什么樣的土地種出來的蔬菜是安全的?

"我有朋友跑到日本去背大米回來吃,我們都覺得好笑."廣東省農科院農產品公共監測中心主任王富華說,不是國外的東西就一定更好,就拿重金屬等規定來說,我國大米中的重金屬限量值比日本、歐美等發達國家都要嚴格,在我國不合格的大米在日本可能就合格.

"但其實,在中國最嚴格的土壤中金屬限值標準下,超標的土壤也有可能種出安全的農產品."這一結論,是王富華帶領團隊花了三四年時間,研究了珠三角地區上千個地塊和這些土地種出的12個品種的蔬菜,經過科學分析得出的結果.

王富華主持參與的《基于風險評估的珠三角菜地重金屬污染分類閾值研究與應用》項目,獲得了今年廣東省科技獎.該項目針對珠三角地區土壤現狀,提出了重新劃分土壤等級,根據植物重金屬富集能力的差異調整種植結構的建議,這相當于為珠三角地區的蔬菜種植設置了"紅綠燈",使農產品安全從被動監管向主動預防轉變.

土壤蔬菜樣本均采自野外

2009年,王富華帶領的團隊啟動《基于風險評估的珠三角菜地重金屬污染分類閾值研究與應用》項目.采集樣本是項目最核心的工作.王富華介紹,團隊結合現有的論文和調研數據,先在地圖上布點,2009年6月至12月集中進行實地采樣.

"我們采樣成員到布點附近采土采菜,為了確保菜品的多樣化,如果某些地方沒有某種蔬菜,我們就花錢請當地菜農種.不過,有時候采菜的時候還會遇到菜農來扯皮."他介紹,采好的土壤和蔬菜樣品都用專門的采樣袋裝好,盡快運回實驗室檢測.尤其是蔬菜,需要盡快清洗干凈、搗碎冷藏."清洗非常重要,因為蔬菜表面附著的灰塵中重金屬含量可能是蔬菜內部的好幾倍,這會嚴重影響檢測結果."此次研究是基于大量數據來進行的,包括廣東省10地市12種蔬菜1117個樣本5種重金屬的5585個數據,大田土壤蔬菜一對一采集727對樣本的5種重金屬全量和有效態含量及其理化性質12359個數據,盆栽試驗的4097個數據,有效數據達22041個.

為什么在對菜地土壤進行檢測時,需要獲得重金屬全量和有效態含量兩組數據?王富華介紹,首先要明確的是,當前通行的土壤重金屬評價體系都是使用單位土壤中重金屬的總含量,即重金屬全量.但他認為,使用土壤中重金屬有效態含量才更科學.有效態重金屬即可被植物吸收利用的部分,重金屬總量高低不是最緊要的,礦物態的重金屬植物吸收不了,可溶的部分才是有效態.

"植物對重金屬吸收的研究,不是隨便搞個盆栽試驗就能搞定的."王富華認為,除了土壤中的重金屬能不能被植物吸收的問題,植物和土壤所處的氣候環境不一樣,也會對吸收產生不同的影響.往往盆栽試驗過程中人為添加的化學物質,如砷酸鹽、鉻酸鹽,這些都是可溶的,植物就容易吸收,所得的結果也就不夠客觀.

葉菜比瓜果更能富集鎘

此次針對珠三角菜地的研究,全部是野外采土、采菜,保持最自然原始的狀態.不用再布置試驗,土壤是什么形態就是什么形態,植物能吸收多少重金屬就是多少,這樣更能反映植物和土壤的吸收關系.所選地塊則涵蓋了重金屬全量高低不同的菜地,而且有意選取了不少污染地區、礦區和大眾認為的受污染區域.

研究對象涉及葉用萵苣、油菜、菜心、蕹菜、豇豆、辣椒、茄子、番茄、絲瓜、莖用萵苣、芹菜、胡蘿卜等12種蔬菜,既是廣東種植和消費的主要品種,也可以是不同類型蔬菜(葉菜類、茄果類、根莖類、瓜類等)的典型代表.

雖然同樣從土壤中吸收養分,但不同的植物對于重金屬的吸收能力也是不同的.王富華介紹,例如同樣是稻谷,秈稻總體上比粳稻有更強的鎘富集能力.

此次研究結果也有類似的特點.從12種不同蔬菜中重金屬風險比較來看,葉菜類(蕹菜、菜心和芹菜)中的鎘含量明顯高于其他蔬菜,葉用萵苣和莖用萵苣中鉛含量相對較高,絲瓜和菜心中汞含量相對較高.豇豆和番茄中鉛、鎘、砷、汞和鉻五種重金屬的含量均明顯低于其他蔬菜,絲瓜中鉛、鎘、砷和鉻的含量較低.

什么樣的土地種出來的蔬菜是安全的?

以問題較為突出也最受公眾關注的重金屬鎘為例,根據現行的《土壤環境質量標準》,耕地土壤鎘全量的限值是0.3—0.6mg/kg.南方土壤呈酸性,土壤中重金屬有效含量更高,因此執行更為嚴格的0.3m g/kg.

不過,王富華認為按照現行標準,在土壤重金屬超標的情況下,也可以種出合格的蔬菜."我們采樣的地塊有一半左右是特意挑選的污染區,95%以上的蔬菜是合格的,只有極個別超標了.而重金屬對蔬菜造成毒害性,致使蔬菜減產的情況還沒有."王富華介紹,研究通過納入廣東省蔬菜膳食攝入量、廣東省蔬菜重金屬暴露量、人體學數據、毒理學參考值等風險因子,采用MonteCarlo模擬和Bootstrap抽樣算法,對廣東省的蔬菜重金屬風險開展了風險評估.再通過該模型,反推通過食用蔬菜對人體可能造成危害的重金屬安全界限,提出了符合我國飲食結構和居民狀況的保障人體健康的5種重金屬安全閾值.

因此,安全閾值的得出,不僅要考慮土壤和蔬菜中重金屬的含量,也要綜合考慮廣東各年齡段人群的飲食結構、重金屬致毒性等因素.最終實驗計算出葉菜類的土壤鎘的全量閾值是1.46mg/kg,根莖類是1.04mg/kg,茄果類是1.30mg/kg,豆類是3.39mg/kg.

建議調整種植結構

"斷源頭、調結構、修標準、持久戰".這是王富華對重金屬污染治理和防治的主張.他認為,首先是要尋找重金屬污染地區的污染源頭,繼而切斷源頭,不讓污染繼續.然后根據土壤污染情況以及蔬菜的重金屬富集能力調整種植結構.同時,應在科學的風險評估基礎上,對重金屬標準進行整理和修訂.最后,他表示,土壤重金屬污染治理不是一朝一夕就能完成的,這是一場持久戰.

而此次研究的核心是調結構和修標準.王富華表示,重金屬污染和化學污染還不一樣,絕大部分農藥在短時間內都能分解,通常三個月,最長半年.但重金屬是礦物質,即使沒有污染,也是土壤中客觀存在的."治理土壤重金屬污染,不要指望一個措施一兩年就修復成功了.急功近利的治理方法行不通.""但是,我們的食物絕大部分都來自農產品,都是從土壤中長出來的,如果全部一刀切,只種觀賞綠化類的值物,土地就都廢了,我們也就沒吃的了."如何合理利用土地,保證食物供應?王富華認為,終端農產品合格才是關鍵,在土壤修復治理周期很長的情況下,需要調整農作物的種植結構.

他建議,在充分調研的基礎上,率先構建廣東省菜地土壤重金屬分類指標體系,將耕地區域規劃的禁種變"堵"為"疏",使農產品安全從被動監管向主動預防轉變.具體來講,就是把農業用地分為三類,嚴重污染區、一般污染區和無污染區.嚴重污染區即為禁產區,什么農作物都不能種;一般污染區限制作物品種,只能種植重金屬富集能力較差的農作物;無污染區則不設限制,什么都可以種."這就跟交通規則中的紅燈、黃燈和綠燈一樣."他說.

建議修訂蔬菜、土壤環境相關標準

"我有朋友跑到日本去背大米回來吃,我們都覺得好笑.中國重金屬的限量標準才是最嚴的."王富華介紹,中國大陸土壤鎘的限量是0.3—0.6mg/kg,而英國和德國是3 .5mg/kg,臺灣地區和世界衛生組織是4mg/kg,荷蘭是12mg/kg.蔬菜中重金屬的限量多與國外持平,如新鮮蔬菜中鎘的限量,中國、國際食品法典委員會、歐盟、日本均為0.05mg/kg.而新鮮蔬菜鉛的限量,中國、國際食品法典委員會、歐盟均為0.1mg/kg,日本則為1mg/kg.

王富華介紹,土壤中的重金屬限量是保障蔬菜安全的重要控制標準.到目前為止,我國有關土壤環境質量方面的標準只有原國家環保總局(現環保部)于1995年頒布的《土壤環境質量標準》.經過近20年時代的發展和科學的進步,該標準中土壤二級標準的局限性日益凸顯,其限量值的制定方法欠科學,標準缺乏可操作性,而且未考慮土壤重金屬的生物有效性及植物對重金屬的吸收與富集特性.

因此,他的此項研究基于蔬菜重金屬富集特征關系模型,總結出了蔬菜安全生產的土壤重金屬全量及有效態含量閾值,并且,利用蔬菜重金屬風險評估模型,逆推出廣東省蔬菜重金屬安全閾值,構建廣東省菜地重金屬分類指標體系;并以此為數據基礎,提出我國蔬菜標準制修訂建議,完善我國蔬菜、土壤重金屬相關農業行業標準體系.