从中英日三个矿区看土壤污染结局及其启示甘蔗

从中英日三个矿区看土壤污染结局及其启示

导读

粮食超标与土壤中重金属的关系很复杂。这里我们比较三个矿区的污染及其不同结局，以期对这些复杂关系有某些方面的理解。

三个矿区分别在英国西南部的Shipham村庄、日本发生痛痛病而为世人所知的神通川流域的妇中村以及在我国被称为癌症村的上坝村。

三个不同矿区的三个不同结局给我们留下了极为有价值的思考

文/陈能场(广东省生态环境与土壤研究所研究员)

自从2011年《新世纪周刊》发表《镉米杀机》以来，粮食安全问题一直深受公众关注，粮食赖以生产的基础——土壤的污染也成为焦点。

人们习惯认为，粮食超标了，就是因为土壤污染了。其实，粮食超标与土壤中重金属的关系很复杂。这里我们比较三个矿区的污染及其不同结局，以期对这些复杂关系有某些方面的理解。

三个矿区分别在英国西南部的Shipham村庄、日本发生痛痛病而为世人所知的神通川流域的妇中村以及在我国被称为癌症村的上坝村。

英国Shipham村庄

位于英国Somerset的Shipham村庄的矿山，从1700年就开始开采菱锌矿(ZnCO3)矿产,到1850年采矿结束，矿区的土地被平整后，用于村舍建设和农业生产，这些居民在那儿过着平静的生活。

这种平静的生活在1979年被打破了。

英国帝国理工学院应用的地球化学研究组到这个区域进行采样分析，结果令人大吃一惊，表土镉含量高达500毫克/千克，一时难以相信，重测并送样到加拿大检测，最终证实数据是正确的。

这个结果被报告给英国环境部，环境部举行记者招待会公布后这一结果，新闻一时成为各大报纸的头条，引起世人哗然。

在随后的电视纪录片中，一名著名的瑞典科学家劝告政府要这个村庄的居民撤离，因为存在健康风险，环境部立即启动多机构参与的详细调查。

他们对约300户的居民家附近的土壤和家中粉尘进行采样，结果表明表土(0-5厘米)的镉都超过30毫克/千克，60%以上的表土超过60毫克/千克,最高达340毫克/千克。锌含量也超高，几乎全部超过3000毫克/千克，最高达6.4%，而英国农地土壤镉背景值几乎在0.1-2.0毫克/千克之间。家中粉尘镉26毫克/千克(1-373毫克/千克)，锌2256(270-8200毫克/千克)，90%的家中尘埃镉超过10毫克/千克，锌超过1000毫克/千克。

但调查结果却发现了奇迹!虽然在168个蔬菜样品中冬天蔬菜镉含量为0.02-1.77毫克/千克鲜重，平均0.23毫克/千克，夏天蔬菜0.01-3.56毫克/千克鲜重，平均0.52毫克/千克。但当地居民的镉摄取量仅为200微克/周，远低于WHO当时规定的400-500微克/周。

到2000年得出最终结论，英国帝国理工学院医学系证明，Shipham污染区的居民在死亡风险、癌症、中风等指标方面污染没有带来负面的健康风险。

日本神通川流域妇中村

日本的神通川流域因为三菱公司在上游开采铅锌矿带来稻田灌溉污染而在上世纪60年代因为当地居民的痛痛病而成为闻名于世界的环境公害。

神冈矿山发现与公元8世纪，一开始也有采金进贡的报道，但直到明治维新的富国强兵的政策下才被大量开采。

到1911年，当地下游妇中町开始有不明奇痛的怪病报道，但当时的科学水平低下，被认为家庭不洁而被诅咒而来。一战后因为开采力度加大，怪病案例更多，但也只是被认为是风土病，二战后因为朝鲜战争金属需要量更大，同时采矿技术日益先进，上游的采矿和冶炼强度更大了，到上世纪60年代妇中町的靠近灌溉用的河流的村落区域的老年妇女的痛痛病发生率高达20%以上。

1963年，在分析化学教师小林纯的帮助下，当地医生终于发现这一奇病源于矿山废水中的镉，后来进一步研究表明，人体的镉主要来自稻米，矿山因为灌溉流入了农田造成了这一悲剧。

到1968年，政府终于认定了痛痛病源于镉这一结果。

经过对神通川流域544个土样和544个糙米的镉分析，表明土壤中的镉变幅在0.46-4.85毫克/千克，平均值1.12毫克/千克，大米镉变幅在0.25-4.23毫克/千克，平均值在0.99毫克/千克。虽然土壤测定的方法不同，但含量与上述Shipham的镉量相差甚远，有报道两者总量相差超百倍以上，到2004年，这个区域导致的痛痛病患者高达230多人。

中国广东韶关上坝村

广东韶关的大宝山上坝村在其上游十几公里处有个著名的铁硫矿区，从1971年开始开采至今。

上坝村于1976年因建桥发现河水遭受污染，饮用水因此从河水改为散步在屋边(周边即是农田)的井水。到1995年当地居民癌症发生率显著提高，到2000年被媒体报道为癌症村

我们从2005年开始对尾矿、河水、底泥、灌溉水、土壤、稻米、蔬菜、动物内脏甚至人体尿镉尿砷进行了系统分析。

整体上说，土壤中镉最高低于1.0毫克/千克，平均值为0.74毫克/千克，但因为铁硫矿含有大量的硫，导致土壤高速酸化。

我们认为当地癌症率远高于全国平均，但并非单一由重金属镉所引起，而与地下水位高、处于农田和村边的井水饮用有极大的关系，随着水库的建设和饮用水的改善，这一健康影响将得到很好缓解。

当然虽然土壤全镉极低，平均也只有超过目前土壤环境质量标准的1倍多。但稻米约有一半镉超标，蔬菜几乎全部超标，导致人体摄取的镉为世界卫生标准的3.6倍左右。

以上三个不同矿区的三个不同结局给我们留下了极为有价值的思考。

1、三个矿区都存在严重污染，但英国的矿区镉含量最高，最高的为我国土壤环境质量标准的3326倍，超过日本痛痛病区土壤的百倍以上。但可以看出土壤中的重金属含量不是影响人体最重要的因素。

英国矿区的矿石为白云石矿，主要成分是碳酸锌。土壤呈碱性、含有大量的锌这决定了土壤中的镉对植物的有效性很低，只有0.04%，而日本矿区土壤pH5.0左右，土壤酸性，镉的有效性很高，为4%。

上坝村土壤含硫量高，土壤极度酸性，pH在4.0左右，土壤量虽少，高度活跃，有效性高达85%。可见土壤的性质很大程度上决定了三个矿区的命运。我们提醒不要单单关注土壤中的重金属含量，其实土壤性质对于修复与否、技术采用等等影响更大。

2.其次是摄取途径，英国矿区的主要曝露途径是蔬菜，引用水来自矿区外，无污染。

神通川和上坝的居民生活在河边和田块之间，处理蔬菜的曝露途径外，还有饮用水和镉曝露量最大的稻米。因此后两者的土壤重金属含量虽低，但有曝露途径多，饮食曝露途径强度大。

3.饮食结构对于三个矿区的命运有着极为重要的影响。研究表明饮食和身体中足量的锌、铁、钙等微量元素有助于减少食物中的镉的人体吸收，从而为身体构筑了抗重金属的最后一道防线。

相对于大豆玉米小麦，总体上说稻米的铁锌等含量要低得多，而加工后的精米这些元素被很多部分的去除，含量将更低，因此以稻米为主食的东方人比西方人更大的重金属毒害风险。

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