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养猪场固废农用对蔬菜的污染影响综述
龙海燕
(江苏省生产力促进中心,江苏南京210000)
［摘 要］人们对金属矿产开采及加工区域的农产品重金属污染情况关注很多,而较少地关注畜禽养殖废物农用作为重金属污染源带来的污染.文章对养猪场固废农用的环境影响、养猪场固废农用对土壤环境的影响、蔬菜重金属污染等研究进行了关注.
［关键词］土壤;蔬菜;重金属污染
［DOI］10.13939/j.cnki.zgsc.2016.51.181
目前,蔬菜水果的农药残留早已经引起人们的重视,而蔬菜水果的重金属超标及污染问题因为其生态毒性的滞后效应尚未引起人们足够的重视.关于蔬菜水果的重金属污染源,人们对金属矿产开采及加工区域的农产品重金属污染情况关注很多,而较少地关注畜禽养殖废物农用作为重金属污染源带来的污染.本研究对养猪场固废农用对环境和土壤的影响、蔬菜重金属污染等方面进行了相关的关注.
1养猪场固废农用的环境影响研究进展
随着生活水平的提高,人们饮食结构中动物蛋白比例的增加,带来畜禽养殖业的快速发展.畜禽养殖废物逐渐成为区域水环境、大气环境和土壤环境的重点污染源,仅次于工业点源污染.养猪场固废农用是传统的生态农业循环经济模式,但其环境影响却为人们所忽视.我国是世界上畜禽养殖大国,据估算2003年我国畜禽粪便为31.9亿吨［1］,规模化畜禽养殖业的快速发展产生了大量的畜禽粪便,多数有机肥施入土壤进入养分循环.研究表明,以畜禽粪便为原料堆制的有机肥会带来土壤重金属的累积［2］,多数有机肥施入土壤会进入养分循环,但是有机肥中除了含有氮、磷、钾等养分外,还含有一些重金属元素,这些元素难降解、毒性强,在土壤中长期积累会通过食物链传递到人体,对人类健康构成威胁.因此,对畜禽粪便农用所带来的对土壤重金属形态的影响进行关注,对重金属与作物吸收的关系进行研究,对减少畜禽粪便施用带来的生态环境风险具有重要的意义.
2养猪场固废农用对土壤环境影响研究进展
畜禽养殖废物农用的环境影响人们常常认为具有正面的积极作用,这与传统生态农业模式有关.但现代规模化畜禽养殖业的发展已经与饲料添加剂的广泛使用密不可分,继而带来的畜禽养殖废物农用的负面环境影响日渐显露,但尚未被人们所关注.例如饲料添加剂中铬的使用,促使大量铬元素通过畜禽养殖废物进入土壤-植物生态系统中,其生态影响机制和过程尚未被人们所关注.
随着微量元素作为饲料添加剂在畜禽养殖中的广泛使用,而这些重金属元素很难被畜禽完全吸收利用,导致大量重金属(95%以上)会随粪尿排出体外［3］.由于重金属在土壤中相对稳定、难降解、毒性强、有积累效应等,因此,近年来饲料添加剂对畜禽产品的品质影响一直是国内外研究的焦点.人体中的重金属元素主要来自农产品,主要是农作物,而作物中重金属元素又主要来自土壤.作物中重金属元素含量很大程度上取决于作物自身的特性和作物种类.荆旭慧等［4］的研究表明土壤的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定的影响.目前关于土壤-农作物系统中重金属的研究已经很多,已经关注了不同种类的植物中铬和硒的含量,研究了蔬菜作物不同器官吸收和积累铬的能力,以及重金属在人类所摄入的食物链中的土壤这一系统的含量,来评价土壤重金属毒性阈值.
3蔬菜中的重金属污染研究进展
近年来人们对蔬菜的消费除了对蔬菜感官口味的要求外,对蔬菜的安全也日益重视.以往的大多数研究主要是针对氮、磷等营养元素对蔬菜的影响,以及以生活污水和工业废水灌溉农业土壤造成的蔬菜重金属污染影响、工业废水灌溉的农业土壤和大型排污口附近通道重金属的积累和相关理化性质、未经处理的工业废水灌溉土壤后蔬菜中重金属的含量、未经处理的生活废水灌溉菜园可能存在的健康风险等；消费者对蔬菜特别是可食用部分中重金属浓度重点关注,并从植物生物量和输给、淋溶等计算植物获得的年净平衡,评价生长在这些领域的蔬菜是否适合人类食用.中国北京、上海、杭州、南京等大中城市都曾较系统地调查研究了城市郊区菜园蔬菜中的重金属污染状况,基本摸清了蔬菜重金属污染现状［5］.
另外,国内外有些学者也研究了空气作为重金属的污染源对蔬菜作物的影响,例如通过空气传播的镉、铬、铜、镍、铅等重金属对蔬菜的污染影响；以及通过对积累在土壤、降尘(衡量空气污染)和地下水位的重金属进行含量测定,并评价蔬菜产量的质量,分析蔬菜器官的重金属含量.
国内主要从研究蔬菜重金属污染的现状、蔬菜对重金属的吸收与富集规律、重金属污染对蔬菜生长发育的影响、蔬菜重金属污染后的生理生化反应、控制蔬菜重金属污染的途径与对策、今后蔬菜重金属污染研究的方向与展望等方面概述了蔬菜重金属污染的研究进展［6］.
重点讨论农作物污染的重要因素,并在农业生产中有意识地控制这些因素,为保证蔬菜基地生产的安全性做一定的工作,对畜禽养殖业废物无害化处理,畜禽养殖废物农用的生态影响分析和农产品食品安全等具有重要的理论指导和实践意义.
4该领域的研究方向
以往的研究主要是关注畜禽粪便中的重金属含量累积及形态变化,或者畜禽粪便农用对植物吸收方面的影响,养猪场固废-土壤-蔬菜几个系统互相结合的报道很少,因此对饲料-养猪场固废-土壤-蔬菜进行系统的、全面的调查,具有较重要的意义.生态分布模型可以直观表现出某种化学物质在多个环境系统中的浓度,具体研究实例中的重金属物质污染.目前已有的植被对城市污泥中重金属的吸收模型,没有考虑其他的污染源、植物的不食用部分,以及因大气沉降导致的植物吸附作用；同时对植物而言,也应重视在生长季和收获季的区别.普通的吸收模型可以根据土壤成分,有可能找到不同重金属离子的分配系数,也就是溶解在土壤间隙水中的部分占总量的百分比.通过分析多种土壤类型中的重金属重量和相应的溶解态重金属的量,就可以找出分配系数.一方面确定土壤中的pH、腐殖质、黏土和沙土的相关关系；另一方面确定分配系数,对重金属的吸收被认为是溶解重金属的一级反应.研究饲料、畜禽粪便、土壤、大气沉降等源及蔬菜中不同部分重金属的含量分布,并构建生态分布模型,判断农作物污染的重要因素,值得进一步深入.
参考文献:
［1］王方浩,马文奇,窦争霞,等.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应［J］.中国环境科学,2006,26(5):614-617.
［2］郝秀珍,周东美.畜禽粪便中重金属环境行为研究进展［J］.土壤,2007,39(4):509-510.
［3］闫秋良,刘福柱.通过营养调控缓解畜禽生产对环境的污染［J］.家禽生态,2002,23(3):68-70.
［4］荆旭慧,李恋卿,潘根兴.同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点［J］.生态环境,2007,16(3):812-817.
［5］梁称福,陈正法,刘明月.蔬菜重金属污染研究进展［J］.湖南农业科学,2002(4):45-48.
［6］郝秀珍.畜禽粪中铜、锌在土壤中的环境化学过程与蔬菜安全研究［D］.南京：中国科学院南京土壤研究所,2008.
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