王承彪
(鄆城縣鄆州街道辦事處農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,山東 菏澤 274700)
近年來,果蔬中重金屬污染嚴(yán)重,這些重金屬使果蔬或農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量受到嚴(yán)重影響,食用后可在人體富集,如鎳、鎘、汞、鋅等重金屬不易被人體分解,對人體健康產(chǎn)生巨大的危害。
解決農(nóng)產(chǎn)品中重金屬問題,不僅為人民生活健康提供保障,而且有利于農(nóng)產(chǎn)品業(yè)態(tài)良好、可持續(xù)發(fā)展。本文探究了果蔬中重金屬污染產(chǎn)生的原因及危害,并針對性地提出了具體的處理措施,以求為果蔬產(chǎn)品,乃至所有存在重金屬污染問題的農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提升提供借鑒。
1.1.1 污水排放
工業(yè)發(fā)展會造成大量的污水囤積。一些企業(yè)由于無法負(fù)擔(dān)高昂的處理費用,違規(guī)排放污水,其中的重金屬被植物吸收,影響了植物的生長。還有一些工廠設(shè)置在城郊地區(qū),可是,很多蔬菜水果種植基地也設(shè)置在城郊,所以工廠污水的排放會造成城郊蔬菜水果基地的污染。這些蔬菜水果吸收到土壤中的重金屬離子,就會對自身的生長造成嚴(yán)重的影響。一旦重金屬離子被人體吸收,就會直接作用于心、肝、脾、腎、腦等重要的人體器官,從而產(chǎn)生中毒的情況。此外,污水的排放,不僅僅會影響城郊地區(qū)的植物生長,也會對地下水和河水產(chǎn)生一定影響,地下水和河水這些水資源如果被污染,就會導(dǎo)致種植植物重金屬含量富集,土壤便會被嚴(yán)重污染,而且這種污染通常沒有有效方法進(jìn)行治理或者轉(zhuǎn)移。
1.1.2 工礦污染
礦產(chǎn)的開發(fā)方式常常被人們形容為“搬山運動”。這是由于在礦產(chǎn)開采的過程中,需要去除植物和草地,并且將表層土壤剝離開來。礦產(chǎn)開發(fā)的過程中,對山體的植物破壞是非常嚴(yán)重的,并且無法修復(fù)。這種破壞的范圍會隨著開采的程度不斷加深而擴(kuò)大,所以在蔬菜和水果的種植區(qū)域,就極容易受到重金屬的污染。土壤中重金屬含量的不斷增大就會致使植物不斷吸收重金屬離子,然后進(jìn)行不斷富集,導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全無法得到有效保障。在土壤造成污染的同時,也會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響。礦產(chǎn)的開發(fā)工作會對微生物和土壤動物繁殖和生長過程產(chǎn)生相應(yīng)的破壞,這些微生物在土壤中由于吸收了過多的重金屬離子而中毒導(dǎo)致活性下降,所以無法對土壤的養(yǎng)分進(jìn)行良好的保持,對蔬菜水果等來說是十分致命的影響。重金屬離子的污染不但會對蔬菜水果等產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響,也會對這些植物中含有的營養(yǎng)成分以及有利物質(zhì)的含量產(chǎn)生影響??傮w來說,礦業(yè)開采過程對環(huán)境的影響是十分嚴(yán)重的。
1.1.3 生活垃圾污染
隨著人們生活水平的不斷提升,產(chǎn)生的生活垃圾種類也越來越為多樣化,這些垃圾造成的污染也不可小覷,城市化進(jìn)程的加快雖然帶來了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但也為垃圾的產(chǎn)生帶來了有利條件。一些農(nóng)村地區(qū)的生活垃圾,已經(jīng)慢慢地由簡單的瓜果垃圾發(fā)展成了農(nóng)藥瓶、塑料袋、工業(yè)廢料等一些不可降解的垃圾。這些不可降解的垃圾的出現(xiàn),對農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境造成了巨大影響,也為農(nóng)村地區(qū)所種植的蔬菜水果帶來了嚴(yán)重危害。一方面是由于大量的重金屬離子,通過生活垃圾進(jìn)入到土壤后,使土壤的肥力大大降低,并且土壤中一些微生物,在吸收過量的重金屬離子之后,出現(xiàn)了大量的死亡,土壤的養(yǎng)分供給能力會有所降低。另一方面是這些生活垃圾中含有相當(dāng)大數(shù)量的化學(xué)成分,對土壤的污染更是十分嚴(yán)重,這些生活垃圾在農(nóng)村村莊附近沒有得到合理的處理,一般都采取的是直接掩埋或者不予處理的方式,對于農(nóng)業(yè)種植的危害是巨大的。另外,由于我國缺少相應(yīng)的生活垃圾處理辦法,致使生活垃圾大量出現(xiàn),被污染的土壤在極長一段時間內(nèi)都難以恢復(fù)到污染前的狀態(tài)。所以,這種生活垃圾對蔬菜水果種植的質(zhì)量,產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響,導(dǎo)致蔬菜水果的產(chǎn)量明顯降低,已經(jīng)長成的蔬菜水果的品質(zhì)也被影響。
1.1.4 電子垃圾污染
電子垃圾如電腦的成分主要有鉛、汞、鉻、鍋、鎳等幾十種金屬,但是電子垃圾的回收處理主要是一些小規(guī)模、家庭作坊式的私營企業(yè),采用簡單的手工拆卸、露天焚燒或直接酸洗等落后的處理技術(shù)。這就造成殘余物被直接丟棄到田地、河流或水渠中,從而導(dǎo)致重金屬和持久穩(wěn)定有機(jī)物污染環(huán)境。
1.1.5 農(nóng)業(yè)施肥不合理
在生產(chǎn)的過程中,化肥和農(nóng)藥的使用頻率很高,利用這些肥料讓農(nóng)作物快速生長是非常重要的,但在實際操作的時候,很多人沒有合理地使用化肥農(nóng)藥,就會讓重金屬的元素超標(biāo),從而影響到果蔬質(zhì)量。因此,需要對化肥使用格外注意,化肥當(dāng)中也會含有重金屬成分,所以必須小心謹(jǐn)慎地使用,才能防止對土壤造成不良的危害。
1.1.6 果蔬產(chǎn)品中重金屬污染的危害
果蔬產(chǎn)品中重金屬污染的存在會對食用者的健康造成極大影響,會誘發(fā)生長發(fā)育緩慢、癌癥、器官受損、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等問題,極端情況下甚至?xí)氯怂劳觥L热羧梭w器官或組織暴露于水銀、鉛等重金屬下,機(jī)體會觸發(fā)免疫系統(tǒng)攻擊自身正常細(xì)胞,從而引起自身免疫病,常見有風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病,會損害腎臟、神經(jīng)系統(tǒng),孕婦還可能使胎兒大腦受損。如若重金屬攝入劑量過大,對大腦造成的損傷將不可逆轉(zhuǎn)。重金屬進(jìn)入人體后不易排泄,會逐漸積累,對人體健康產(chǎn)生多方面影響,能和蛋白質(zhì)及酶等產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用使之失去活性,使人急性中毒,并可能積累于器官當(dāng)中使人慢性中毒;通過水體進(jìn)入果蔬而直接或間接進(jìn)入食物鏈會嚴(yán)重?fù)p耗體內(nèi)貯存鐵元素及維生素C和其他必需物質(zhì),造成細(xì)胞中毒傷害機(jī)體神經(jīng)組織,損害肝腎功能。進(jìn)一步來講,不同重金屬物質(zhì)對人體健康的影響也不盡相同。例如,學(xué)者李好琢研究表明,鉛、鎘、鉻三種金屬在進(jìn)入人體后,會積蓄在肝臟、腎臟等器官,一旦積累到較高量級,便會引起相應(yīng)的中毒反應(yīng),導(dǎo)致人的肝腎功能嚴(yán)重受損,并出現(xiàn)尿毒癥、腎衰竭等疾病。同時,鉛若大量積蓄在人的腦部,還會造成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)的紊亂、損傷,致使人出現(xiàn)智力減退、反應(yīng)遲緩等中毒表現(xiàn)。汞具有神經(jīng)性毒害特點,若人體內(nèi)的汞含量超過健康標(biāo)準(zhǔn),便會出現(xiàn)手足麻痹、運動失調(diào)、視神經(jīng)萎縮等癥狀,嚴(yán)重時還會導(dǎo)致癱瘓、失憶、關(guān)節(jié)畸形等。砷也是土壤、果蔬重金屬污染的常見成分之一,其對人體的代謝活動具有極大負(fù)面影響,且砷中毒可分為慢性砷中毒與急性砷中毒兩類。慢性砷中毒可引發(fā)皮膚、肺、腸胃等多種器官的癌變,急性砷中毒嚴(yán)重時會致人死亡,并伴有七竅流血的癥狀表現(xiàn)。由此可見,重金屬對人體的危害性極強(qiáng),做好果蔬產(chǎn)品中重金屬污染的治理工作十分重要。
治理重金屬污染工業(yè)是解決果蔬產(chǎn)品中重金屬污染問題的最源頭措施。減少有可能產(chǎn)生重金屬離子的污染源,改善土壤種植環(huán)境,以此來減少重金屬離子對于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響。在稀土的開采過程中,一些高等植物被大量的破壞,所以這些高等植物無法充分地吸收重金屬離子。為了對重金屬離子進(jìn)行治理,需要采用化學(xué)沉淀法將種植蔬菜水果的土壤條件進(jìn)行合理改變,降低這些蔬菜水果對重金屬的吸收,并且保證重金屬在蔬菜水果中的含量處于合格的標(biāo)準(zhǔn)??梢圆捎蒙镄跄姆椒▉韺I(yè)排放的污水進(jìn)行處理,也可以利用一些自然界存在的藻類和微生物對污水中的重金屬離子進(jìn)行吸收,以改善重金屬離子在土壤中的含量。解決上述問題后,果蔬產(chǎn)品生長的土壤環(huán)境將會得到改善,從而達(dá)到降低甚至消除果蔬產(chǎn)品中重金屬污染的目的。
通過相關(guān)資料的研究,發(fā)現(xiàn)一些重金屬中含有的有效態(tài)含量會隨著農(nóng)產(chǎn)品之中的重金屬含量改變而改變,所以改善土壤環(huán)境是有著重要意義的。一般來說會利用氧化還原反應(yīng)來改變土壤的酸堿性,從而改變重金屬的有效態(tài)含量,來影響果蔬對重金屬的吸收。如過酸的土壤使用石灰石來對土壤條件進(jìn)行改善,這樣一來就能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘匐x子在蔬菜水果中的聚集程度進(jìn)行改善,這也是相對來說較為簡單的一種改善土壤環(huán)境的方式。
重金屬土壤污染主要指的是在生活和生產(chǎn)中,微量金屬元素進(jìn)入土壤,這些土壤中的金屬微量元素超過了國家標(biāo)準(zhǔn),對果蔬產(chǎn)品的種植造成了惡劣影響。對于一些污染比較嚴(yán)重的土壤,技術(shù)人員可以使用機(jī)械挖掘的方法,把被污染的土壤挖出來,再將沒有受到污染的土壤回填。對于污染比較輕的土壤來說,只要在表層土壤上加入一些新的土壤再翻耕就可以,土壤混合到一起之后,只要土壤的污染程度降低到國家的標(biāo)準(zhǔn)值以下,能滿足果蔬產(chǎn)品種植需求即可?;蛘哂猛诰驒C(jī)把被污染的土壤和沒有被污染的土壤交換一下位置,這樣就可以減少污染物和農(nóng)作物的底部之間的接觸。客土法對一些污染比較嚴(yán)重的土壤修復(fù)有一定的修復(fù)效果,但總體上比較耗時耗力,并不適合大面積推廣和應(yīng)用。朱銳在研究中也表明了這一觀點,他還指出,在重金屬污染不嚴(yán)重的情況下,可以向土壤中潑灑氫氧化鈣、碳酸鈣以及諸如此類的石灰性物質(zhì),從而達(dá)到改變土壤pH值,抑制重金屬活性的作用。該方式與客土法原理類似,但投入成本相對較低,更加經(jīng)濟(jì)實用。
生物修復(fù)法,即依托生物體在生命活動中的代謝作用,實現(xiàn)土壤中污染物質(zhì)的吸收或降解,從而達(dá)到治理污染、改善土壤的目的。在重金屬治理方面,植物修復(fù)法最為常用。有些植物具有一定的特性,可以幫助土壤清除土壤當(dāng)中的重金屬污染物,主要的修復(fù)方法分為植物固定、植物提取等,最重要的就是植物提取技術(shù)。但是植物修復(fù)也具有一定的不足之處:有的植物生長比較緩慢,治理周期過長,并且一種植物只能對一種植物具有很強(qiáng)吸收效果,在一定程度上治理效果不是很明顯。植物修復(fù)方法還在不斷優(yōu)化,修復(fù)過程當(dāng)中出現(xiàn)的問題也在逐步解決。在植物選擇中技術(shù)人員還需要對植物品種進(jìn)行選擇,以防外來物種入侵的問題發(fā)生。生物修復(fù)方法最突出的優(yōu)勢在于,它能夠在治理果蔬產(chǎn)品中重金屬污染問題的同時,將重金屬物質(zhì)利用起來,進(jìn)一步提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)階段在重金屬植物修復(fù)技術(shù)中,研究關(guān)鍵點還集中在超富集植物的探尋進(jìn)程上,目前已有多宗實驗發(fā)現(xiàn)相關(guān)植物根系中存在重金屬組合蛋白、組氨酸等物質(zhì),對于重金屬因子的累積、搬運及降解有較為顯著的作用。除植物修復(fù)外,動物和微生物修復(fù)技術(shù)也逐漸進(jìn)入了重金屬污染處理研究領(lǐng)域,微生物修復(fù)技術(shù)作用機(jī)理較為多樣。據(jù)徐艷、鄧富玲等學(xué)者研究表明,胞外聚合物主要通過陰離子基團(tuán)對重金屬進(jìn)行固定,ESP就是其中典型代表,對于Cu2+、Pb2+都有不同程度的吸附效果。在動物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,已經(jīng)有多項有關(guān)蚯蚓等低等生物的研究,在Pb污染較為嚴(yán)重的土壤中投放蚯蚓,治理效果較為理想。
化學(xué)淋洗法對于一些水溶性的重金屬污染物具有很好治理效果,可以很快地修復(fù)被污染的土壤,從而緩解果蔬產(chǎn)品中的重金屬污染問題?;瘜W(xué)淋洗法主要針對一些污染不是很嚴(yán)重的土壤,該方法法最重要的是尋找比較合適的淋洗劑。淋洗劑要有一定的穩(wěn)定性,首先要保證淋洗劑不會因為環(huán)境的變化而分解;其次要具有一定的結(jié)合性;最重要的是要具有一定的環(huán)境友好性,在治理土壤時不能破壞土壤的結(jié)構(gòu),也不能對其他植物產(chǎn)生影響,避免對環(huán)境造成進(jìn)一步污染。此外,淋洗劑還要具有可操作性,價格要低,且要適用于大面積土壤污染。當(dāng)前較常見的淋洗液種類主要有螯合劑、表面活性劑以及無機(jī)溶劑等。有芮大虎、武智鵬等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),EDTA對Pb、Hg等重金屬污染土壤治理效果較為明顯。在使用此種方法治理重金屬污染,Pb含量可減少67.36%。而與之相比,檸檬酸等天然螯合劑的作用要差很多。馬強(qiáng)等學(xué)者則發(fā)現(xiàn),KCl與HAe的重金屬去除效率要明顯高于好氧發(fā)酵液與厭氧發(fā)酵液,KCl中的K+會與金屬陽離子競爭吸附點,同時Cl-還會與Cd2+結(jié)合生成配合物,阻礙重金屬離子對土壤的吸附。將KCl投用到土壤重金屬污染的治理當(dāng)中,Cd去除率可達(dá)19.2%,Pb、Cu、Zn等物質(zhì)也可被有效去除,去除率分別為6.84%、7.56%、15.94%。