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客观对待土壤重金属的影响问题

投稿时间:2017-11-22 16:34 投稿人:陈怀满 【字号: 访问量:

近年来,国人对“重金属”这一术语几乎是家喻户晓,其原因通常与环境污染和食品安全有关。重金属通常是指相对比重大于5.0(或密度大于4.5g/cm3)的金属元素,在自然界中大约存在45种。土壤中一些重金属是为人体必需的微量元素,其过量或不足都有可能引起生长与生育障碍。1996年FAO(联合国粮农组织)/IAEA(国际原子能机构)/WHO(世界卫生组织)的营养专家基于1973年以来对微量元素的研究和进展,将微量元素分为三类:第一类为人类必需的微量元素有I、Zn、Se、Cu、Mo、Cr、Co、Fe等8种;第二类为人体可能需要的微量元素有Mn、Si、Ni、B、V等5种;第三类为本身有潜在毒性,当在低剂量时可能具有必需功能的微量元素有F、Pb、Cd、Hg、As、Al、Li、Sn等8种。其中Zn、Cu、Mo、Cr、Co、Fe、Mn、Ni、V、Pb、Cd、Hg、Sn均为重金属。As为类金属,但因其化学性质和环境行为与重金属有相似之处,通常也归属于重金属范畴进行讨论。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在强还原条件下,铁和锰所引起的生物毒害亦应引起足够的重视。

在现实生活中,“重金属”虽然是环境领域论文中一个相当流行的术语,但亦有着诸多的误解。人们往往将这一类金属等同于“污染和毒害”,与“有毒有害”相联系,认为它们是“坏金属”,是“妖魔鬼怪”,但这在化学或者毒理学数据中并无根据。因此,有些学者批评概念性术语“重金属”既没有意义又具有误导性,强烈地认为应该废除。然而,笔者认为在没有公认的、科学严谨的术语替代之前,以金属物理性质“比重”或者“密度”为依据划分的“重金属”一词,可能在相当长的时间内仍然是为公众所熟悉和最可接受的概念,但必须客观地评估其利弊。

一、 切忌将重金属的土壤沾污与土壤污染相混淆

所谓重金属的土壤沾污是指由人类活动而引入土壤的外源重金属或制剂的现象;而重金属的土壤污染则是指人为因素将有害的重金属或制剂施加到土壤中,使土壤增加了新的元素、或增加了原有元素的含量,并引起土壤环境质量恶化和相应危害的现象。土壤沾污是普遍存在的,是外源物质的侵袭和累积的现象,而污染是沾污的极端情况与发展的后果。但在实践中,由于对概念理解的差异性,往往混淆了沾污和污染的差别,以至于时有夸大土壤污染或污染土壤的问题。

二、需要适用性较好的土壤重金属影响判断标准

从总体上看,土壤环境质量可分为三种状况,即背景、沾污和污染状况,判断依据是土壤环境质量标准。文献中常见的土壤环境质量标准(GB15618-1995),环境保护部曾公告征求修订意见,目前已数易其稿。对相关问题的讨论将有助于对土壤环境质量的理解与判断。

1、现行《土壤环境质量标准》主要存在哪些不适应国家经济社会发展形势、不能满足环境保护工作需要的问题?

由于中国土壤的类型十分复杂,各种土壤类型之间在性质上存在较大的差异,现有的土壤环境质量标准仅8种重金属和两种有机氯(HCH和DDT);一些重金属标准的定值可能存在过保护或保护不足的问题;缺乏普遍适用性。

2、《土壤环境质量标准》应如何定位?

《土壤环境质量标准》应该定位为系列标准或标准系列。由于土壤的复杂性,在《土壤环境质量标准》制订中应该考虑:(1)土壤的“固有”状态和“动态”变化,必须与土壤类型和利用与管理方式紧密相连;(2)从“固有”状态考虑,应该制订以保护土壤资源自身为目的的“土壤环境质量保护限量标准”,应以背景值为依据,可藉以中国土壤系统分类或分类系统中的土类为基本单元。这一标准应该有严格的要求,且具有惟一性,是保护土壤自身资源的目标值,使其可持续利用。从“动态”角度考虑,应该制订以土壤资源利用为目的的“土壤有害物质限量标准”,这一标准具有多重性,可依据不同的应用目的制订不同标准。(3)由于土壤元素“可提取态”的复杂性和局限性,在土壤环境质量的评价中目前仍旧以“总量”(容量因素)为主,;必要时,可单独使用 “可提取态”(强度因素),或者将其与“总量”一并考虑, 将“可提取态”一并纳入评价参数。

3、能否将标准规定的污染物含量值作为判断土壤是否存在污染及污染程度的依据?

制订“土壤有害物质限量标准”是一项复杂的系统工程,在制订过程中已经充分考虑了污染的危害后果,一般情况下应该可以作为土壤是否存在污染及污染程度的依据;然而,由于土壤类型的多样性,当标准不适用时,应该允许因地制宜补充合适的标准,以不断丰富与完善既有规定。另一方面,以保护土壤资源自身为目的的“土壤环境质量保护限量标准”,是以背景值为依据的,故其与背景值一样不能用来判断土壤是否污染以及污染的程度,仅仅能够表明沾污(或累积)状况,而目前这方面往往混淆不清,故常有夸大土壤污染的情况

需要注意的是,高背景值土壤的问题是一种特殊情况。根据土壤污染的定义,由于它不符合污染的特征要素,故不能归属于污染土壤的范围;然而,在农业利用中,这类土壤有可能造成某些农产品中有毒物质的含量超过卫生限量标准,故可将其归属于环境异常,是一种“问题土壤”,对其利用应该在“土宜”方面下功夫。

三、正确认识土壤重金属的影响

1、重金属是土壤中普遍存在的元素

重金属是土壤的固有组分,普遍存在于土壤中,这是一种自然现象,因而没有必要“谈其色变”。通常情况下一些重金属,例如铜、锌、铁等是人类健康的必需元素,但由于人为活动而造成的外源化学物质的影响,有可能造成土壤-植物系统中重金属含量的升高,当超过一定的负载容量时,才有可能产生不良影响。

2、对相关问题的谈话和报道应该慎重

一些调查结果对于了解具体情况有一定参考意义,但其结果的可靠性和代表性在其发表时需要十分慎重,在数据和影响后果的描述方面,其遣词造句均需力求尽可能的准确而可靠。然而,目前在一些资料中,如何客观地反映土壤和农产品重金属的影响是一个有待进一步斟酌的课题,其中一部分原因可能是目前对一些问题的把握尚不够准确,因而在评估中需要进一步明晰一些问题,例如土壤重金属影响评估的参比标准需要完善,评估方法需要改进。

需要强调的是,在土壤-农作物的系统中进行重金属影响评估时,一定要将土壤和农产品可食部分同时“点对点”的采集和分析,同时考虑土壤和农产品质量标准,否则有可能事倍功半,甚至于做无用功,浪费人力和物力。另一方面,不能以点代面、以偏概全。由于土壤的不均匀性,空间变异较大,故当在阐述土壤环境质量状况时,应该客观地表明调查工作的局限性。

3、客观地评估农业土壤“土宜”中的“专适性”与“普适性”问题。一般情况下,不同的农作物对不同的重金属、同一品种的不同生长条件等都有可能影响重金属在土壤-作物系统中的迁移和转化。对于农地的适宜性需要仔细地加以区分,使其各得其所,不必人为的规定某一地区一定发展什么或不能发展什么,应客观地以“土宜”作为衡量的主要因素,将土壤资源的保护和利用做到实处。

对土壤重金属影响的客观理解有助于减少或避免对土壤污染或污染土壤的误判,有助于土壤环境质量的客观评估和整体布局,有助于广大人民的健康与社会的安定。