被土壤污染威胁的人体健康
76岁的湖南省石门县白云乡鹤山村村民胡兰珍是一名深度砷中毒受害者,手臂上和身上满是黑褐色砷癍,由于身上痒得厉害,实在受不了的时候,她自己就使劲抓,有时候把皮肤都抓破了。
鹤山村位于原湖南雄黄矿核心区域内,当地像胡兰珍这样的砷中毒村民不下千例。原湖南雄黄矿曾经是亚洲最大单砷矿,由于多年来开采雄黄矿以及炼制砒霜,当地大气、土壤、水体的砷污染极其严重,当地居民一直生活在砷污染阴影下,饱受砷中毒带来的病症困扰。
砷化物中的砒霜,即三氧化二砷,具有很强的毒性。它进入人体后能破坏某些细胞呼吸酶,使组织细胞不能获得氧气而导致人体死亡;还能强烈刺激胃肠粘膜,使粘膜溃烂、出血;亦可破坏血管和肝脏,并导致人体呼吸和循环衰竭而死亡。研究发现,人体对砒霜的中毒量为0.005-0.05g,致死量为0.1-0.2g,如果服用大量砒霜,在1个小时之内即可致人死亡。虽然鹤山村的众多村民没有因为砒霜等砷化物而立即死亡,但是砷及其化合物导致的慢性中毒已经成了不少人挥之不去的梦魇。如今,鹤山村全村700多人中,有近一半的人都是砷中毒患者,因砷中毒致癌死亡的已有157人。
鹤山村村民的悲剧只是湖南这个我国重金属开采大省土壤污染严重现实的一个缩影,也只是全国土壤污染危机的一个缩影而已。在严重的土壤污染面前,越来越多的人健康和生命正在遭受威胁。
污染物进入人体的途径
北京农学会秘书长袁士畴在接受记者采访时表示,土壤污染物的来源广、种类多,大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。
其中,无机污染物主要包括酸、碱、重金属(铜、汞、铬、镉、镍、铅等)盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。
多年来,多种土壤污染物质中,绝大部分都是通过饮食进入人体,从而给人体健康造成威胁。袁士畴说,在很多地方,被污染的水体被普遍用于农业灌溉污染物污染了耕地,污染物就被作物吸收后,又通过粮食作物和蔬菜水果等进入人体,其在体内富集到一定程度就会给人体造成伤害,并导致癌症等一系列的疾病的发生。另外,一个地方的居民长期食用被重金属污染的鱼虾或者其他牲畜,也有可能造成重金属慢性中毒。
位于广东韶关大宝山矿附近的上坝村,因癌症死亡率较高而有广东“癌症村”之称。人口3400人的村子,已超过250人因癌症去世,并以每年10人死于癌症的比率递增。引发这场灾难的元凶,到底在哪儿?
华南植物园生态及环境科学研究中心博士庄萍等科研人员对广东大宝山矿区周边居民癌症高发与食物重金属污染是否有关,饮食途径中不同暴露参数对风险度的贡献率如何等问题进行了多年探索,在比较了饮用水、土壤无意摄取和食物摄取等多种暴露方式之后,他们最近公布研究结果显示,食物摄入是危害矿区居民健康的最主要途径。
据研究人员分析,污染土壤中重金属铅和镉经过食物链(农田土—稻米—鸡、菜园土—蔬菜/豆类、淤泥—杂草—鱼)传递,在大米、蔬菜、鱼肉、鸡肉中均有一定量的累积,且一半以上样品镉和铅含量超过国家卫生标准。矿区周边成人和儿童通过食物途径摄入重金属的总目标危险系数THQ达到10.2和11.1(THQ大于1即存在健康风险),食物中重金属污染使当地居民面临巨大的健康风险。其中,在多种暴露因子中,大米重金属铅和镉的危害贡献率超过了七成以上,成为当地居民暴露重金属的最大风险源。
土壤污染对人体的健康威胁和危害也并不仅仅通过饮食发生作用,对居住在污染场地上的人而言,往往会通过呼吸和皮肤接触直接对人体造成伤害。这些年,全国已经发生多次毒地直接伤人的例子。2004年4月,北京市宋家庄地铁工程建筑工地,三名工人在地下作业时中毒,症状最重的一人接受了高压氧舱治疗。出事地点原是北京一家农药厂。2006年7月,位于苏州南环路附近郭巷的一家化工企业搬迁后,留下20亩毒地,导致六名筑路工人挖土时昏迷。2007年春节前,武汉赫山地块施工中,有工人中毒被紧急送往医院获救。该地原属武汉市农药厂。
然而,“见光”的毒地毕竟是极少数,更多毒地在居民毫不知情之下,仍悄然威胁着人们的健康。专家表示,毒地对人体有害关键就在于它的隐蔽性,虽然它可能不会马上致人死亡,但是这种污染往往要持续很久。长期生活在这样的环境中,不仅可能导致中毒以及诱发多种疾病的产生,其严重后果往往在10年、数10年以后才能显现出来。
浙江温岭,部分被污染的耕地正在通过动物修复法,修复土壤。
大量镉米缘何出现
在我国的土壤污染中,镉污染首当其冲。近些年来,国内多地曾经发生严重的镉污染事件。2012年1月18日,广西河池市通报发生重金属污染事件,龙江河水质受到镉的污染,而河水则对沿河两岸的土壤造成污染。
湖南省是中国非铁金属产量最高的省份之一,因而土壤污染也属最严重之列。然而,湖南的稻米种植面积也跻身中国前列。根据一家市场调研公司公布的数据,湖南占到中国2012年稻米产量的16%。广东省的官员2013年发现,有些批次的大米镉含量严重超标,从而引发了全国性的恐慌。随后的调查发现,多数污染“镉米”来自湖南。
“镉米”并不仅仅只有湖南,事实上,我国的“镉米”最先发现于东北,这些年,随着土壤污染的蔓延,“镉米”也在全国多个省份广泛存在。比如广州大学环境科学与工程学院陈迪云教授等人近几年发布的多篇论文就曾经披露,福建沿海一些地区稻米中镉含量超标。该研究小组2008年在福建沿海地区10条主要流域布点采集水稻样品185件,结果有11.4%的样品镉超标。
中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2010年发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称,我国镉污染的耕地涉及11个省25个地区。其中在湖南、江西等长江以南地带,这一问题更突出。
根据专家的分析,造成这一情况的原因主要有两个:首先,从水稻品种上来说,耐热不耐低温的籼稻广泛种植于南方,而籼稻由于一些品种上的特性,“天生”比粳稻更易于富集土壤中的重金属镉;第二个原因是南方多含金属镉的矿区和冶炼工厂,工业废水和采矿废水缺少足够的处理措施,其排放导致了土壤本身的镉污染,从而间接影响了食品安全。
湖南省疾病预防控制中心刘富强博士表示,镉是对人体有害的元素,其在自然界中多以化合态存在,但是含量很低,例如大气中含镉量一般不超过0.003微克每立方米,水中不超过10微克每升,每千克土壤中不超过0.5毫克,这样低的浓度,不会影响人体健康。
在自然界中,镉常与锌、铅等共生。环境受到镉污染后,镉可在生物体内富集,通过食物链进入人体,引起慢性中毒。刘富强表示,进入人体的镉,在体内会形成镉硫蛋白,通过血液到达全身,并有选择性地蓄积于肾、肝中,其中肾脏可蓄积吸收量的1/3,是镉中毒的靶器官。此外,镉在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发也有一定的蓄积。
研究发现,镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合,能使许多酶系统受到抑制,从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管,使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状,并使尿钙和尿酸的排出量增加。而肾功能不全又会影响维生素D3的活性,使骨骼的生长代谢受阻碍,从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等一系列症状,其中最典型的例子是日本著名的公害病——“痛痛病”。
这些年,“痛痛病”在国内一些地区也开始显露出来。中国辐射防护研究院太原环境医学研究所刘占旗等研究人员,曾在2000年前后调查国内某铅锌矿污染区260名有20年以上镉接触者。其中84名接触者骨质密度低于正常,他们多数诉称身体有莫名疼痛,而最严重的22名接触者中有19名出现不同程度的骨质疏松和软化。
慢性镉中毒还可引起贫血。近些年来从动物实验和人群的流行病学调查中发现,镉还可使温血动物和人的染色体发生畸变。刘富强表示,镉的致畸作用和致癌作用(主要致前列腺癌),也经动物实验得到证实,只是尚未得到人群流行病学调查材料的证实。
而根据各种食品中镉污染的监测显示:人体中的镉 80%来源于粮食和蔬菜。镉污染的现实危害是,目前还没有特效的解毒药物可供使用,而进入到人体的镉,生物学半衰期长达10——30年。当前,人体应对环境镉污染的有效手段,依然只能是预防为主,从有效控制污染源方面着手。
安徽铜陵境内的化工企业废料堆放场堆满废料,这对当地土壤及地下水造成严重威胁
重金属之灾
长期以来,我国的多种重金属物质都在严重污染区悄然发挥着作用,从而威胁和危害当地居民的健康和生命。
袁士畴表示,我国土壤中严重的重金属污染来自多个方面。从源头来看,土壤重金属污染,有一部分是源于工业“三废”污染,有一部分是来自农业生产中的化肥和农药污染。
首先是源自工业“三废“的污染,这也是我国重金属污染最为严重的因素,其在一些重金属矿产丰富的地方尤为突出。由于重金属废水、废渣的随意排放,导致一些重金属元素污染了当地的水源、土壤。
“化肥中的重金属污染长期以来一直为人们所忽视。”袁士畴说,到上个世纪末,我国已经成为世界上化肥第一生产大国和第一消费大国。这两个第一的背后,却潜藏着化肥大面积滥用导致重金属污染的隐忧。
袁士畴表示,国际公认的化肥施用安全上限是225㎏/公顷,但目前我国农用化肥单位面积平均施用量达到434.3㎏/公顷,是其安全上限的1.93倍。上个世纪50年代,我国一公顷(15亩)土地施用化肥8斤多,现在是868斤左右,60年间化肥施用量增长了100倍。
“但这些化肥的效用绝大部分都没有用完,最后变成了污染。”袁士畴说化肥滥用对土壤环境的一个重要污染就是会导致土壤中重金属含量增加。无论是从化肥的原料开采到加工生产,都会给化肥带进一些重金属元素或有毒物质,其中磷肥最为典型。目前我国施用的化肥中,磷肥约占20%,磷肥的生产原料为磷矿石,它含有大量有害元素F(氟)和As(砷),同时磷矿石的加工过程还会带进其它重金属比如镉、汞等。
另外一些含有重金属物质农药的滥用也会带来重金属污染。袁士畴说,例如含汞农药长时间使用以后,汞就会大量在土壤中富集下来,并随着一些农产品进入人体。
统计显示,目前我国已有1/5的耕地受到了重金属污染。多重迹象显示,不少重金属污染区域已经和癌症高发区呈现出密切的相关性。例如,在重金属污染的重灾区湖南株洲,当地群众的血、尿中镉含量是正常人的2至5倍。在辽宁省锦州葫芦岛一带,土地主要受锌厂污染影响,污染元素以镉、铅、锌为主。与此同时,这些年这里得癌症的人群比较多,有不少年轻人都因为癌症而死亡。来自全国肿瘤登记中心的信息显示,我国每年新发癌症约312万例,平均每分钟就有6人确诊癌症,每年因癌症死亡超过200万人。而大量的癌症患者就来自重金属污染严重的区域。
群体癌症的悲剧
更为严重的是,这些年来我国出现的癌症爆发集聚地越来越多。
据湖南省石门县有关部门调查,从1951年至2012年的60多年间,矿区确诊的砷慢性中毒者1000多人,有近400人死于砷中毒诱发的各种癌症,其中肺癌近300人,癌症发病率居全国第二位。最典型的一家有7人死于癌症,其中一人因癌致死时仅30岁。
而在全国范围内,这些年癌症村也越来越多。广东省翁源县上坝村是一个拥有3200多人的村庄,由于矿物开采,大量含有镉、铅、铬等多种重金属的洗矿废水,没有经过任何处理就被排到流经上坝村的横石河中;因没有有效处理,矿坑表土的大量重金属也随土流失,污染了水体。而这些污水,也严重污染了当地的土壤。据统计,在当地村民每天通过饮食,仅镉的摄入量就达178微克,是世界卫生组织规定标准的3.6倍。从上世纪80年代初起,全村共有210人死于食道癌、胃癌和肝癌等癌症,而癌症发病率是全国平均水平的9倍多。
广东省翁源县上坝村只是这些年来国内不断出现的癌症村的一个缩影。专家表示,癌症村是最近几十年才出现的群体疾病现象。在这些地方,居民饮用了上游企业排出的未经处理的污水,以及土壤及其农作物等受到污染,导致人体内部机制严重受损,从而造成某一村庄大规模的癌症病发。
在中国学界与媒体指称污染地区居民承受较高罹癌率多年后,环保部终于在2013年2月官方文件首度承认中国存在“癌症村”。中国民间专家估计,若包括非官方数据资料,截止目前,全中国大陆的癌症村约达459个,且有逐渐往中国中西部扩散的现象。
复旦大学生命科学学院教授李瑶在接受记者采访时表示,这年来,不少癌症的发生与饮食和生活的环境具有很大的关系,事实上,也正是土壤污染导致生物链上人们所依赖的食物的污染,为癌症的发生留下了很大的隐患。
但是在另外一个方面,有关重金属污染如何导致癌症的发病机理依旧还不是很清晰。全国肺癌防治联盟副主席、首都医科大学肿瘤专家支修益表示,重金属污染是一种潜在的致癌因素,但它们和癌症究竟有多大的关系,还需要进一步的深入研究。如果一个地方重金属污染严重,同时患癌比例也很高,则需要进行专门深入的调查,搞清它们之间的相关性。
广东省南海狮岭令枫木材加工厂,储油罐附近有一大片草地,到处散落着黑臭的油渣,野草枯死呈灰白色。执法人员怀疑这些是劣质煤焦油,倒在地上会直接污染土壤
捍卫“舌尖上的安全”和住地安全
由于很多土壤污染物都是通过饮食威胁或者危害人体的健康,因此就必须保证我们饮食的安全性。但是要想保住“舌尖上的安全”,首先就要保证土壤安全。
工业减排是个最为重要的方面。北京大学环境科学与工程学院教授胡建信表示,我国一部分化工企业在当时建设时并没有严格按照当时的环评标准进行建设,因此遗留下了一些环境或者安全方面的隐患。
“虽然我们国家当时就已经建立了环评体系,但是实际上有很多化工企业都是在没有进行环评以前就已经开建了,在这种‘先上车、后买票’的操作中,有时最后的环评就完全变成了一种形式主义。尤为严重的是,有些企业为了节约成本,在污染控制或者安全管理上也根本就没有达到应有的要求。”胡建信说。
当前,通过工业企业减排来遏制日益严重的土壤污染已经成为至关重要的环节,其中污水减排尤为重要。清华大学环境科学与工程系教授、水务处理专家王占生王占生表示,这些年工业污水排放对土壤的污染越来越大,在很多地方甚至严重影响了老百姓的生活,为了解决这个矛盾,我国必须提高工业污水的排放标准。另外,对一个地方而言,其具体水环境的承载能力具有很大的地域特点,它是否会受到污染与工业废水的排放强度、当地水质水量等水环境的对工业废水的消解扩散和生化降解能力、动力性具有很大的关系,比如排放强度越大,即单位时间排放量越大,污染物就越多,当超过当地的消解能力时,其水环境就被污染了,沿岸的土壤环境也会受到污染。因此,一个地方水环境的具体承载力也是必须要关注的焦点,而不能仅仅满足于排放标准。
在农业生产方面,袁士畴表示,为了减少化肥和农药源头方面重金属的污染,我国应该大力减少化肥和含重金属物质农药的使用,同事大力发展现代生态农业。
“现代生态农业的高级阶段就是有机农业,其完全禁止农药和化肥的使用,生产的全是绿色的有机粮食、蔬菜或者水果,可以完全免除化肥和农药来源的重金属污染。”
袁士畴告诉记者,通过农业捍卫“舌尖上的安全”,我国也可以好好学习丹麦的做法。从世界版图上看,丹麦只能算作一个很小的国家,其国土面积只有4.31万平方公里,但是丹麦是举世公认的农业问题解决得最好的国家之一,素有“欧洲食橱”之美誉。
丹麦是个以农牧业为主的发达国家,其土壤污染的风险主要来自农业自身。袁士畴表示,丹麦位于欧洲北部日德兰半岛上,西、北、东三面环海,地势低平,平均海拔只有30余米,其境内没有大江大河,地表径流很少,国民的饮用水全部来自地下水。为了避免地下水源及土壤受到污染,丹麦在农业生产中采取了严格限制化肥和农药使用的举措,另外就是有机肥的使用也有仔细规定。为了保证畜牧业的污染排放对土壤和地下水不造成负面影响,丹麦法律对农场生产规模有一定约束,每个农场拥有的家畜数量不能超过500个家畜单位。每个单位指1头母牛,或3头母猪,或30头生猪,或2500只肉鸡。一般当农场达到250个单位时,就要对其环境影响进行全面的评估,并根据评估的结论来决定它是否可以扩大规模。
“正是这些有效的举措,丹麦很好地限制了农业生产对土壤的污染,也很好地保证了农产品的安全。”袁士畴表示。
然而,由于国内大量的土地已经遭受到重金属等污染物的严重污染,袁士畴认为我国很多地方的农场品已经很难避免这些污染物的污染,对于一些土壤污染严重的地区,实施土壤改造或者放弃农产品的种植将会成为没有办法的办法。
对于用于建设的毒地,则必须通过法定的方式在建筑以前对其进行处理,直到达到满足居住要求为止。对于已经居住的城建小区,对其实施土壤改造也是绕不开的问题。