被忽視的土壤，卻和我們?nèi)祟惤】涤兄Ыz萬縷的關(guān)系 | 陳能場

每年的4月22日，是世界地球日，這是一個專門為世界環(huán)境保護而設(shè)立的節(jié)日，旨在提高民眾對于現(xiàn)有環(huán)境問題的認識，并動員民眾參與到環(huán)保運動中，通過綠色低碳生活，改善地球的整體環(huán)境。然而環(huán)保絕不是空喊口號，今天就讓我們從學(xué)習(xí)土壤知識開始，了解目前地球母親正面臨的處境吧！

土壤作為地球的“皮膚”，孕育了無數(shù)的生命，饋贈予我們豐富的食糧，但我們卻因其隨處可見反而不以為意。隨著近年來鎘大米、有毒生姜等農(nóng)產(chǎn)品安全事件的頻頻爆出，我們對培育它們的土壤現(xiàn)狀愈感擔(dān)憂。

● 土壤的定義及成因

說到“土壤”，“土”和“壤”的概念還略微有些不同。《周禮》有言：“以萬物自生焉則言土，土猶吐也，以人所耕而樹蕓焉則言壤，壤和緩之貌?！睆哪菚r起，我們的老祖宗就開始區(qū)分“土”與“壤”了。“土”更多的是指未經(jīng)人為開發(fā)過的支撐自然界生命的物質(zhì)，而“壤”則是指支持人類生命的物質(zhì)，更多是與土地肥力，也就是我們常說的“地力”相關(guān)聯(lián)。

為什么會有這樣的區(qū)分呢？這還得從12000 年前人類意識到腳下的“土”能夠生產(chǎn)更多的食物說起，農(nóng)耕文明的開始意味著人類不再需要因采獵而疲于奔命，可以說土壤為人類生存和發(fā)展奠定了根基。

▲從漢字組成解開“土”的人類學(xué)意義

仔細觀察還會發(fā)現(xiàn)，其實我們很多漢字也是從“土”字演化而來的，比如“生”字，是“牛”和“土”的組合，有土有牛，生活就可以開始。

▲陳能場研究員在科考現(xiàn)場與田間耕牛合影

這么說來，“土壤”一詞好像又被賦予了更深層的人類學(xué)含義。

從文字的層面分析完“土”與“壤”，那么“土壤”本身有多重要呢？所謂“萬物土中生”，目前生活在地球上的870萬種生物，其中有四分之一都存在于土壤之中。一方面，土壤中的生命組成一個龐大的食物網(wǎng)，驅(qū)動著土壤中各種元素的物質(zhì)循環(huán)，這些過程使得土壤充滿生機和活力；另一方面，生命死亡后的物質(zhì)在土壤中積累了各種有機質(zhì)，特別是腐殖質(zhì)，創(chuàng)造了土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤具備保水保肥的能力。

有人會說，那這不就是一個周而復(fù)始、無限循環(huán)的過程嘛，殊不知土壤實際形成的過程極為緩慢，每500年才能形成大約0.05毫米的土壤，也就是說想要形成一枚硬幣厚的土壤，至少要等上一萬八千五百年。中國上下五千年，還不及薄薄一層土壤形成時間的一個零頭，不然怎么說土壤是不可再生資源呢，那可是比石油還要重要的戰(zhàn)略資源。

想必大家也會好奇，這么珍貴的土壤究竟是如何形成的呢？這得歸功于巖石的風(fēng)化，在數(shù)以千萬年計的過程中，隨著巖石熱脹冷縮的開裂、低等生物（如藍藻、地衣、苔蘚）的侵入、化學(xué)和生物的溶解、有機物質(zhì)的不斷積累，才形成了我們看到的層次分明的土壤剖面。

▲左為自然土壤剖面，右為水稻田剖面（in為英寸，1英寸=2.54厘米）

● 我國可用耕地面積大幅下降

從上圖不難看出，土壤和土壤之間是有差別的，很多人認為我們國家國土面積位列世界第三，幅員遼闊、地大物博，土壤在我國肯定“不成問題”，但實際上，并不是所有國土都是可用耕地。根據(jù)2021年08月26日發(fā)布的《第三次全國國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報》1 數(shù)據(jù)，我國耕地12786.19萬公頃（191792.79萬畝），相較于第二次全國國土調(diào)查，10年間全國耕地地類減少了1.13億畝，相當(dāng)于減少了一整個寧夏回族自治區(qū)。

▲圖源：智研咨詢

而作為耕地地力最重要的指標(biāo)之一，近30年來，土壤有機質(zhì)雖然存在地區(qū)差異，但由于秸稈還田、免耕少耕技術(shù)的推廣和綠肥和堆肥的施用，中國農(nóng)田耕層土壤有機質(zhì)含量呈整體上升趨勢，全國耕層土壤有機質(zhì)平均含量較第二次土壤普查時期提高了24.49%。不過還是耐不住農(nóng)田土壤的高強度利用，我們國家當(dāng)前的土壤有機質(zhì)含量與國外相比仍然處于偏低的水平。

● 土壤污染的類型與現(xiàn)狀

食以糧為本，糧以土為根。以大米為例，除了今年315晚會遭曝光的人工添加“香精大米”外，萬物生長靠土壤，如果培育作物的土壤本身污染也會導(dǎo)致食品安全問題的發(fā)生，比如同樣被央視曝光的“鎘大米”“有毒生姜”等事件。

我們知道土壤是一個開放體系。因此人為不法投棄的污染物、工業(yè)活動產(chǎn)生的大氣、水和固廢污染物、農(nóng)業(yè)活動過程中產(chǎn)生的帶有污染物的農(nóng)用物資（如動物性肥料、礦物性肥料等）都可能進入土壤而帶來污染。此外隨著重金屬背景值高的土壤的酸化，重金屬也可能從不溶態(tài)轉(zhuǎn)化為植物可利用態(tài)，進而造成土壤污染和作物中金屬含量超標(biāo)。（注：土壤背景值是指未受人類污染影響的自然環(huán)境中化學(xué)元素和化合物的含量，高背景則意味著土壤中的重金屬天然含量就很高，而不是由人類污染造成的）

▲土壤與周圍環(huán)境的相互作用

早在2014年4月17日發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》2 顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。

根據(jù)污染物質(zhì)，土壤污染可以分為（重金屬等）無機污染、有機污染、生物污染和放射性污染。

從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大，但主要是高背景造成的。

根據(jù)污染源，土壤污染又可被分為大氣型、水型、礦渣型、道路污染型土壤污染。作為世界工廠期間，我國排放到大氣中的鎘數(shù)量也相當(dāng)可觀，通過干濕沉降進入土壤中的重金屬也相當(dāng)可觀，這類污染的擴散與氣流流動情況有關(guān)，水污染型主要是污水灌溉造成的；礦渣污染型影響面積較小，而道路污染型則主要在道路兩側(cè)數(shù)十米內(nèi)，污染程度與車流量有關(guān)。

● 土壤污染與食品安全、人體健康的關(guān)系

從宏觀層面講了這么多，大家最關(guān)心的肯定還是“這究竟和我有什么關(guān)系？”。土壤污染對人類健康的影響可以是直接的，例如通過食物、土壤接觸、土壤吸入，也可以是間接的，如通過飲用水、空氣等。下面有一張圖，可以直觀地幫助大家理解土壤污染是如何與我們?nèi)祟惖纳】迪⑾⑾嚓P(guān)的。

▲陳能場研究員譯

談及與食品安全的關(guān)聯(lián)，就不得不提到土壤污染類型里的重金屬污染。在眾多重金屬污染中，鎘污染是能引起較為敏感的人體健康效應(yīng)的，最典型的案例即為上個世紀發(fā)生于日本的“痛痛病”，這警示我們應(yīng)當(dāng)加倍重視土壤的鎘污染問題。

鎘污染究竟有多可怕？它對我們?nèi)梭w的影響是潛移默化的，“鎘”這一重金屬被認定為致癌物，已有臨床案例表明職業(yè)性“鎘曝露”會導(dǎo)致肺癌，食物、吸煙等其他途徑吸入的鎘與前列腺癌、乳腺癌等也有一定的關(guān)系，低劑量的鎘甚至還會對糖尿病有影響。

▲影響土壤-植物-人體（動物）系統(tǒng)中重金屬的代謝因素

鎘在人體內(nèi)主要蓄積在腎臟和肝臟,當(dāng)腎皮質(zhì)中的鎘超過200mg/kg時，近端腎小管可能受損，導(dǎo)致尿蛋白和鈣等難以重吸收，又由于鎘與鈣的離子半徑相近，鎘可取代骨頭中的鈣而帶來骨質(zhì)疏松和軟化，這就是“痛痛病”的根源。

▲左為水稻，右為小麥

我國素來有“南稻北麥”的飲食文化，稻米更是中國乃至亞洲國家人群的主要食物。因此稻米是人體鎘的主要來源（吸煙者除外），世界糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，簡稱FAO)3 規(guī)定大米中的鎘含量限值為0.4mg/kg，我國的大米鎘含量限值為0.2mg/kg。

鈣、鐵、鋅、硒等營養(yǎng)元素與鎘在人體的吸收有很強的拮抗作用，由于這些營養(yǎng)元素相對于大豆、小麥、玉米等其他主食含量較低，且主要分布在大米皮層，而鎘主要與谷蛋白等結(jié)合，在大米中分布較為均勻和穩(wěn)定，因此當(dāng)大米從糙米加工成精米、淘米蒸煮的過程中，大米80%的營養(yǎng)成分都將被去除，相對地，鎘只能被去除10%左右，因此鎘大米本身就具有較高的危害。

再回應(yīng)一下大家都關(guān)注的“有毒生姜”事件。有毒生姜之所以“有毒”，主要是因為鉛含量超標(biāo)，一般來說，生姜的鉛含量限值為0.1mg/kg。但相對于大米而言，生姜在飲食中占比很小，往往是以“姜絲”“姜片”等調(diào)味品形式存在的，因此從安全性來說，“鎘大米”與“有毒生姜”是有差別的。特此要為廣大農(nóng)民朋友發(fā)聲，生姜的重金屬含量標(biāo)準有待商榷和優(yōu)化，以保證生姜生產(chǎn)的健康發(fā)展。

說到這里，大家肯定會聯(lián)想到老人自種菜致全家中毒身亡的網(wǎng)絡(luò)新聞，其實這些報道大多跟土壤污染沒有直接的關(guān)系，反而可能與農(nóng)藥殘余、作物生物污染、食材加工處理過程中的污染等關(guān)聯(lián)較大。畢竟土壤污染對人體健康的影響通常是慢性的。若是一篇報道中提到了食物中毒是由土壤污染造成的，那其真實性也許需要各位讀者再三判斷了。

● 那些買著放心、吃著安心的農(nóng)副產(chǎn)品

這時候有人會問了，那如何才能辨別出土壤污染的作物呢？其實這就跟醫(yī)生問診一樣，我們沒辦法通過患者的某一癥狀，直接得出具體病因，事實上，土壤污染的農(nóng)產(chǎn)品和合格的農(nóng)產(chǎn)品在外觀上通常沒有顯著的差別，消費者很難單從外表進行辨別，只能結(jié)合原產(chǎn)地、作物類型等信息加以分析。

正如剛剛提到的，粳稻的鎘積累能力低于秈稻和雜交水稻，整體上粳稻的鎘含量較低；對于蔬菜，總體上葉菜類鎘含量較高，其次為塊莖類，最低的是瓜果類。

▲不同類型的作物相對吸收土壤鎘、鉛能力

從作物類型入手是其中一個判斷的方向，另一方面還可以認準國家健康安全認證。早前我國的農(nóng)產(chǎn)品認證分為無公害、綠色和有機三個檔次，安全性隨之遞增。

▲早前我國農(nóng)產(chǎn)品安全認證的三大類型

無公害農(nóng)產(chǎn)品是指產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量符合國家有關(guān)標(biāo)準和規(guī)范的要求，經(jīng)認證合格獲得認證證書并允許使用無公害農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)志的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品及其加工制品；綠色農(nóng)產(chǎn)品是指無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)物，具體為符合國家健康安全食品標(biāo)準，并經(jīng)專門機構(gòu)認定允許使用綠色食品標(biāo)志的農(nóng)產(chǎn)品；有機農(nóng)產(chǎn)品則是根據(jù)有機農(nóng)業(yè)原則和有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式及標(biāo)準生產(chǎn)、加工出來的，并通過有機食品認證機構(gòu)認證的農(nóng)產(chǎn)品。

值得注意的是，2001年4月，農(nóng)業(yè)部正式啟動“無公害食品行動計劃”，2022年開始我國已經(jīng)停止無公害農(nóng)產(chǎn)品認證，停開農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地證明。因此目前仍能在市面上看到的獲國家認證的安全食品主要為“綠色食品”和“有機食品”。

一般而言，官方、正規(guī)渠道售賣的農(nóng)副產(chǎn)品都是符合國家質(zhì)檢標(biāo)準的安全、健康的食品，市民們可以放心選購。

作者：陳能場，廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員。主要研究方向為重金屬的根-土界面行為，植物葉片的氮素損失，土壤重金屬污染控制與修復(fù)，土壤污染-糧食安全-人體關(guān)系鏈條解析。

參考文獻

1《第三次全國國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報》

http://www.gov.cn/xinwen/2021-08/26/content_5633497.htm

2《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》

http://www.gov.cn/foot/2014-04/17/content_2661768.htm

3 Codex Alimentarius Commission (2006) Report of the 29th session of the codex Alimentarius commission, ALINORM 06/ 29/41. Codex Alimentarius Commission, FAO, Rome