導(dǎo)讀:我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題主要不在土壤鎘總量的問(wèn)題上，而在于數(shù)十年快速、大量鎘進(jìn)入土壤，且因土壤被酸化導(dǎo)致的外源鎘的植物有效性很高的問(wèn)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(qiáng)。整個(gè)土壤污染防治不僅僅關(guān)注土壤重金屬量的減少或者固定，而應(yīng)該重視土壤環(huán)境質(zhì)量的概念，以土壤健康為目標(biāo)，構(gòu)建土壤污染的防治體系。
時(shí)至今日，很多人還對(duì)3年多前環(huán)保部聯(lián)合國(guó)土資源部公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》中一個(gè)問(wèn)題充滿困惑：他們將點(diǎn)位超標(biāo)率誤當(dāng)超標(biāo)面積，對(duì)鎘的點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá)7.0%甚為不解。為什么是鎘的超標(biāo)率高企，鎘從何而來(lái)？和國(guó)外相比，耕地鎘太高了嗎？曾經(jīng)在日本帶來(lái)痛痛病的鎘還有什么影響？耕地鎘污染與糧食超標(biāo)是怎樣一種關(guān)系？……為了正確理解上述問(wèn)題，筆者將從標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間、空間、糧食超標(biāo)率等維度對(duì)此做一些解讀。
標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)空維度
超標(biāo)率的計(jì)算基礎(chǔ)是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（或者特定的評(píng)價(jià)參比值），標(biāo)準(zhǔn)的高低影響超標(biāo)率的數(shù)值。
上個(gè)世紀(jì)中葉日本發(fā)生因長(zhǎng)期食用鎘超標(biāo)稻米而導(dǎo)致痛痛病事件之后，很多國(guó)家都對(duì)土壤鎘含量制定了標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)至今日，在全球所有的土壤標(biāo)準(zhǔn)中，鎘的標(biāo)準(zhǔn)值有400個(gè)，最低的是2005年拉脫維亞制定的0.08 mg/kg，最高的為美國(guó)俄亥俄州環(huán)保局規(guī)定的83000 mg/kg，相差6.0個(gè)數(shù)量級(jí)（百萬(wàn)倍）；90%的標(biāo)準(zhǔn)值都在100mg/kg以內(nèi)。
對(duì)于農(nóng)田，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)很不一致。我國(guó)農(nóng)地鎘標(biāo)準(zhǔn)為鎘總量0.3mg/kg（pH>7.5為0.6mg/kg），而我國(guó)臺(tái)灣于2000年制定的鎘標(biāo)準(zhǔn)高達(dá)5.0mg/kg，相差16.7倍；英國(guó)2002年制定的標(biāo)準(zhǔn)為2.0mg/kg，是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的6.7倍。除了丹麥、芬蘭所定標(biāo)準(zhǔn)是0.3mg/kg之外，其他所有國(guó)家的耕地鎘含量均高于我國(guó)，如捷克0.4mg/kg，加拿大0.5mg/kg，德國(guó)沙土0.4mg/kg、黏土1.5mg/kg。此外，大多數(shù)國(guó)家以土壤全量為標(biāo)準(zhǔn)。
不論以何種形式設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)最低，因此我國(guó)耕地土壤的鎘超標(biāo)率高其實(shí)與實(shí)行最低標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。若拿其他國(guó)家的土壤鎘標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算，我國(guó)耕地土壤的鎘超標(biāo)率就會(huì)大大降低。
從時(shí)間角度來(lái)看，我國(guó)1990年《中華人民共和國(guó)土壤環(huán)境背景值圖集》公布的全國(guó)范圍內(nèi)調(diào)查的4095個(gè)分析樣點(diǎn)的鎘算術(shù)平均值為0.097mg/kg，幾何平均值0.074mg/kg，中位數(shù)為0.079mg/kg，95%置信限為0.017~0.333mg/kg 。
而美國(guó)于1986年發(fā)表的36個(gè)州偏遠(yuǎn)地區(qū)作物生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤（刻意避開污染）3305個(gè)點(diǎn)的鎘中位數(shù)為0.2mg/kg，算數(shù)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(guó)作物生產(chǎn)區(qū)的土壤鎘含量比我國(guó)要高得多，平均值接近我國(guó)土壤鎘環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0.3mg/kg。
很多國(guó)家對(duì)土壤進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，如英國(guó)以5km × 5km 調(diào)查全英土壤5692個(gè)點(diǎn)，鎘平均值高達(dá)0.7mg/kg；日本稻田土壤的鎘平均值為0.45mg/kg。如用我國(guó)的土壤鎘標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)，以上國(guó)家都已超標(biāo)。對(duì)比來(lái)看，我國(guó)7%的點(diǎn)位超標(biāo)率（輕微5.2%、輕度0.8%、中度0.5%、中度0.5%）并不“嚴(yán)重”。而且發(fā)達(dá)國(guó)家“土壤污染”發(fā)生在兩百多年來(lái)的工業(yè)革命進(jìn)程中，我國(guó)則是在近三十多年改革開放過(guò)程中，兩者存在著時(shí)間跨度的差異。
另一方面來(lái)說(shuō)，我國(guó)土壤鎘含量從1990年算術(shù)平均值0.097mg/kg上升到2014年的點(diǎn)位超標(biāo)（0.3mg/kg）7%，表明有大量的污染物鎘進(jìn)入土壤。
從空間角度來(lái)看，有研究表明，我國(guó)年排放到大氣中的鎘高達(dá)2186噸，燃煤排放鎘強(qiáng)度最高可大于0.20kg/km2。估算每年進(jìn)入農(nóng)田的鎘高達(dá)1417噸，其中來(lái)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(lái)自化肥的鎘為113噸，占總量的8%，其中來(lái)自復(fù)合肥的6%、磷肥的2%。由于灌水進(jìn)入農(nóng)田的鎘為30噸，占總量的2%。
在進(jìn)入農(nóng)田總量為1417噸的鎘中，每年通過(guò)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(nóng)田中。設(shè)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(gè)速度污染，從1990年的土壤背景值起算，50年內(nèi)所有耕地土壤都將超過(guò)目前標(biāo)準(zhǔn)（0.3mg/kg）。
以上不僅表明了土壤污染源，也表明數(shù)十年中有大量鎘進(jìn)入土壤，造成《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》耕地重金屬污染點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)19.4%，而鎘的點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%。
土壤重金屬問(wèn)題的核心
由此可見，我國(guó)土壤的鎘含量和其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比并不很高。但為什么我國(guó)糧食鎘超標(biāo)率近年來(lái)變得很突出，以至于2013年“鎘大米”新聞?lì)l頻，而其他國(guó)家包括以水稻為主要作物的日本、韓國(guó)的大米相對(duì)安全？
金屬冶煉、燃煤發(fā)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(lái)，我國(guó)作為“世界工廠”，金屬冶煉地區(qū)廣泛、數(shù)量龐大，煤為主要能源，加之污染防控的法律和措施執(zhí)行不力，也就不難理解為什么鎘在整個(gè)土壤污染的超標(biāo)率變得突出了。
同時(shí)，還與我國(guó)施肥結(jié)構(gòu)發(fā)生變化有很大關(guān)系。數(shù)十年來(lái)，我國(guó)化肥特別是氮肥施用量不斷攀升。很多學(xué)者指出，化肥施用量超過(guò)了世界225kg/ha的警戒線近1倍，帶來(lái)了土壤酸化。長(zhǎng)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(duì)污染物具有緩沖性，土壤膠體對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的吸附能力。通常進(jìn)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(duì)植物的有效性。但在酸性環(huán)境中，鎘很難被“老化”。
歐美、日本等國(guó)家及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的大量試驗(yàn)表明，土壤酸堿度處于4.5~5.5區(qū)間時(shí)最容易產(chǎn)生鎘大米。筆者很多試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論，如在pH值為5.33、土壤全鎘量為0.22mg/kg，品種篩選試驗(yàn)中的33個(gè)品種的大米鎘含量均超過(guò)我國(guó)規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)0.20mg/kg，也就是在酸性條件下，鎘不超標(biāo)的土壤一樣產(chǎn)生鎘大米。
綜上所述，我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題主要不在土壤鎘總量的問(wèn)題上，而在于數(shù)十年快速、大量鎘進(jìn)入土壤，且因土壤被酸化導(dǎo)致的外源鎘的植物有效性很高的問(wèn)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(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題有助于我國(guó)對(duì)土壤重金屬污染修復(fù)的方法選擇，也期待目前向全社會(huì)征求意見的《土壤污染防治法》在污染源消減問(wèn)題上得到加強(qiáng)。整個(gè)土壤污染防治不僅僅關(guān)注土壤重金屬量的減少或者固定，而應(yīng)該重視土壤環(huán)境質(zhì)量的概念，以土壤健康為目標(biāo)，構(gòu)建土壤污染的防治體系。
作者系廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所研究員
中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：中國(guó)科學(xué)報(bào) 2017年8月9日
(掃一掃，更多精彩內(nèi)容！)
