效应，而与之相反日本痛痛病区土壤镉最高在6mg/kg，大宝山“癌症村”土壤镉含量最高不到1mg/kg。之所以有如此大的差别在于英国的矿区是碱性矿区，同时矿体主要是碳酸锌，而日本的是单纯的铅锌矿，大宝山矿是铁铜矿且含有大量的硫，这些物质大量进入下游的土壤在干旱条件下呈强烈的酸性。

重金属在土壤中的含量具有高度的不均一性，有时受到灌溉的影响，一块田的进水口和出水口都可以相差好几倍或者几十倍，受到翻动或者犁耙的影响上下层也可以相差好几倍。因此在土壤样品采集时需要多点采样或者多点混合采样以取得可靠的含量指标。也因此在2014年全国土壤污染状况公报中，各种土壤利用类型的重金属超标率是点位超标率，并非污染面积的百分数，很多媒体和公众都误读了这些数据。（文/ 陈能场、郑煜基）