食品安全你关注,土壤污染知多少
2013年,世界粮农组织大会通过了将每年的12月5日作为“世界土壤日”的决议,以提高人们对土壤的认识和了解。
2017年6月22日,十二届全国人大常委会第二十八次会议对《中华人民共和国土壤污染防治法(草案)》进行了审议。
这是我国国家层面制定的第一部土壤污染防治领域的专门法律,对进一步规范我国土壤污染防治工作具有重要意义。
土壤对人类寿命与健康的影响
比你想象中的更重要!
1.长寿之乡的发现
在对我国长寿之乡——江苏如皋市的长寿人口分布调查研究时,中国科学院南京土壤研究所研究人员发现了几个有意思的现象。
研究人员发现,在该市的东部、北部和西北部地区的长寿人口比率明显要高于中西部和南部地区。这使我们联系到如皋市的土壤分布,该市东部、北部和西北部地区的土壤均为发育于古湖相冲积物上的水耕人为土和发育于江淮冲积物上的潮湿雏形土,这些土壤均为壤质土,质地适中,性质为中偏碱性,有机质含量较高,而该市中西部地区的土壤为发育在江淮冲积物上的砂质潮湿雏形土,南部为发育在现代长江冲积物上的黏质潮湿雏形土,相对而言,这些土壤偏碱,质地或砂或黏,质量较前者要差。
此外,长寿人口比率的分布与土壤中有效硒、锌、钼和硼等微量元素空间分布表现出极显著的相关性。
对我国另外两个长寿之乡四川彭山和广西巴马的调查显示出与如皋相似的特点。
首先长寿人口聚集的地区往往与某种土壤类型的分布一致,如四川彭山县的长寿人口大都聚集在流经岷县两岸的平原雏形土区,而广西巴马的长寿人口主要聚集在岩溶地貌的石灰土分布区。
这些土壤都有类似的性质,即中偏碱性。而土壤酸碱性是决定微量元素生物有效性和环境(水、作物)中元素含量高低和组合的重要因素,这些元素或组合可能是这些地区人口长寿的关键所在。
2.土壤与疾病
土养人亦可伤人。不良的土壤环境或元素异常也可导致许多地方病的发生。
如以上所讲到的硒虽是一种生物必需的元素,缺硒会引起大骨节病、克山病等疾病,但过量也可导致人体硒中毒。如我国湖北恩施、陕西紫阳等地流行的硒毒病是该地区分布的高硒母岩导致土壤富硒造成的。
低硒或缺硒表现出地带性规律,全球低硒带主要分布于南北纬30°-60°,该带与一定土壤气候带相吻合,属于灰土和淋溶土地带。一般来说,湿润偏酸性的还原环境有利于硒的淋溶迁移,土壤中的硒较缺乏。
再比如,氟是地理环境中广布的元素,亦是人体必需的元素,土壤中氟过量会导致人体地方性氟中毒病。相反,如果土壤中氟缺乏又会引起另一种地方病——龋齿。
全球地带性氟毒病的分布与地理纬度有关,主要分布于土壤碱化及元素富集的干旱、半干旱地带,年降水量多在200-400mm或更少。非地带性氟毒病区主要与火山作用、含氟岩石和矿床有关。
氟缺乏引起的地方病也表现出地带性,主要分布于土壤元素强烈淋溶的地区。我国由于缺氟引起的龋齿,主要分布于华南沿海的铁铝土区,一些山地硅铝土区也有分布。
另一个例子是我们经常听到的地方性甲状腺肿,其流行与饮水、土壤中碘的含量关系密切。环境中碘缺乏和过量均会引发地方性甲状腺肿。
这种病连续分布于北半球的高纬度地带及世界几大著名山脉,如喜马拉雅山区、阿尔卑斯山脉、安第斯山脉等。我国地方性甲状腺肿病的分布位置既受气候影响,又受地形影响。由于碘主要来自大气降水,离海远、降雨少的内陆盐渍土区发病率普遍较高。另外,一般同一土区发病率在元素淋失的山区大于元素积累的盆地或平原区。而洼地内,碘元素强烈累积,超过临界值,可引发高碘地方性甲状腺肿病,这在我国内陆和沿海已有发现。
土壤污染知多少?
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。
当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
“土壤是万物之本、生命之源”,是人类赖以生存的基础资源。土壤还是难以再生的战略资源,地球上平均每178年才能形成1厘米厚的土壤。然而,当前我国土壤环境安全面临着严峻挑战,已对粮食及食品安全、饮用水安全、区域生态安全、人居环境健康构成了严重威胁。
据2014年全国土壤污染调查公报显示,我国部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率(即土壤超标点位的数量占调查点位总数量的比例,目前,我国每64平方公里设一个调查点)为16.1%,其中耕地土壤点位超标率为19.4%。
土壤中的重金属污染来源
一是来自大气沉降,大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。
二是随污水进入土壤的重金属,利用污水灌溉是灌溉农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用,由于中国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属的含量逐年增加。
三是随固体废弃物进入土壤的重金属,固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类及其危害方式和污染程度不同,其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重,这类废弃物的堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动、以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。
四是随农用物资进入土壤的重金属,农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用也可能导致土壤重金属污染。
而与水污染、大气污染相比,土壤污染的一些特殊性,致使其修复周期更长、难度更大,成本也更高。
隐蔽性和滞后性:土壤污染往往不容易被直观发现,需要通过土壤样品分析、农作物检测,甚至人畜健康的影响研究才能确定。
累积性:土壤污染是一个长期累积形成的过程,污染物在土壤中不容易迁移、扩散和稀释。
多样性:由于不同地区的土壤构成差异巨大,导致土壤中污染物分布不均匀,空间变异性较大。这就造成土壤修复往往需要针对不同的污染场地设计不同的修复方案,使得工程浩大。
长期性:土壤中的重金属不容易降解,有机污染物的降解也需要较长时间。
艰巨性:土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法是很难恢复的,更何况有毒有害物质已渗入地下几米、十几米甚至几十米。
以发生过“痛痛病”的日本神通川流域的土壤治理为例,为治理被重金属镉污染的土地,日本采用了“客土法”,简而言之,就是将污染土壤深埋到植物根系无法触及的地方,并用新土覆盖。这是土壤修复手段中较为简便的。即便如此,日本也花费了33年时间,耗资407亿日元。
我国污染土壤面积大、分布广,且污染类型、程度深浅和自然条件复杂多变,因此对污染土壤修复技术和工艺要求极高。总体来看,我国土壤修复行业尚处于从“无”到“有”的初始阶段,随着2015年5月28日《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)的发布,我国土壤防治的战役将正式揭幕。根据环保部测算,实施“土十条”,预计可拉动GDP增长约2.7万亿元,新增就业人口200万人以上。
国外土壤修复的经验
美国:“超级基金”法案
拉夫运河位于美国东北部,靠近尼亚加拉大瀑布。20世纪40年代被废弃成工业废弃物垃圾填埋场,随着不断侵蚀,化学废弃物渗入土壤。居住在周边地区的居民随之出现各种怪病:高流产、高婴儿先天畸形,精神疾病甚至癌症。经调查,在土壤中发现11种致癌物。拉夫运河的污染物清理工作直到2004年才宣告完成,用时24年,耗资4亿多美元。
1980年,美国通过法案,批准设立污染场地管理与修复基金,即“超级基金”法案,只要认定污染,就可以无限期对污染企业进行追责,并被征收高额罚金。
德国:摸清家底、区别对待
德国的土壤保护工作做得比较深入细致。首先,全面开展土壤监测,根据土地的用途,对土壤进行监测,随时了解土壤特性的变化信息,评估治理措施是否有效。其次,对全国有污染嫌疑的地块进行排查、筛选,对重点污染地块进行详细调查,开展土壤修复研究,制定技术方案并实施。第三,建立污染场地数据库,通过数据库,进行有效的动态管理。
澳大利亚:改造后建成公园
澳大利亚将很多受污染严重的土地改造后建成了一些大型的森林公园、湖滨公园,在这些公园中,被污染的土壤并没有被挖出来运走,而是与有机物重新结合起来加以利用,通过自然法则,慢慢实现土壤净化。
土壤修复方法有哪些
生物修复是20世纪80年代发展起来的,其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,达到去除土壤中污染物的目的。优点是不破坏土壤有机质,不对土壤结构做大的扰动,成本低;缺点是修复周期长,不适宜对高浓度污染土壤的修复。
物理修复是指通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术。优点是修复效率高、速度快;缺点是成本偏高等。
化学修复是指向土壤中加入化学物质,通过对重金属和有机物的化学反应,去除土壤中的污染物或降低土壤中污染物的生物有效性或毒性的技术。优点是修复效率较高、速度相对较快;缺点是容易破坏土壤结构、因添加化学药剂易产生二次污染等。
参考来源:
中国科学院南京土壤研究所研究员 滕应《土壤污染要立法了,关于土壤污染你知多少》
2017年第11期《科技导报》李玉宝 夏锦梦 论东东 《土壤重金属污染的四种植物修复技术》
中国科学院南京土壤研究所 杨飞《土壤健康密码:这里的土壤很“特别”》
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