踩在脚下的“定时炸弹”

■ 中科院地理科学与资源环境研究所研究员陈同斌前后用了3年多的时间对北京市全市的土壤和蔬菜进行了大规模的取样分析和研究,发现土壤污染问题已经比较严重,并且已经影响到蔬菜等农产品的质量。
■ 南京农业大学农业资源与生态环境研究所研究员潘根兴在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。结果同样很严重。超过70%的采样区域存在重金属污染,测出的最高铅含量超过900ppm,超过国家标准3倍以上。
■ 陈同斌在2001年对北京市的公园土壤重金属污染做了一项调查,结果让人吃惊。被公认为城市中环境质量优良的公园存在着不容忽视的土壤重金属污染。而且公园建成的年代与土壤重金属污染的程度成一个指数关系。
土壤污染相比大气污染和水体污染而言,具有很强的隐蔽性。人们平时可以很直观地看见工厂的大烟囱冒出的黑烟是环境污染,江河湖泊水里长出绿藻发出恶臭是环境污染,却很少能注意到,自己脚下的土地也在受到严重的污染。“看得见的污染不一定是最要命的污染”,陈同斌说,“除了具有相当的隐蔽性之外,土壤污染还具有局域性、不可逆性,同时由于工作量的巨大和治理成本的高昂,也决定了土壤污染治理的艰难性”。

“炸弹”何时会爆?
如果把土壤污染比喻成一颗定时炸弹,那么这颗炸弹何时会爆炸就是我们最先要问的问题。陈同斌说,从土壤污染类型的角度来划分,土壤污染主要有重金属污染和有机物污染等类型。有机物污染主要是农林业中喷洒农药和工业中有机物和石油泄漏等造成的。而重金属污染则多集中在矿区、工业区和城市。根据他对香港和北京市土壤重金属含量的研究和长年积累的科学数据,中国城市土壤重金属污染形势总体处于不断恶化过程中。
陈同斌在2001年对北京市的公园土壤重金属污染做了一项调查,结果让人吃惊。被公认为城市中环境质量优良的公园存在着不容忽视的土壤重金属污染。而且公园建成的年代与土壤重金属污染的程度成一个指数关系。一般而言,历史越悠久,则重金属污染越严重。他前后用3年多的时间对北京市全市的土壤和蔬菜进行了大规模的取样分析和研究,发现土壤污染问题已经比较严重,并且已经影响到蔬菜等农产品的质量。
为了了解国内其他地区的土壤重金属污染情况,记者采访了南京农业大学农业资源与生态环境研究所研究员潘根兴。他在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。结果同样很严重。超过70%的采样区域存在重金属污染,测出的最高铅含量超过900ppm,超过国家标准3倍以上。
他说,目前国内对农村土地使用农药造成的污染很重视,并制定了一些相关的法律规章,包括禁止使用一些剧毒高残留农药等,但对城市重金属污染却没有足够的重视。潘根兴曾经参与世界卫生组织制定土壤环境质量标准的工作,他介绍说,与世界卫生组织制定的标准相比,我国现在还在执行的土壤环境质量标准还是太宽松了。他举例说,以土壤含铅量标准来说,世界卫生组织的标准是最高不超过90ppm,而我国的标准为最高不超过300ppm.陈同斌指出,面临土壤重金属污染威胁,目前还缺乏相应的专家储备、技术储备,相关数据资料也很缺乏。土壤污染问题还没有像大气污染、水污染、固体废弃物污染和全球变化等环境问题那样受到广泛的关注,没有真正引起公众和决策者的高度重视,相关的科研投入、政策、法规和管理工作都明显滞后。到目前为止,科学家还无法准确地回答,全国的农村和城市土壤污染的范围和程度究竟有多大;无法告诉公众,土壤对污染的承受力在何时会达到它的极限;也无法告诉公众应该在什么时候,采取相应的措施。现在能做的,只是开展一些局部的土壤污染调查和理论性的研究,很少开展大规模的土壤污染治理工作。危机应对反应能力滞后。现在可以肯定的是,从一些地区发生的土壤重金属污染事件看,在湖南、广西、贵州等省的某些地区,土壤重金属污染已经很严重,并且导致较大范围的健康问题。
中国土壤重金属污染严重的城市往往集中于矿区和工业城市,特别是一些矿山城市。在这些地区由于缺乏对尾矿的无害处理,已经造成了相当大的危害。在科技部“863”计划、“973”前期专项、国家自然科学基金重点项目和中科院知识创新工程重点项目的共同支持下,陈同斌的课题组在湖南郴州建立了一个治理土壤重金属污染的试验基地。他说,最初我们到当地考察时,不到半天,很多人腿上就开始生出红斑。当地的一个村子被严重污染,地里已经种不出庄稼了,800亩土地抛荒。很多人患有皮肤病,胎儿畸形的情况也出现了。通过他们的考察研究确定,当地的一个已经倒闭的砷矿厂排放的废弃物是造成村民重金属中毒的根源。化工厂、加油站、垃圾填埋场和热电厂等也会导致城市土壤污染,煤炭和汽油燃烧也可能是一个污染源。
他介绍说,土壤重金属污染是一个不断累积的过程。与水体和大气等流体介质不同,重金属污染物一旦进入土壤,如果不进行处理,会长期留在原地。而且重金属污染物像有机污染物那样能够被微生物降解,在环境中始终遵循质量守恒定律。因此,对于已经被污染的土壤,采用切断污染源的办法只能阻止污染恶化的趋势,并不能从根本上解决问题。

这颗“炸弹”的威力有多大?
为了搞清楚土壤重金属污染对人体健康的危害。记者采访了中国疾病预防控制中心营养与食品安全所微量元素营养室研究员杨文婕。她介绍说,类似土壤重金属污染这样的环境污染物对人体健康影响的特点是:作用对象广泛,影响区域广、危害人口多。人体中毒类型可分为急性、慢性和持续性的蓄积。她举例说,重金属镉(cd)中毒可在20~30年后表现出来,有机氯农药虽然已经禁用多年,但现在在一些胎儿、婴幼儿体内还可查出。目前人类癌症的80%~90%均与环境污染物有关,其中因化学污染诱发的癌症达90%以上。
在中国,容易造成大范围中毒的重金属主要是三种,分别是砷、铅和汞。
砷中毒是我国常见的一种重金属中毒恶性事件。杨文婕说,砷主要作用于人的皮肤和肺部,导致硬皮病、皮肤癌和肺癌。她说,天然水中含微量的砷,水中含砷量高,除地质因素外,主要是工业废水和农药所致。砷化物是主要的有毒物质,可从呼吸道、食物或皮肤接触进入人体。砷化物能抑制酶的活性,干扰人体代谢过程,使中枢神经系统发生紊乱,导致毛细血管扩张,并有致癌的可能,砷还会诱发畸胎。2002年7月,湖南衡阳县界牌镇发生了一起严重的群体砷中毒事件。100余人急性砷中毒。其中有儿童还有孕妇。
铅中毒是另一个潜在的威胁。杨文婕说,从危害程度来说,铅首先危害到的是胎儿,其次是幼儿,再其次才是成人和老人。儿童生长发育的特点决定了儿童食入和吸入的铅多而排铅少。儿童有较多的手-口动作,在地上玩耍的儿童,手上沾染被铅等污染的土壤后,铅从口入几率高;儿童代谢旺盛,铅毒极易进入血液;空气中80%以上的铅尘在离地1米以下的区域流动,这一高度正好是儿童的呼吸带。总之,儿童发生铅中毒的几率远远高于成人。铅中毒防治专家王阿据介绍说,有时发现儿童脾气暴躁、不合群、注意力不集中、甚至打人咬人、学习能力差、动作不协调、反应迟钝……其实是铅毒在作怪。目前城市中铅毒的来源主要是使用含铅汽油的汽车尾气。而这些含铅尾气95%最后会回到地面,进入土壤。
汞中毒机理是汞使人某些酶失去活性引起中毒。汞摄入微量即出现头痛、头晕、关节痛、肌肉颤抖等症状;大量摄入会急性中毒,诱发肝炎和血尿。

如何拆掉“引信”?
美国在上个世纪曾经启动了一项超级基金计划。为了解决地下水污染问题,投入200多亿美元净化地下水。主要方法是把地下水抽出进行净化处理后再注回地下。计划执行一段时间后,科学家发现经过净化处理后的地下水,回到地下后水质并没有达到预期的效果。最后发现,原因来自土壤。土壤中的污染物使净化后的地下水再次被污染。科学研究发现,其实土壤污染与大气污染、水体污染息息相关,仅仅治理大气污染和水体污染,这种“头痛医头,脚痛医脚”的做法,并不能够使整个环境质量和农产品质量得到根本的改善。由此,土壤重金属污染被当作一个重要的环保课题提了出来。
陈同斌认为,土壤重金属污染治理存在很大的难度。一方面土壤重金属污染量大、面广,治理的工程量十分巨大,另一方面用于土壤重金属污染治理的费用也十分高昂。但目前最急需要做的是搞清楚我国土壤重金属污染的现状,建立一个完整的科学监测网首当其冲。潘根兴说,由于中国科研界缺乏有效的整合,目前虽然有一些单位在做土壤重金属污染研究,但没有一个整体的合作,因此也就没有办法向公众提供一个完整准确的调查现状。国内环保部门对土壤重金属污染问题并未真正予以重视,在管理上还停留在“罚款环保”阶段,发现污染问题罚款了事。与国外定期监测的做法还存在很大差距。
陈同斌介绍说,目前国际上处理土壤重金属污染的办法可分为两大类型:一类是客土、填埋、覆盖新土或钝化土壤中的重金属,这些都是权宜之计;还有一类是淋洗和植物修复等,这是根本解决的办法。其中,淋洗是用化学溶剂对受污染土壤进行清洗,把重金属洗去。但这种办法除了耗资巨大和工程量大之外,还存在二次污染的问题。如何处理洗下来的含毒溶剂是个难题,此外经淋洗后的土壤往往变成了砂砾,失去了土壤本身的功能,已经没有什么利用价值。
目前国际上研究的热点集中在植物修复研究。原理是,选取超富集植物等特殊植物,这类植物对土壤中的重金属具有很高的富集效率,把这类植物栽种到受重金属污染的土地上,通过植物的根系把土壤中的重金属吸出来。然后收获植物的地上部,对植物进行焚烧或冶炼,进行二次利用。这类技术具有成本低、无二次污染、保护土壤、美化景观的特点。在美国已经出现一大批研究和推广植物修复技术的公司,并且有的公司的股票已经上市。陈同斌介绍说,中科院地理科学与资源环境研究所环境修复室进行这方面的研究已经有7年,并在国际上建立了第一个砷污染土壤的植物修复基地。目前,他们开发的植物修复成套技术对土壤中重金属砷的年去除效率达10%,已经露出产业化推广应用的曙光。从技术水平来看,至少已经与国际同步。
美国前总统尼克松很喜欢的一个中国名词是“危机”。危险中的机会,看到我们面临的危险比看不到要好得多,在危险中找到机会比被动地应对危险要好得多。如何对我们脚下的环境污染给予足够的重视,找到解决问题的办法,甚至从中发现一个产业,是一件考验政府和公众智慧的难题。
“土壤污染是人类在不久的将来必将面对的最困难的环境难题。人们最终会发现攻克环境污染这个世纪难题,最后的堡垒就在自己的脚下。土壤的物理特性决定土壤极易被污染,虽然土壤对污染物的容纳能力相对大气和水体要大很多,但土壤一旦被污染,就很难清除。可以说,以现有的科学技术水平,土壤污染过程是不可逆的,一旦发展成生态灾难,其危害和损失将难以估量。”陈同斌最近在接受记者采访时如是说。