分析重金属镉对农产品的影响

惠瑾

摘要 当前，日渐严重的重金属污染问题已成为全球环境保护关注的重点问题，而金属元素镉导致的农产品污染和农产品质量安全也成为严峻的社会问题。本文通过分析农产品重金属Cd污染物的来源以及对人体的伤害，提出了农产品镉污染的防治方法，确保农产品的质量安全。

关键词 重金属镉;农产品;污染;防治措施

中图分类号：P618 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）08–0176–02

The Effects of Heavy Metal Cadmium on Agricultural Products Were Analyzed

HUI Jin （Jurong agricultural and rural Bureau， Jurong， Jiangsu 212400）

Abstract At present， the increasingly serious problem of heavy metal pollution has become the focus of global environmental protection， and the pollution of agricultural products caused by metal element cadmium and the quality and safety of agricultural products have also become an increasingly severe social problem. This paper analyzes the source of heavy metal CD pollutants in agricultural products and their harm to human body， The ways of prevention and treatment of cadmium pollution in agricultural products were analyzed. It was found that controlling pollution sources， soil remediation， adjusting soil pH value and using farm manure can effectively reduce the pollution of heavy metal CD to crops. Ensure the quality and safety of agricultural products.

Key words Heavy metal cadmium; Agri-culture products; Pollution; Prevention and control measures

镉具有严重的生物毒性，其含量在正常的自然条件下，并不会对人体健康产生影响，但如果自然环境中的镉超标，其危害则很难消除，容易导致镉元素异常集聚。自然环境中的镉元素容易被植物吸收，其含量富集到一定程度，将会对植物的正常生长产生毒害影响[1]。而植物包括农作物在内，其果实富集一定程度的镉后将会进入食物链最终影响到人体的健康[2]。镉在进入人体之后难以排出或转化，且能够在人体中存在较长时间，同时能够通过乳汁导致婴儿体内重金属超标，而且还可以通过胎盘侵害胎儿的组织器官，进而出现细胞癌变、器官发育不完全等问题，最终损害人体健康[3]。因此，分析镉及其化合物对农产品的污染，并研究其预防和治疗方式极其重要。

1 农产品污染中重金属镉的来源

在农产品中，镉元素的污染通常是农作物经过根茎的吸收作用从土壤以及水体中产生，进而使此类物质在农作物体内富集。土壤和水体中的镉元素主要来源于工业，比如采矿、选矿、金属冶炼、电镀等行业以及农业生产中农药的使用都有可能导致镉元素超标。同时，农产品生产以及加工过程中都可能出现重金属镉污染。

1.1 工业采矿冶金造成的重金属镉污染

有较多金属镉是经过工业固废、废气、废水被排入到自然环境中造成的污染。而工业废气是造成空气镉污染的主要原因，如果空气中的镉含量较高，镉元素会通过降水渗入土壤，导致土壤中的镉环境污染。同时，在铅锌矿等金属冶炼、电镀中排放的废水，容易造成农田、灌区植物和土壤的污染，且较多工业废物的堆积，也会导致土壤污染，进而造成植物和农作物的镉污染。

1.2 使用化肥造成的重金属镉污染

在农业化肥中，通常N肥和K肥中含有镉元素较少，较多镉含量主要掺杂在P肥和部分复合肥中，在生产Ca3（PO4）2和CaP2H4O8肥料时，因为在最后产品中添加了磷矿，其中镉将会进入到下游的含磷肥料中。因此，要使土壤降低镉元素污染，一定要合理控制磷肥的使用量。而含有一些微量元素的肥料使用过度，也会导致部分土壤重金属镉的浓度升高，进而使农作物吸收更多的镉;而在一些含CL的肥料中，部分CL也会与镉构成一定的结合物，增强Cd的毒性。

农作物作为生态系统的生产者，处于首位营养级，土壤中的重金属首先在此富集。并不是全部的重金属都会危害人体健康，在一定的浓度范围中，并不会对人体产生不良影响，农作物允许存在的重金属浓度范围（表1）。

虽然重金属元素在植物体中普遍存在，但在一定的浓度范围内并不会有较大的危害，如果环境中的有害元素超过一定的限值时，将会对人和动物产生较大危害。几种常见农作物中重金属以及其他毒性元素的最大含量（表2）。

2 重金属镉对农产品质量的影响

镉对农产品质量的影响包括兩个方面：一方面，增加农产品中镉的浓度，在进入食物链后对人体和动物产生损害;另一方面，降低农作物中的营养含量，减少营养物质。

植物吸收重金属元素主要是通过植物的根和叶，被用于饲料使用的秸秆也通常含有较多的镉含量，而且在土壤环境中较高的Cd浓度会使植物的籽粒中的镉浓度升高。通过对市场中的蔬菜进行Cd浓度调查发现，近40个蔬菜样本中，Cd浓度超标样本达5%;而浓度在0.05 mg/kg的样品接近12%。进一步研究发现，土壤中重金属Cd的含量与磷肥的施用有很大关联，磷肥的不断添加提高了土壤中镉的含量。相关数据显示，在辽宁郊区10种农作物中的重金属、农药等物质在植物中的浓度由高到低顺序为叶类蔬菜→根茎植物→瓜果植物。在蔬菜类植物中镉的含量约为0.3 mg/kg，大于标准的1倍多;其中受污染最严重的蔬菜依次为菠菜、芹菜与白菜，含有的Cd浓度分别为0.521 mg/kg、0.482 mg/kg和0.562 mg/kg，超过标准值2倍有余;数据显示，黄瓜含有的镉浓度较少，约为0.0792 mg/kg。

实验表明，Cd2+对大白菜、莴笋、豇豆和紫花苜蓿的根部成长有较强的阻碍作用，同时对种子的萌发具有较强的阻碍性，这主要与种子在萌发时根部的生长相关。根部处于一定的Cd液体之中，植物的成长受到了较大的限制。实验结果显示，Cd2+的毒性较大，且多种植物对Cd2+的耐受力较弱，极大地束缚了植物根系的发展。

3 镉对人体健康的影响

对人类和动物而言，食物作为机体含Cd的重要来源，人们经过食物获取的Cd的浓度同样会由于食物的不同而有所差别，如牡蛎和鳗鱼中含有的Cd含量较大，同时在施加P肥之后的植物根系也含有较多镉含量，很多成年人每天通过食物摄取大约0.1～0.5 mg的镉元素。

动物机体对于镉的吸收效果较弱，尽管仅有3%～8%的Cd含量会被吸收，但是镉进入人体后不能被人体代谢掉，将聚集在肾脏和肝脏，其中在肾皮层储存较多，而新生婴儿体内基本没有镉。而随着人体的不断成长，人体中聚集的Cd浓度也逐渐增加，镉能够伤害肾近曲小管的上皮细胞，贫血是慢性镉中毒的主要病发症。临床中可以通过检测蛋白尿进行确诊，假如人体长时间食入含镉的食物，将会使人体中的Ca吸收失衡，进而导致肾脏和消化系统受到损伤，出现软骨病以及剧痛骨折，又被称为“骨痛痛”病。在正常的人体肾皮质中，镉的最高浓度为0.2 g/kg，“骨痛痛”病人的肾皮质中Cd的浓度能达0.6～1 g/kg。

4 预防重金属镉对农产品污染的建议

因为镉污染具有长久性、难以逆转以及较大的污染性，所以治理农产品镉污染关于一般遵循“预防为主、防治结合、综合治理”的原则，主要治理手段如下。

4.1 严格控制污染源

为有效降低镉对农作物的污染，保护生态环境，就必须降低镉的工业污染对农业的危害，减少此类工业生产对农业环境的损害，严禁利用污水灌溉农田，避免含镉固体废物对农田造成污染，减少P肥的使用量，合理施肥。

4.2 对镉污染土壤进行生物修复

土壤中含有的镉表现出一定的长久性和稳定性，难以被微生物降解。因此，关于被镉污染的农田土地，最好集中处置，不过对于一些中轻度污染的土壤，可以依据Cd在土壤中的特点，通过采取一定的方式减少Cd流向植物体。同时，通过种植植物减少土壤中的重金属含量，不仅更加经济，而且对机械设施的要求都较低，技术投入仅仅是其他修复技术的30%，甚至10%，又不会损害土壤的特性，既可以降低土壤中的Cd污染物，又不会产生次生危害，便于后续的管理。

4.3 调节土壤的pH值

土壤中的重金属活性与其pH值表现出一定的负相关关系，如果土壤中的pH值>6.5，此时Cd2+的活性将会受到极大限制。因此，提升土壤中的pH值能够有效降低土壤中的镉浓度，是减少农作物中重金属镉浓度的重要途径。相关研究发现，石灰、硼泥、ZnSO4、N肥等多种改良药剂中，通过施加一定的石灰取得的土壤改良效果最佳。据实验表明，通过组合使用石灰+钙盐、石灰+镁盐、石灰+磷肥对土壤的改良效果最佳，能够降低水稻、小麦和玉米籽中的Cd含量分别为56%、35%和20%。

5 结束语

重金属镉不仅会对农产品造成污染，还会对人体健康构成威胁，只有减少或消除重金属镉污染，才能维持生态系统的平衡，保障农业的可持续发展。

参考文献

[1] 张树攀.高粱属牧草对土壤重金属镉的响应及富集效应的研究[D].扬州：扬州大学，2010.

[2] 毛雪飞，杨洁.锌镉胁迫下4种农田杂草生理生化特性及对重金属的累积特征[J].西南林业大学学报：自然科学，2019，39（6）：9-18.

[3] 万子栋，高天鹏，周玉霞，等.重金属复合胁迫下碱蓬萌发生长及富集特征[J].生物工程學报，2020，36（3）：493-507.

责任编辑：黄艳飞