唐春江,舒 暢,唐常青,蔣上志,蔡智華,許 奕,曹 輝
(1益陽市農業(yè)局,湖南益陽413000;2益陽市農業(yè)科學研究所,湖南益陽413046;3安化縣農業(yè)局,湖南安化413500)
益陽地處湘中偏北,瀕臨南洞庭湖,是一個典型的農業(yè)大市,素有“魚米之鄉(xiāng)”之美譽。盛產糧、油、棉、麻、茶、豬、魚、禽等農產品,是國家重要商品糧、豬、魚基地[1]。2013年,全年糧食總產量237.87萬噸,棉花產量6.38萬噸,油菜籽產量23.06萬噸,出欄生豬479.62萬頭,出籠家禽2 940.50萬羽,水產品產量達33.89萬噸[2]。但農業(yè)在追求高產出的過程中,大量使用化肥、農藥、農膜,以及工業(yè)“三廢”等,給當?shù)剞r產品產地環(huán)境及農產品質量安全帶來了嚴重的影響,特別是農產品的重金屬污染。重金屬污染元素主要包括鎘、鉛、汞、鉻以及類金屬砷等元素,具有不同程度的急性和蓄積毒性,是農產品質量安全的重要危害因子。本文分析了近年來益陽地區(qū)主要農產品重金屬污染的現(xiàn)狀、來源,并對改善當?shù)剞r產品重金屬污染情況提出了對策建議。
民以食為天,食以安為先。隨著人們生活水平的不斷提高,人們對農產品質量的要求也越來越高,安全綠色的農產品已成為人們的基本要求。一直以來,人們過度關注農產品農藥殘留或違規(guī)添加物等質量安全問題,而對農產品中的重金屬污染重視程度不夠。
近年來,農產品重金屬污染事件頻頻爆發(fā),如2009年的深糧事件,2013年2月27日《南方日報》發(fā)表了題為“湖南問題大米流向廣東餐桌”的報道,隨后5月份廣州市食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)布的監(jiān)測結果顯示18批次大米及制品中8批次鎘超標。益陽作為一個產糧大市在此次事件中受到了極大影響,蘭溪大米市場等在此次事件中也受到了重創(chuàng)。2013年農業(yè)部對益陽市農產品(稻谷)進行了抽樣監(jiān)測,經檢測,稻谷中鎘含量基本在0.1~0.3 mg/kg,也有超過1.0 mg/kg的現(xiàn)象,鉛、汞含量相對較低。另外,蔬菜、花生、茶葉、水產品等農產品每年也抽取代表區(qū)域的樣品送往其他檢測機構檢測重金屬含量,目前雖然沒有發(fā)現(xiàn)這些農產品重金屬超標,但其重金屬含量呈逐年上升趨勢。
農產品是指經種植、養(yǎng)殖、捕撈、采集獲得的植物、動物、微生物產品及初級加工品[3]。根據(jù)農產品定義可知,農產品的重金屬污染主要存在于生產環(huán)節(jié),來自于產地環(huán)境、農業(yè)投入品、工業(yè)“三廢”等污染源。
產地環(huán)境質量是影響農產品質量的基礎因素之一。據(jù)2013年益陽市農業(yè)局統(tǒng)計,益陽共有耕地面積26.9萬公頃,農作物總播種面積76.35萬公頃,耕地地力調查與評價結果表明,土壤pH值比第二次土壤普查平均下降0.5,土壤正在逐步酸化,加劇了農產品對重金屬的吸收。2013年農業(yè)部對益陽市水稻土壤進行了抽樣監(jiān)測,結果表明鎘污染較嚴重,鉛次之,汞較輕。土壤中鎘含量基本在0.2~0.4 mg/kg,有個別樣品達到了1.0 mg/kg;鉛含量在20 mg/kg左右;汞含量基本穩(wěn)定在0.05 mg/kg以下,個別超過了0.1 mg/kg。據(jù)湖南省有色金屬研究院2007年的研究報告,安化渣滓溪礦業(yè)豐水季節(jié)日產銻濃度19 mg/L礦坑水400 t,每天外排銻濃度10 ~13 mg/L 的廢水 1 800 t[4]。可見,農產品的生產源頭受到重金屬污染是農產品重金屬污染的基本來源。
農業(yè)投入品是指人們在農業(yè)生產活動中,為開展生產和滿足生物生長發(fā)育所需而人工投入的有關物品,以獲得理想的農產品產量。包括種子、種苗、肥料、農藥、獸藥、飼料及飼料添加劑等農用生產資料產品和農膜、農機、農業(yè)工程設施設備等農用工程物資產品[5]。在農業(yè)生產中,農藥、肥料、地膜等是農產品生產中的必需品。
2.2.1 肥料
大量施用肥料是導致土壤重金屬污染的主要因素之一。氮、鉀肥中重金屬含量較低,磷肥中含有較多的有害重金屬。許多研究表明,隨著磷肥及復合肥的大量使用,土壤中鎘的含量不斷增加,作物吸鎘量也相應增加[6]。根據(jù)《湖南省洞庭湖區(qū)生態(tài)地球化學調查評估報告》中對寧鄉(xiāng)等6個研究區(qū)的土壤鎘輸入途徑分析:每年來自灌溉水的鎘輸入約為每公頃 0.195 g,而來自磷肥的為每公頃 1.65 g[7],由此可見礦質磷肥的大量施用是土壤重金屬的最主要來源之一。美國橘園每年施磷量為175 kg/hm2,36年后土壤鎘的含量從0.13 mg/kg上升到0.32 mg/kg;新西蘭在同一地點施用磷肥50年后取土分析,土壤鎘含量由 0.39 mg/kg提高到 0.85 mg/kg[8]。據(jù)益陽市土肥站統(tǒng)計,2013年,益陽市共施肥近90萬噸,其中,磷肥22萬余噸。據(jù)以往的報道和調查研究[9],湖南地區(qū)銷售的磷肥其鎘含量平均為0.79 mg/kg,同時現(xiàn)在普遍施用的是鎘含量較高的過磷酸鈣,其鎘含量平均達到了0.75 mg/kg。因此,隨著肥料特別是磷肥的大量施用使土壤中的重金屬含量逐年增高,也使得對重金屬富集能力強的農產品重金屬污染越來越嚴重。
2.2.2 農藥
農藥是對農產品重金屬污染最嚴重的農業(yè)投入品之一[10]。據(jù)益陽市農業(yè)局統(tǒng)計,2013年,益陽市農藥使用量為12 103 t。有些農藥中含有汞、砷、銅、鋅等重金屬元素,如西力生(C2H5HgCl)與賽力散(C6H5HgCOOH)是主要汞制劑農藥,砷化物也在農業(yè)生產中被用作殺蟲劑、殺蟲菌和除草劑。經常施用含砷的農藥,土壤中砷的殘留量會明顯增加,農產品中砷含量也相應增加[11]。
2.2.3 飼料
近年來益陽地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,特別是水產業(yè),2010年,益陽被授予“中國淡水魚都”稱號。2013年,益陽養(yǎng)殖水域5.586萬公頃,水產品總產量近3.4萬噸,每年投放大量的魚飼料。而飼料中含有大量的重金屬添加劑銅和鉛[12]。一方面,畜禽魚吃下增加其體內的重金屬含量,另一方面,水未經處理或處理不到位便進入農田水體被農作物吸收污染糧食果蔬等農產品。據(jù)鄧凱杰等2006年對深圳市福田區(qū)農產品重金屬污染情況調查,畜肉類抽了8份樣品,平均含鉛0.111 mg/kg,汞0.019 mg/kg,鎘0.021 mg/kg[13]。另外,豬牛羊魚等產品的廢棄物如糞便、尿液等的排放與處理不當,也給環(huán)境和其他農產品重金屬污染造成了一定的影響。
2.2.4 地膜
地膜是一種高分子化合物,在生產過程中加入了含有鎘、鉛的熱穩(wěn)定劑,熔融指數(shù)偏高,極難降解,既不受微生物侵蝕,也不能自行分解,其降解周期一般為200~300年[14]。2013年益陽全市地膜使用量為4 247 t,覆蓋面積5.73萬多公頃。因此,大量殘膜增加了土壤中重金屬鎘、鉛的含量,進而加重了農產品中重金屬的殘留量。
益陽是遠近聞名的“小有色金屬之鄉(xiāng)”。已知的礦床、礦點有140多處,已探明的礦床、礦點40余處,其中中型礦床5處,小型礦床15處,礦點和礦化現(xiàn)象120多處。主要礦藏20多種,銻、鎢、釩、石煤的儲量占全省第一。近年來,礦業(yè)的開采,對居民的生活環(huán)境和農產品的質量安全產生了嚴重的影響,如桃江錳礦、安化縣煙溪鎮(zhèn)原715礦區(qū)(鎘)、赫山區(qū)925廠區(qū)固體廢物、清塘鎮(zhèn)廖家坪水庫庫區(qū)(銻、錳)、奎溪鎮(zhèn)渣滓溪礦區(qū)(銻)的土壤、水體和農作物中皆檢測出重金屬超標。工業(yè)“三廢”排放造成大氣污染,導致酸雨頻發(fā),加劇了土壤酸化,增加了作物對重金屬的吸收[15]。
針對當前益陽地區(qū)農產品重金屬污染的現(xiàn)狀、途徑,亟需提出合理、有效的改善農產品重金屬污染的對策。
開展耕地質量、工業(yè)“三廢”等農業(yè)面源污染普查與治理是產出優(yōu)質農產品的基礎。
3.1.1 耕地質量普查與修復
開展耕地質量普查,了解土壤的肥力與污染程度,從而采取積極有效的措施改善耕地質量。益陽市從2009年開始,結合測土配方施肥項目,開展耕地地力評價,土壤pH值比第二次土壤普查時平均下降0.5。其中,pH小于4.5的耕地面積有3.55 hm2,pH 在4.6~5.5的耕地面積有122.73 hm2,pH在5.6~6.5的耕地面積有38.42 hm2。應根據(jù)不同的土壤pH,采取相應的措施,降低土壤重金屬的活性。對污染嚴重的土壤(礦區(qū))通過翻耕、客土與換土、水洗和淋溶等物理措施,對pH小于5.5的稻田采取施用生石灰等改良劑或抑制劑等化學措施,同時,添加腐殖酸既能增加蔬菜的產量又能降低蔬菜中汞和鎘的含量[16]。另外,還可通過植物修復措施提升農產品產地環(huán)境質量,從生產源頭上降低農產品重金屬污染程度。
3.1.2 工業(yè)“三廢”治理
對工業(yè)“三廢”要嚴格按環(huán)保法的規(guī)定達標排放,關停工藝落后、污染嚴重、排放不達標的企業(yè)。另外,大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農業(yè)工程,降低“三廢”污染。近年來,益陽在城區(qū)建立污水處理廠和垃圾處理場,農村建立以“沼氣”為紐帶的“三改”(改欄、改廚、改廁)工程,在2013年的蘭溪河志溪河流域農業(yè)源污染綜合治理的工作方案中準備發(fā)展以沼氣為紐帶的“豬-沼-稻(菜)”和利用畜禽糞便制作有機肥料的緊密型種養(yǎng)結合的生態(tài)循環(huán)模式。目前,此項工程正在順利進行,可望有效降低“三廢”的排放,提高農產品的質量。
在農產品種植過程中降低化肥、農藥的使用量,大力推廣使用有機肥,實施測土配方施肥,使用生物農藥,推廣綠色防控措施以及其他有效降低農產品重金屬殘留作用的農業(yè)投入品。益陽市從2005年開始實施測土配方施肥,截止2013年底,已推廣實施測土配方施肥面積2 335.59 hm2,通過實施測土配方施肥,增加了有機肥的施用量,減少了單質肥的施用,特別是單質磷肥的施用量。另外,大力推廣應用以物理防治、生物防治為主的綠色防控技術,成立農作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治服務組織,開展主要農作物病蟲害防治全過程承包有償服務,科學合理使用高效低毒、低殘留農藥。
通過開展耕地質量普查,因地制宜,調整產業(yè)結構,益陽形成了一系列區(qū)域性的特色產業(yè),如南縣的棉花、大通湖的水產品、沅江的苧麻、桃江的竹資源、安化的中南地區(qū)最大的柑橘無病毒良種繁育基地、赫山的蔬菜生產基地等。
建議開展農產品重金屬污染專項研究和試驗,找準農產品重金屬污染源頭及污染機理,探索防治農產品重金屬污染的方法和措施,系統(tǒng)解決農產品重金屬污染的問題。
[1]中共益陽市委黨史研究室,中共益陽市農業(yè)局黨組.益陽農業(yè)發(fā)展史[M].長沙:湖南人民出版社,2010.15-65.
[2]益陽市統(tǒng)計局.2013年益陽市經濟和社會發(fā)展情況新聞發(fā)布會發(fā)布辭[EB/OL].益陽統(tǒng)計信息網.
[3]湖南省農業(yè)廳.農產品質量安全[M].長沙:湖南人民出版社,2005.149-150.
[4]覃事婭,陳建宏,熊 鷹.湖南省耕地利用現(xiàn)狀與需求量預測[J].農業(yè)現(xiàn)代化研究,2009(3):310-313.
[5]李志純.農產品質量安全理論與實踐[M].長沙:湖南科學技術出版社,2007.68-70.
[6]吳曉麗.南通市土壤重金屬和農產品(蔬菜)重金屬污染狀況研究[D].南京:南京農業(yè)大學碩士學位論文,2013.
[7]朱智偉.農產品重金屬污染與安全性[J].北京工商大學學報(自然科學版),2012(5):1-18.
[8]Taylor MD.Accumulation of cadmium elreived from fertilizers in New Zealand[J].Soil Sci Total Environ,1997,208:123-126.
[9]魯如坤,時正元,熊禮明.我國磷礦磷肥中鎘的含量及其對生態(tài)環(huán)境影響的評價[J].土壤學報,1992(5):150-157.
[10]丁熊飛.蒼南縣主要農產品與產地環(huán)境重金屬污染調查及評價[D].杭州:浙江大學碩士學位論文,2008.
[11]喬顯亮,駱永明,吳勝春.污泥的土地利用及環(huán)境影響[J].土壤,2000,32(2):79 -85.
[12]黃耀裔.土壤重金屬污染來源與預防治理[J].能源與環(huán)境,2009(1):62-64.
[13]鄧凱杰,蔣立新,劉 霞,等.深圳市福田區(qū)2006年農產品重金屬污染情況調查[J].海峽預防醫(yī)學雜志,2007(13):61-62.
[14]金 平,王 雁,王金輝.農膜污染與防治對策[J].安徽技術師范學院學報,2003,17(1):66-67.
[15]管珊紅,熊立根,曾小軍,等.關于江西農產品品牌建設的思考[J].江西農業(yè)學報,2010,2(9):201 -203.
[16]陳玉成,趙中金,孫彭壽,等.重慶市土壤-蔬菜中重金屬的分布特征及其化學調控研究[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2003,22(1):44-47.