英国、日本、中国:三个污染矿区,何以结果迥异?

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自2011年财新杂志发表《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。

人们总是习惯认为,粮食中重金属超标了,就是因为土壤污染了。其实,粮食超标与土壤中的重金属含量,并不是简单的线性关系。在中日英三个矿区,土壤均受污染,住民却是不同结局。听完这三个故事,或许能帮你理解些许其中的复杂关系。

三个矿区分别在英国西南部的西普汉姆(Shipham)村庄、日本因痛痛病而举世皆知的妇中村,以及在我国被称为“癌症村”的上坝村。

英国:严重污染却没有带来健康风险

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从空中俯瞰西普汉姆村 图片来源:www.bgs.ac.uk

西普汉姆村庄位于英国萨默塞特郡(Somerset),那里从1700年就开始开采菱锌矿(ZnCO3)矿产,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,居民们在那儿过着平静的生活。

平静在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(0-5厘米)镉含量高达500毫克/千克!研究者一时不敢置信,当即重测并送样到加拿大检测,最终证实数据是正确的。这个检测结果被报告给英国环境部,环境部举行记者招待会公布这一结果,一时成为各大报纸的新闻头条,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应撤离西普汉姆的居民,因为存在严重的健康风险。英国环境部立即启动多机构参与详细调查。他们对约300户的居民家附近的土壤和家中粉尘进行采样,结果表明表土镉含量全部超过30毫克/千克,60%以上的表土镉含量超过60毫克/千克,最高达340毫克/千克——而英国农地土壤镉背景值基本在0.1-2.0毫克/千克之间。当地的锌含量也超高,几乎全部超过3000毫克/千克,最高达6.4%。

西普汉姆居民家中同样存在严重污染,家中粉尘镉含量多在26毫克/千克(1-373毫克/千克),锌含量多在2256毫克/千克(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。

但随着调查进一步深入,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,夏天蔬菜镉含量为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。

2000年,调查组得出最终结论,英国帝国理工学院医学系证明,在死亡风险、癌症、中风等指标上,污染没有给西普汉姆居民带来负面的健康风险。

日本:矿山废水导致数百例“痛痛病”

因为三菱公司在上游开采铅锌矿带来稻田灌溉污染,在上世纪60年代,日本的神通川流域居民的“痛痛病”世人皆知,这个案例也成了最著名的一个环境公害。

神冈矿山发现于公元8世纪,一开始只有零星采金进贡的记载,直到明治维新时推行“富国强兵”的政策,神冈矿山才被大量开采。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,这些怪病被认为是家庭不洁而被诅咒而生。

一战后,神冈矿山开采力度加大,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又更进一步。到上世纪60年代,在妇中町靠近灌溉用河流的村落区域中,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,人体中的镉主要来自稻米,矿山废水通过灌溉流入农田,造成了这一悲剧。到了1968年,政府终于认定了痛痛病源于镉这一结果。到2004年,妇中町的痛痛病患者高达230多人。

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神通川流域的镉污染情形(左图)与当地50岁以上妇女罹患痛痛病的患病率(右图) 图片来源:www.kanazawa-med.ac.jp

对神通川流域544个土样和544个糙米的镉分析表明,当地土壤中的镉变幅在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,但含量与上述西普汉姆村的镉含量相差甚远,有报道称,西普汉姆村的土壤镉含量超出妇中町百倍以上。

上坝村:癌症肆虐的污染之地

在广东韶关大宝山上坝村上游十几公里处,有个著名的铁硫矿区,从1971年开始开采至今。

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大宝山下,矿水沉淀池中的洗矿水 图片来源:南方都市报

1976年,上坝村因建桥发现河水遭受污染,饮用水因此从河水改为井水。上坝村的水井散布在屋边,周边即是农田。到了1995年,当地居民癌症发生率显著提高,到了2000年,媒体注意到了这个不幸的村落,将它报道为“癌症村”。

从2005年开始,我们对尾矿、河水、底泥、灌溉水、土壤、稻米、蔬菜、动物内脏乃至人体的尿镉、尿砷进行了系统分析。整体上说,土壤中镉含量最高未超过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。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。

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质量的改善,这一健康影响有望大大缓解。

三个不同矿区,三个不同结局,为何?

首先,三个矿区都存在严重污染,但英国的矿区镉含量最高,最高者甚至是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、含有大量的锌这几点,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pH值在5.0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值在4.0左右,土壤含镉量虽是三个村中最少的,但却高度活跃,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。

我们想提醒污染治理者,不要单单关注土壤中的重金属含量。要多关注土壤性质,那会大大影响某个区域究竟需不需要修复、要采用何种技术等等。

其次,摄取途径非常关键。英国矿区的主要曝露途径是蔬菜,饮用水来自矿区外,无污染。神通川和上坝村的居民生活在河边和田块之间,除了蔬菜的曝露途径外,饮用水和稻米都带来了大量的镉曝露量。因此,后两者的土壤重金属含量虽低,但曝露途径多,饮食曝露途径强度大。

最后,对于三个矿区的命运,饮食结构也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,有助于减少人体吸收食物中的镉,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、小麦等作物,稻米的铁锌等微量元素含量总体上要低得多。加工后的精米很多部分被去除,这些元素含量将更低,因此,比起西方人,以稻米为主食的东方人要更注意重金属的毒害风险。(编辑:游识猷)


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