被忽視的土壤，卻和我們?nèi)祟惤】涤兄Ыz萬(wàn)縷的關(guān)系 | 陳能場(chǎng)

每年的4月22日，是世界地球日，這是一個(gè)專門(mén)為世界環(huán)境保護(hù)而設(shè)立的節(jié)日，旨在提高民眾對(duì)于現(xiàn)有環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，并動(dòng)員民眾參與到環(huán)保運(yùn)動(dòng)中，通過(guò)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(hào)，今天就讓我們從學(xué)習(xí)土壤知識(shí)開(kāi)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(wú)數(shù)的生命，饋贈(zèng)予我們豐富的食糧，但我們卻因其隨處可見(jiàn)反而不以為意。隨著近年來(lái)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(duì)培育它們的土壤現(xiàn)狀愈感擔(dān)憂。

● 土壤的定義及成因

說(shuō)到“土壤”，“土”和“壤”的概念還略微有些不同?！吨芏Y》有言：“以萬(wàn)物自生焉則言土，土猶吐也，以人所耕而樹(shù)蕓焉則言壤，壤和緩之貌?！睆哪菚r(shí)起，我們的老祖宗就開(kāi)始區(qū)分“土”與“壤”了。“土”更多的是指未經(jīng)人為開(kāi)發(fā)過(guò)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(shuō)的“地力”相關(guān)聯(lián)。

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

▲從漢字組成解開(kāi)“土”的人類學(xué)意義

仔細(xì)觀察還會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)我們很多漢字也是從“土”字演化而來(lái)的，比如“生”字，是“牛”和“土”的組合，有土有牛，生活就可以開(kāi)始。

▲陳能場(chǎng)研究員在科考現(xiàn)場(chǎng)與田間耕牛合影

這么說(shuō)來(lái)，“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(wàn)物土中生”，目前生活在地球上的870萬(wàn)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(gè)龐大的食物網(wǎng)，驅(qū)動(dòng)著土壤中各種元素的物質(zhì)循環(huán)，這些過(guò)程使得土壤充滿生機(jī)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(jī)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(huì)說(shuō)，那這不就是一個(gè)周而復(fù)始、無(wú)限循環(huán)的過(guò)程嘛，殊不知土壤實(shí)際形成的過(guò)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(shuō)想要形成一枚硬幣厚的土壤，至少要等上一萬(wàn)八千五百年。中國(guó)上下五千年，還不及薄薄一層土壤形成時(shí)間的一個(gè)零頭，不然怎么說(shuō)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(huì)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(wàn)年計(jì)的過(guò)程中，隨著巖石熱脹冷縮的開(kāi)裂、低等生物（如藍(lán)藻、地衣、苔蘚）的侵入、化學(xué)和生物的溶解、有機(jī)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(guó)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(rèn)為我們國(guó)家國(guó)土面積位列世界第三，幅員遼闊、地大物博，土壤在我國(guó)肯定“不成問(wèn)題”，但實(shí)際上，并不是所有國(guó)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(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》1 數(shù)據(jù)，我國(guó)耕地12786.19萬(wàn)公頃（191792.79萬(wàn)畝），相較于第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查，10年間全國(guó)耕地地類減少了1.13億畝，相當(dāng)于減少了一整個(gè)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(lái)，土壤有機(jī)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(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量呈整體上升趨勢(shì)，全國(guó)耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量較第二次土壤普查時(shí)期提高了24.49%。不過(guò)還是耐不住農(nóng)田土壤的高強(qiáng)度利用，我們國(guó)家當(dāng)前的土壤有機(jī)質(zhì)含量與國(guó)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(huì)遭曝光的人工添加“香精大米”外，萬(wàn)物生長(zhǎng)靠土壤，如果培育作物的土壤本身污染也會(huì)導(dǎo)致食品安全問(wèn)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(gè)開(kāi)放體系。因此人為不法投棄的污染物、工業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的大氣、水和固廢污染物、農(nóng)業(yè)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的帶有污染物的農(nóng)用物資（如動(dòng)物性肥料、礦物性肥料等）都可能進(jìn)入土壤而帶來(lái)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(jìn)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(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》2 顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)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(wèn)題突出。

根據(jù)污染物質(zhì)，土壤污染可以分為（重金屬等）無(wú)機(jī)污染、有機(jī)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(zhǎng)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(wèn)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(guó)排放到大氣中的鎘數(shù)量也相當(dāng)可觀，通過(guò)干濕沉降進(jìn)入土壤中的重金屬也相當(dāng)可觀，這類污染的擴(kuò)散與氣流流動(dòng)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(duì)人類健康的影響可以是直接的，例如通過(guò)食物、土壤接觸、土壤吸入，也可以是間接的，如通過(guò)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(chǎng)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(gè)世紀(jì)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(wèn)題。

鎘污染究竟有多可怕？它對(duì)我們?nèi)梭w的影響是潛移默化的，“鎘”這一重金屬被認(rèn)定為致癌物，已有臨床案例表明職業(yè)性“鎘曝露”會(huì)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(huì)對(duì)糖尿病有影響。

▲影響土壤-植物-人體（動(dòng)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(guò)200mg/kg時(shí)，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(lái)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(guó)素來(lái)有“南稻北麥”的飲食文化，稻米更是中國(guó)乃至亞洲國(guó)家人群的主要食物。因此稻米是人體鎘的主要來(lái)源（吸煙者除外），世界糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，簡(jiǎn)稱FAO)3 規(guī)定大米中的鎘含量限值為0.4mg/kg，我國(guó)的大米鎘含量限值為0.2mg/kg。

鈣、鐵、鋅、硒等營(yíng)養(yǎng)元素與鎘在人體的吸收有很強(qiáng)的拮抗作用，由于這些營(yíng)養(yǎng)元素相對(duì)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(guò)程中，大米80%的營(yíng)養(yǎng)成分都將被去除，相對(duì)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?yàn)殂U含量超標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，生姜的鉛含量限值為0.1mg/kg。但相對(duì)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(lái)說(shuō)，“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(zhǔn)有待商榷和優(yōu)化，以保證生姜生產(chǎn)的健康發(fā)展。

說(shuō)到這里，大家肯定會(huì)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(shí)這些報(bào)道大多跟土壤污染沒(méi)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(guò)程中的污染等關(guān)聯(lián)較大。畢竟土壤污染對(duì)人體健康的影響通常是慢性的。若是一篇報(bào)道中提到了食物中毒是由土壤污染造成的，那其真實(shí)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(shí)候有人會(huì)問(wèn)了，那如何才能辨別出土壤污染的作物呢？其實(shí)這就跟醫(yī)生問(wèn)診一樣，我們沒(méi)辦法通過(guò)患者的某一癥狀，直接得出具體病因，事實(shí)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(méi)有顯著的差別，消費(fèi)者很難單從外表進(jìn)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(duì)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(duì)吸收土壤鎘、鉛能力

從作物類型入手是其中一個(gè)判斷的方向，另一方面還可以認(rèn)準(zhǔn)國(guó)家健康安全認(rèn)證。早前我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證分為無(wú)公害、綠色和有機(jī)三個(gè)檔次，安全性隨之遞增。

▲早前我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品安全認(rèn)證的三大類型

無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品是指產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，經(jīng)認(rèn)證合格獲得認(rèn)證證書(shū)并允許使用無(wú)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(wú)污染、安全、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)物，具體為符合國(guó)家健康安全食品標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)專門(mén)機(jī)構(gòu)認(rèn)定允許使用綠色食品標(biāo)志的農(nóng)產(chǎn)品；有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品則是根據(jù)有機(jī)農(nóng)業(yè)原則和有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式及標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、加工出來(lái)的，并通過(guò)有機(jī)食品認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)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(dòng)“無(wú)公害食品行動(dòng)計(jì)劃”，2022年開(kāi)始我國(guó)已經(jīng)停止無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證，停開(kāi)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(guó)家認(rèn)證的安全食品主要為“綠色食品”和“有機(jī)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(guó)家質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)的安全、健康的食品，市民們可以放心選購(gòu)。

作者：陳能場(chǎng)，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?yàn)橹亟饘俚母?土界面行為，植物葉片的氮素?fù)p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(xiàn)

1《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》

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

2《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》

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