书城科普读物人与环境知识丛书:人类健康与环境
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第12章 土壤污染与人类健康(1)

土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心,不仅在本系统内进行着能量和物质的循环,而且与水域、大气和生物之间也不断进行着物质交换,一旦发生污染,三者之间就会有污染物质的相互传递。作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康。

让人惊恐的大米镉污染

2001年5月14日,《中国环境报》上登载一篇《日本大米镉污染重现》的文章,向人们展示了土壤污染对人类健康的巨大影响。原文如下:5年前,一场低温冷害曾导致日本水稻大面积减产,而日本人又偏偏口味专一,非大米不吃,于是,只好破例从国外进口大米,尽管百般挑剔,怎奈天灾难拒,不得不委曲求全。最近,日本的大米又出了毛病,据东京都卫生研究所的抽样检测,从大米生产地长野县的农田土壤样品中查出镉含量超标,接着又陆续发现几个地方都有不同程度的含镉大米,5年前因低温冷害几近绝收的农户心头再布阴云。这次“镉米”怪不得天灾,可是,其潜在影响或许更甚于天灾。

镉污染与痛痛病

据日本1970年颁布的《农田防污染法》的规定,衡量受镉污染的农田的标准为当地产1公斤稻米镉含量在1毫克(ppm)以上。

镉的元素符号是Cd,银白色金属,质地较软,存在于铜、铅、锌的伴生矿中。镉在核电设施上有重要应用,还可用于加工电池和电镀,农田、江河受其污染后可危害人类生活,导致骨质疏松、骨裂缝、骨折,孕妇、胎儿异常以及早衰等。

20世纪50年代,日本富山县神通川流域曾有1000多人患镉中毒,死亡123人,多数患者去看医生时中毒已经很深了。1960年,首次将其定名为“痛痛病”。1971年受害者将污染源“三井金属矿业”告上法庭,经过马拉松式的审判,最后裁定被告向31名原告赔偿5700万日元,这是日本国民告企业大型诉讼的首次胜诉。

痛痛病是由慢性镉中毒引起的日本“四大公害病”之一,主要症状为:最初腰背肩膝关节痛,随后遍及全身,如针刺感。数年后骨骼严重变形,发脆易折,轻微活动,甚至咳嗽都会引起多发性病理骨折。原因来自长期饮用受到镉污染的河水、食用含镉大米,致使骨中镉的含量增加而脱钙,造成骨质疏松。

人体长年摄入镉还会引发肾脏病,千叶大学医学部的能川浩二教授指出:日本人脏器中的镉浓度较高,是芬兰人的10倍。生活在非污染地的日本人,也难逃镉污染的危害,因为他们普遍以大米为主食,每天经口摄入的镉有40%-50%来自大米,要控制镉污染的扩散,首先就要查清大米的污染源。

30年后重现白马村

白马村是长野县雪山环绕的一个山村,是日本的主要稻米产地之一。2月13日,村农协聚集了很多农户和村里的水稻技术员。

“2000年稻米的含镉情况就是如上通报的这样。”农户们对农协在通报会上宣布的结果未表示怀疑,这是根据历时两年的调查得出的结果。当时含镉的田块只占全村的一小部分,并查明污染源来自被河水冲刷下来的埋入地下的镉。接着,在此基础上划出了监测区域,并制定了限制该地区的稻米流入市场的措施。

1970年前后,在日本各地的金属矿山及冶炼厂周围的农田、稻米中发现高浓度的镉,为此,地方政府马上采取防止污染的治理措施,好在医院尚未见到镉中毒的病例,“镉米”问题就一度沉寂了下来。两年前,含镉大米再次露出了冰山的一角。1998年11月,东京都政府曾向长野县政府发通报指出,白马村的大米中镉的含量高达0.42ppm。消息传出,所属市镇吃惊不小,各地马上对农田、稻米的镉含量做了调查。今年,白马村准备对全村1100处稻田再做一次彻底调查。按日本的“食品卫生法”,镉含量超过1ppm的大米不能食用,超过0.4ppm须具备令消费者放心食用的证明。不能食用及不准上市,部分可用于生产工业糨糊,并规定含镉1ppm以上的为“镉污染米”,0.4ppm以上的为“准污染米”。

后来得知,1997年粮食厅对全国3.7万处农田的调查中,秋田县有一处农田含镉已高达1ppm,而0.4ppm以上的田块多达95处,显然,时隔30年,镉污染问题仍未结束,镉米再次成为日本国民关注的热点。

如果污染程度果真如此严重,政府就该做彻底调查,以免除国民的不安。可是像白马村的那种调查及公布方式全国并不多见,有专家抱怨粮食厅,身为中央一级的政府部门对此问题却脚踩两条船。因为1997、1998两年的稻米产量调查没有公布含镉浓度超过0.4ppm的地块,去年,在2000年的调查结果中才首次公布,所辖市镇村超过0.4ppm的地块共47处。与1999年的调查结果相比,已从936处减至389处。不过,这只是在有关村镇同意公布的基础上的调查结果,至于有多少村镇不配合调查尚不得而知。而且即便389处当中也有1/4的102处位于白马村的范围之内,所以,镉米问题的实情仍未明朗。“民众的恐慌心理已是无争的事实,而如何让消费者放心地吃上白马村的大米才是第一位的工作。为此,必须做彻底调查。”参与制定治理措施的长野县农业技术科的中村科长说。

比治理更为紧迫的课题

听到1997、1998年粮食厅的调查结果,秋田县也慌乱起来,马上自行着手本地区的调查。因为,地处历史上的矿区,污染问题肯定躲不过去。秋田县的调查方法是从稻田中逐块割取植株的青苗法,与粮食厅采用的不分田块进行的混合法相比,查出的浓度会明显偏高。但是,这样更便于找出污染田块,也就更有利于划出污染区域,制定诸如置换土壤等治理措施。大米的质量并非完全靠品尝,在安全性上,相关信息如何公开也是需要综合衡量的条件之一。像秋田县、白马村以及后来行动起来的新潟县等能公布调查结果的地方并不多,这种局面持续下去,开展治理的地区和按兵不动的地区之间必然形成明显的质量等级差,而且差距会越来越大。不做调查,而且设法“捂盖子”,最终不仅加害消费者,作为稻米产地在自身受害的同时还将失去市场。

目前,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)以合作委员会方式正在制定含镉谷物的安全食用标准,有关稻米部分,据说0.2ppm这一数值已得到多数委员的赞成。按东京都的检查,1981-1998年间,在东京都上市的大米含镉超过0.2ppm的占4.3%,联合国的新标准出台以后,日本将面临一次大规模的防污染综合治理。

新的污染源的出现也让人普遍担心,镍镉电池随意丢弃正在加重对土壤的污染,而这种电池的回收率不到20%。据认为,大米含镉的浓度从整体来看并不算高,在多品种上市的大米流通环节上,还没到为害健康、不可食用的程度。值得担心的倒是产稻区农户自家食用部分,他们自己手里往往都是含镉超标的大米,这部分虽然对消费者不会构成健康威胁,可是,生产者在提供粮食的同时他们本身也是消费者,他们的健康问题绝不是因此就可以忽略的。更为严峻的是贻害的时间跨度,当年的痛痛病从20世纪50年代的污染到70年代暴露在患者身上,前后历时20多年。治理是个面向未来的课题,而过去几年中已经潜藏下来的将于何时表现出来,又该如何去应对则是当前更紧迫的课题。

土壤污染及其对人类健康的影响

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。

土壤污染问题需要人们的关注

土壤污染是指向土壤中施用和排放物质,引起土壤质量下降,造成农作物产量和质量下降,或通过食物链影响人体健康的现象。

一、土壤污染的来源

近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。

凡是妨碍土壤正常功能,降低作物产量和质量,还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质,都叫做土壤污染物。

土壤污染物的来源广、种类多。主要来源于工业和城市的废水、用污水灌溉、大气中污染物通过沉降和降水落到地面的沉降物、施用农药和化肥、牲畜的排泄物以及堆放的固体废物、动物与人的尸体等。种类主要包括:无机污染物(如重金属、酸、盐等)、有机农药(如杀虫剂、除莠剂等)、有机废弃物(如生物可降解或难降解的有机废物等)、化肥、污泥、矿渣和粉煤灰、放射性物质、寄生虫、病原菌和病毒等。

1.污水灌溉对土壤的污染

生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但如果污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而用于农田灌溉,或直接流入地下土壤中,则会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铅、铜、砷、锌、镍等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、多环芳烃、多氯联苯、三氯乙醛、甲烷、农药等有机物的污染。

2.大气污染对土壤的污染

大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉、锌、镍等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。大气沉降物对土壤污染是多方面的。例如,大气受二氧化硫污染形成酸雨,可引起土壤酸化、土壤盐基饱和度降低;大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,公路两侧因空气中铅含量高,铅沉降可使公路两侧土壤受铅污染。

3.化肥对土壤的污染

施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。

就连以往认为有益的有机肥也发生了质的变化,由于禽畜饲料中大量添加了铜、铁、锌、锰、钴、硒、碘等微量元素、抗生素和生长激素,当这些东西随禽畜粪便排出,作为有机肥进入土壤时,就会污染环境。

4.农药对土壤的影响

农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。

喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大气外,约有一半散落于农田,这一部分农药与直接施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。

农药是土壤中主要的有机污染物,直接进入土壤的农药大部分可被土壤吸附。质地黏重的土壤吸附力强,砂土吸附力弱。水分增加时,土壤对农药的吸附力减弱。随着土壤水分的蒸发,农药可从土壤中逸出,进入大气或流入水体中污染大气和水体。土壤有机质含量高,微生物种类多时,会加速土壤中农药的降解,减少农药的残留量。

5.固体废物对土壤的污染

工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种塑料袋、农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。又如废弃的干电池主要含铁、锌、锰等,此外还含有微量的汞,也可污染土壤。汞的挥发温度低,是一种毒性较大的重金属,锰也具有很强的神经毒性。这些固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。

二、土壤污染的特点

受到污染的土壤,本身的物理、化学性质发生改变,如土壤板结、肥力降低、土壤被毒化等,还可以通过雨水淋溶,污染物从土壤传入地下水或地表水,造成水质的污染和恶化。受污染土壤上生长的生物,吸收、积累和富集土壤污染物后,通过食物链进入人体,可造成对人的影响和危害。土壤由于自身的特性,或接纳一定的污染,具有缓和和减少污染的自净能力。但土壤不易流动,自净能力十分有限,所以,保护土壤不受污染十分重要。土壤污染的特点有以下几点: