《生态农田实践与展望》连载之十九：有害元素控制

蒋高明 郭立月 

农田土壤重金属污染已成为威胁我国粮食质量安全的一个严重的问题。全国受重金属污染的耕地约有 1 000 万公顷，约占耕地总面积的 10%以上，多数集中在经济较发达地区，全国每年受重金属污染的粮食多达 1 200 万吨，因重金属污染而导致粮食减产高达 1 000 多万吨，合计经济损失至少 100 亿元（郑顺安，2010）。

污染农田土壤的重金属元素主要包括镉、汞、铅、砷、铬和铜等，主要来源于各种污水如工业、商业和生活污水，大气沉降如工业粉尘和汽车尾气，固体废弃物如矿业和工业固体废弃物、各种垃圾，以及农用物资如农药、化肥和地膜等（李明姝 等，2018）。

重金属一旦随粮食进入人体，就会在体内蓄积，还可转变成高度毒性的化合物，引起人们神经系统受损、智力下降、骨质疏松，甚至细胞癌变（Olawoyin et al.，2012；Xiao et al.，2015；李明姝 等，2018）。因此，必须控制重金属含量，一旦发生重金属超标，应退出口粮行列。《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中，明确规定了食品中铅、镉、汞、砷、铬等重金属污染物的限量指标，其中包括谷物及其制品，详见表 2-2。

未经处理的各种污水直接进入江、河、湖泊和农田，是导致农田重金属污染最主要的来源，污水中的重金属元素不仅污染了农田土壤，还进一步污染了地下水。检测数据显示，目前大部分地下水遭到了污染，有 90%的城市地下水被污染，其中 2/3 被严重污染，而全国有 40%的农业灌溉使用地下水，进入地下水的重金属又随灌溉进入农田土壤。土壤中的重金属随着作物的吸收、转运而进入人类食物链，引发各种食品安全事故，不断出现的“癌症村”就是其危害的具体表现。

重金属源头切断，一是化肥；二是污染的工厂化养殖动物粪便如鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪等；三是农药中的重金属。从源头切断重金属进入土壤至关重要。本团队在化肥-有机肥配施试验中测定了不同施肥处理 0～20 厘米土层土壤中的重金属含量，这对于了解土壤重金属含量和土壤质量具有非常现实的意义，它可以反映重金属在土壤中 0～20 厘米耕层的含量及不同施肥处理对土壤受重金属污染影响的情况。4 个处理为：①有机肥（M）；②75%有机肥＋25%化肥（MNPK1）；③50%有机肥＋50%化肥（MNPK2）；④全化肥（NPK）。测定的重金属包括铜、锌、铅、铬 4 种重金属。试验土壤为 0～20 厘米耕层，土壤 pH＜6.5，因此，本研究中各项重金属元素分别执行国家标准中相应的二级标准中的pH＜6.5的标准值（表 2-3）。

根据《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166—2004）中的评价方法，采用单项污染指数法对研究区域土壤重金属污染程度进行评价。单项污染指数质量评价模型是用土壤污染物实测值与评价标准值相比来计算土壤环境质量污染指数的一种评价模型，其计算式为

Pi＝Ci/Si

（2-4）

式中，Pi 为污染物 i 的环境质量指数；Ci 为污染物 i 的实测浓度（微克/克）；Si 为污染物 i 的评价标准（微克/克）。

根据式（2-4）计算出的污染指数对元素污染程度进行分级，见表 2-4。

铜、锌、铅、铬 4 种重金属在不同施肥处理下评价结果见表 2-5。可以看出，铜、锌、铅、铬 4 种重金属不同处理的单指数均小于 1，说明短时间内不同施肥处理对土壤重金属含量影响不大，不会对铜、锌、铅、铬在土壤中的积累产生明显影响；从单项污染指数范围可以看出，NPK 处理对锌、铅、铬的影响程度明显大于其他 3 个处理（唐海龙，2012）。