我国当前农产品产地土壤重金属污染形势及检测技术分析解析

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2013-05-08基金项目 :北京市自然科学基金面上项目 (6132009 作者简介 :李 斌 (1983— , 男, 山东人, 助研,

主要从事农田土壤重金 属检测研究。 E-mail:lib@nercita.org.cn *通信作者 :赵春江 E-mail:zhaocj@nercita.org.cn 1绪论

农田土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一, 是从事农业生产的本源所在,

也是人类生态、 环境的 重要组成部分。 农产品产地土壤保护是保障粮食与食 品安全的重要物质基础。 党的十七届三中全会明确提 出, 发展现代农业, 必须按照 “高 产、 优 质、 高效 、 生态、 安全 ” 的要 求 [1]。 近年来 , 随着经济 的 高速 发展, 大量工 业源、 生 活 源 污染 物 及 农 用化 学品 等通过不同形式进

入 土壤、 大气等 农产品产地环境, 影响 农产品 及其加 工 食品的质 量 , 并通过 食物 链 的 传递对 人类 健康 产生

着不良影响 。从农产品源 头 出发,

实 现农产品产地环 境的 监 测 和污染防治对于 发展现代农业 有着 重要的 战略意义 。在 众多 的农产品产地环境 参数 中, 土壤重 金属的 污染日趋严 重, 成 为 发展现代农业 亟待解决 的 突 出 问题 之一。

土壤重金属是 指比 重

(相对密度 大于 5的金属 元素或其化合 物。 这些 重金属主要 指汞 (Hg 、

镉 (Cd 、 铅 (Pb 、 铬 (Cr 、 铜 (Cu 、 锌 (Zn 、 镍 (Ni 和 类 金属 砷 (As 等 [2-3]。 有色 金属 矿 山的 开采 、

工 业 “ 三 废 ” 的 排放 、 含 重金属 废弃 物 堆积 、 农业生产中的 污 水灌 溉 、 农 用化 学 药 品的 不合 理使 用等 , 都可能导致 有 害 重金属 元素 直接 或 间接 进入 农产品产地土壤 [3-5]。

2当前我国农产品产地土壤重金属污染形势 目 前 , 世界各国 土壤存在 不同 程 度 的重金属 污 染 。 据统计 ,全 世界平均每 年 排放 Hg 约 1.5万 t 、 Cu 我国当前农产品产地土壤重金属污染形势及 检测技术分析 李

斌, 赵春江 *

(国家 农业 智能装备 工 程技术 研究中 心 , 北京 100097 摘 要 :从农产品产地环境 监 测出发, 针 对 农田土壤重金属 污染问题 ,

通过 追踪 一 系列 重金属 污染 事 件报道 , 指 出 了 进 行 农产品产 地土壤重金属检测的重要 意义 ; 在 综述 现 有 重金属 含 量 常规 及 新 的检测 方法 基础上, 分 析了各 自的 优 缺点 , 并 针 对 农产品产地土壤 重金属 含 量 的检测 问题 , 进 行了 现 有 各种 重金属检测 手段 的 对比 分 析 , 提出 了 目 前 农产品产地土壤重金属 含 量 检测中面 临 的主要 问题 , 为 今后 农产品产地环境中土壤重金属 参数 获取技术 和 低 成本 快 速 检测 装备平台 的研究 和 开 发提 供 参 考 。 关键词 :农产品产地 ; 重金属 污染 ; 污染形 势; 检测 中图分类号 :X830.2

文献标志码 :A

文章编号 :1005-4944(2013

05-0001-07Current Situation of Heavy Metals Pollution in Soil at Farmland and Detection Technologies Analysis in China

LI Bin , ZHAO Chun-jiang *

(National Research Center of Intelligent Equipment of Agriculture ,

Beijing 100097, China Abstract :Aiming at heavy metals pollution in soil at agro-products production farmland in China, this paper collected series of heavy metals pollution incidents reported recently and pointed out the importance to conduct heavy metals pollution detection in soil at agro-products pro - duction farmland. A review on common and new heavy metals detection methods including Terahertz spectroscopy and the comparative anal - ysis of the existing detection methods of heavy metals aiming at their advantages and disadvantages were given. The main challenges faced in heavy metals detection at agro-products production farmland were raised finally. This paper provides a reference for the research and devel - opment of technology and low-cost rapid detection equipment platform for soil heavy metal parameters detection for future agro-products production environmental farmland.

Keywords :agro-products production farmland ; heavy metals pollution ; pollution situation ; detection 农 业 资 源 与 环 境 学 报

Journal of Agricultural Resources and Environment 1— —

万 、 万 、 万 、 万 , 这些 污染 物会 通过大气 、 水 等 以 不同形式 最终 进入 到 土壤 中, 造 成土壤重金属 超标 [2-3]。 当前 中 国 的土壤重金属 污染 呈 日趋加 剧 的态 势 , 农产品产地环境 点 源、 面源 污染 扩 大 , 防治形 势 十分 严 峻 。 2000年对 30万 hm 2基本农田保护 区 土壤 进 行 有 害 重金属 抽样 监 测, 其 中 3.6万 hm 2土壤重金属 超标 , 超标 率达 12.1% 。 大多数 城 市 近 郊 土壤也 受 到 不同

程 度 的 污染 , 有多 个 地 方 粮 食、 蔬菜 、 水 果 等 食物中 镉 、 铬 、 砷 、 铅等 重金属 含 量 已 超标 或 接 近 临界 值 。

近年来 , 国 内由 于 土壤重金属 污染 而 直接 或 间接 导致 的人 体 重金属 污染 事 件 频频 出现, 屡见 不 鲜 。以 2009年为 例 , 根 据 环境保护部的 统计 , 我 国 发生 了 12起 重金属 污染 事 件 , 共 导致 4035人 血 铅 超标 、 182人 镉 超标 , 同年 , 全 国 共 发生 32起由 重金属 污染 引起 的 群体性 事 件 [6], 仅仅湘 江 就 发生 2起 重金属 污染 事 件 。 6月 15日 , 湖南娄底双峰县某公司违 法 转移 含 铬 废 渣引起 重金属 铬污染 事 件 [7]; 7月 3日 , 浏阳爆 发 某 化 工 厂引起 的 恶性 镉污染 事 件 [8-9]。

2010年 10月 7日 召 开 的 “ 第 九 届 亚太烟草 和健 康大 会 ” 上, 一项 名 为 《 中 国 销售 的 香烟 :设 计 、 烟 度 排 放 与重金属 》 的研究 报 告 在中 国 引 发 了 强烈反 响 [10]。 报 告 中 指 出 13个 中 国 品 牌 国 产 香烟 中 铅 、 砷 、 镉等 重金 属成分 含 量严 重 超标 , 其 含 量 与 加 拿 大 产 香烟 相比 , 最 高 达 3倍 以上。中 国 的 烟民 有 3.5亿名 之 多 , 此次 事 件 成 为 烟草 界 的 “ 三 聚氰胺 事 件 ” 。 据 专 家 称 , 香烟 中的重金属 可能 来 自 受 污染 的土壤。

2011年 1月 7日 报道 称 [11], “ 杂交 水 稻 之 父 ” 袁 隆 平 偏爱 的 示范 基地之一——

— 国家 级商 品粮生产基 地 湖南省湘 潭 县 , 稻 田的重金属 污染严 重。 由 于 “ 水系 破坏 、 水 域 污染 、 水 土 流失 、 土壤 板结 等 , 造 成 水 田 无 法 耕作 , 粮食产 量 下降 , 农 民 减收 ” , 有些 水 田 近 一 半 的面 积 绝收 。 无奈下 , 当 地农 民 只得将收 获 的 受 污染 谷子 、 镉 米卖给 粮食 收购站 , 然 后 自 己再去购买外 地 来 的 商 品粮食 用 。 据 专 家 分 析 , 粮食的重金属 超标 问 题 , 主要 来 自 附 近 的 矿 区 开 发 造 成的 水 土 系统 破坏 。 2011年 2月 14日 报道 [12], 重金属 镉 正 通过污染 土壤 侵 入 稻 米 ; 学 者 抽样 调查显 示 中 国 多 地市 场 上 约 10% 的 大 米 镉 超标 , 中 国 年 产 稻 米 近 2亿 t , 10% 即 2000万 t 。 对于 65% 以上人 口 以 水 稻 为 主食的中 国 来 说 , 重金属 污染问题 显得尤 为严 峻 。 2002年 , 农业部 稻 米