導讀:我國土壤重金屬污染問題主要不在土壤鎘總量的問題上，而在于數十年快速、大量鎘進入土壤，且因土壤被酸化導致的外源鎘的植物有效性很高的問題上，因而很有必要客觀看待土壤污染，高度重視糧食安全。
在立法中，期待源頭消減方面能夠得到加強。整個土壤污染防治不僅僅關注土壤重金屬量的減少或者固定，而應該重視土壤環境質量的概念，以土壤健康為目標，構建土壤污染的防治體系。
時至今日，很多人還對3年多前環保部聯合國土資源部公布的《全國土壤污染狀況調查公報》中一個問題充滿困惑：他們將點位超標率誤當超標面積，對鎘的點位超標率高達7.0%甚為不解。為什么是鎘的超標率高企，鎘從何而來？和國外相比，耕地鎘太高了嗎？曾經在日本帶來痛痛病的鎘還有什么影響？耕地鎘污染與糧食超標是怎樣一種關系？……為了正確理解上述問題，筆者將從標準、時間、空間、糧食超標率等維度對此做一些解讀。
標準與時空維度
超標率的計算基礎是土壤環境質量標準（或者特定的評價參比值），標準的高低影響超標率的數值。
上個世紀中葉日本發生因長期食用鎘超標稻米而導致痛痛病事件之后，很多國家都對土壤鎘含量制定了標準。時至今日，在全球所有的土壤標準中，鎘的標準值有400個，最低的是2005年拉脫維亞制定的0.08 mg/kg，最高的為美國俄亥俄州環保局規定的83000 mg/kg，相差6.0個數量級（百萬倍）；90%的標準值都在100mg/kg以內。
對于農田，各國標準很不一致。我國農地鎘標準為鎘總量0.3mg/kg（pH>7.5為0.6mg/kg），而我國臺灣于2000年制定的鎘標準高達5.0mg/kg，相差16.7倍；英國2002年制定的標準為2.0mg/kg，是我國標準的6.7倍。除了丹麥、芬蘭所定標準是0.3mg/kg之外，其他所有國家的耕地鎘含量均高于我國，如捷克0.4mg/kg，加拿大0.5mg/kg，德國沙土0.4mg/kg、黏土1.5mg/kg。此外，大多數國家以土壤全量為標準。
不論以何種形式設定標準，我國標準最低，因此我國耕地土壤的鎘超標率高其實與實行最低標準有關。若拿其他國家的土壤鎘標準來計算，我國耕地土壤的鎘超標率就會大大降低。
從時間角度來看，我國1990年《中華人民共和國土壤環境背景值圖集》公布的全國范圍內調查的4095個分析樣點的鎘算術平均值為0.097mg/kg，幾何平均值0.074mg/kg，中位數為0.079mg/kg，95%置信限為0.017~0.333mg/kg 。
而美國于1986年發表的36個州偏遠地區作物生產區的農業土壤（刻意避開污染）3305個點的鎘中位數為0.2mg/kg，算數平均值為0.27mg/kg，95%置信限為0.005~2.4mg/kg，可以看出同期美國作物生產區的土壤鎘含量比我國要高得多，平均值接近我國土壤鎘環境質量標準0.3mg/kg。
很多國家對土壤進行了詳細調查，如英國以5km × 5km 調查全英土壤5692個點，鎘平均值高達0.7mg/kg；日本稻田土壤的鎘平均值為0.45mg/kg。如用我國的土壤鎘標準來評價，以上國家都已超標。對比來看，我國7%的點位超標率（輕微5.2%、輕度0.8%、中度0.5%、中度0.5%）并不“嚴重”。而且發達國家“土壤污染”發生在兩百多年來的工業革命進程中，我國則是在近三十多年改革開放過程中，兩者存在著時間跨度的差異。
另一方面來說，我國土壤鎘含量從1990年算術平均值0.097mg/kg上升到2014年的點位超標（0.3mg/kg）7%，表明有大量的污染物鎘進入土壤。
從空間角度來看，有研究表明，我國年排放到大氣中的鎘高達2186噸，燃煤排放鎘強度最高可大于0.20kg/km2。估算每年進入農田的鎘高達1417噸，其中來自大氣沉降的鎘493噸，占總量的35%；家畜糞便778噸，占總量的55%。很多人誤以為化肥是鎘的主要污染源，但來自化肥的鎘為113噸，占總量的8%，其中來自復合肥的6%、磷肥的2%。由于灌水進入農田的鎘為30噸，占總量的2%。
在進入農田總量為1417噸的鎘中，每年通過各種途徑帶走的為178噸，也就是只有13%的鎘被輸入，而87%滯留在農田中。設定耕層20公分、土壤容重為1.15g/cm3，則土壤鎘含量年增0.004mg/kg。按照這個速度污染，從1990年的土壤背景值起算，50年內所有耕地土壤都將超過目前標準（0.3mg/kg）。
以上不僅表明了土壤污染源，也表明數十年中有大量鎘進入土壤，造成《全國土壤污染狀況調查公報》耕地重金屬污染點位超標率達19.4%，而鎘的點位超標率為7.0%。
土壤重金屬問題的核心
由此可見，我國土壤的鎘含量和其他發達國家相比并不很高。但為什么我國糧食鎘超標率近年來變得很突出，以至于2013年“鎘大米”新聞頻頻，而其他國家包括以水稻為主要作物的日本、韓國的大米相對安全？
金屬冶煉、燃煤發電、露天垃圾焚燒乃至吸煙都可以將鎘排放到大氣中。多年來，我國作為“世界工廠”，金屬冶煉地區廣泛、數量龐大，煤為主要能源，加之污染防控的法律和措施執行不力，也就不難理解為什么鎘在整個土壤污染的超標率變得突出了。
同時，還與我國施肥結構發生變化有很大關系。數十年來，我國化肥特別是氮肥施用量不斷攀升。很多學者指出，化肥施用量超過了世界225kg/ha的警戒線近1倍，帶來了土壤酸化。長三角有些地方20年間土壤酸度增加了10倍，珠三角30年間耕地土壤pH值從5.7下降到5.4。
土壤對污染物具有緩沖性，土壤膠體對重金屬具有很強的吸附能力。通常進入土壤中的重金屬迅速被土壤膠體固定而“老化”，從而降低其對植物的有效性。但在酸性環境中，鎘很難被“老化”。
歐美、日本等國家及我國臺灣地區的大量試驗表明，土壤酸堿度處于4.5~5.5區間時最容易產生鎘大米。筆者很多試驗結果也證實了這一結論，如在pH值為5.33、土壤全鎘量為0.22mg/kg，品種篩選試驗中的33個品種的大米鎘含量均超過我國規定的食品衛生標準0.20mg/kg，也就是在酸性條件下，鎘不超標的土壤一樣產生鎘大米。
綜上所述，我國土壤重金屬污染問題主要不在土壤鎘總量的問題上，而在于數十年快速、大量鎘進入土壤，且因土壤被酸化導致的外源鎘的植物有效性很高的問題上，因而很有必要客觀看待土壤污染，高度重視糧食安全。
認識到這一問題有助于我國對土壤重金屬污染修復的方法選擇，也期待目前向全社會征求意見的《土壤污染防治法》在污染源消減問題上得到加強。整個土壤污染防治不僅僅關注土壤重金屬量的減少或者固定，而應該重視土壤環境質量的概念，以土壤健康為目標，構建土壤污染的防治體系。
作者系廣東省生態環境技術研究所研究員
中國鄉村發現網轉自：中國科學報 2017年8月9日
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