土壤重金属“污染图”缺乏专业支撑

       近日，国土资源部透露“正绘制土壤重金属的‘人类污染图’”的消息，引起了公众的极大关注。绘制“污染图”，对于解构我国土壤重金属的污染模式和态势具有重要意义。

       然而，仔细分析一下相关消息，笔者认为，按此方式得出的“污染图”应该比较粗糙，难以符合公众的预期。

       首先是精度问题。据媒体报道，该“污染图”以1:20万图幅为基准网格单元，每一个网格都布设采样点位。这表明，该污染图属于中比例尺范围，以此为基准的网格单元采样点大体上是25平方公里采集1个样点。

       但实际上，土壤重金属污染具有高度不均性特点。以水污染为例，其污染与地形高度相关，常常存在某条河流的一边存在重度污染而另一边却洁净无污染，这一块田存在污染、但相邻的一块田洁净无污染的现象。

       1:20万和1:25万是中国目前主要的中比例尺区域地质调查，也是中国的基础地质工作。但以中比例尺的图幅制作的重金属元素的“人类污染图”，在精度上有存疑之处。

       其次是计算方法。据媒体报道，“每个点位都采集一个深层土壤样品和一个表层土壤样品。深层样品来自1米以下，基本代表未受人类污染的自然界地球化学背景；表层样品来自地表25厘米以浅，是自然地质背景与人类活动污染的叠加。用表层含量减去深层含量，即得出重金属元素‘人类污染图’。”

       不难看出，这个“污染图”是以重金属总量进行的计算。这种计算看起来很合理，但事实上，重金属的总量并不能准确反映其毒性，重金属的毒性主要反映在其“活性”部分，即常说的“有效性”（即对植物产生的影响）。

       事实上，表层样品来自地表25厘米以浅的土壤，正因为有“人类活动”，土壤的很多性质与1米以深的样品有着极为显著的差别。作为反映重金属毒性的“活性”部分也因此有着极大的差别，不仅重金属总量，“表层含量减去深层含量”同样难以表达“人类污染图”的毒性。

       第三是重金属的数量问题。报道称，中国正在建立“涵盖81个化学指标（含78种元素）的地球化学基准网地”。从学术研究的角度出发，此举意义重大。

       但在工业上真正划入重金属的，只有10种金属元素：铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋。而从土壤—植物系统的角度来说，国际学界认为，只有镉、钴、硒等元素对动物和人类健康造成危害的风险最大。因为食物链而造成人体健康受损的，主要是镉和硒。

       虽然重金属数量很多，但各种重金属的毒性及其地球化学（研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学）行为相差甚远，对人类的影响程度不同，从食物链的角度来看，也只有关键的几个。

       第四，与土壤污染治理的关系。

       有人说，“人类污染图”有助于土壤重金属的治理。但笔者认为，成功的土壤污染治理（尤其是农田）的前提是，必须对土壤本身的性质特征有一个透彻的了解，才能对症下药。同时，土壤污染具有高度的不均匀性、高度的局部性和区域性，而“人类污染图”的采样密度难以为土壤重金属治理提供翔实和足够的基础资料。

       重金属在土壤中经历各种物理、化学和生物学过程，在复杂多相的土壤体系中，重金属以各种各样的形态如水溶态、交换态、有机物结合态、铁锰结合态和残余态存在，这些形态对植物的有效性（即能被植物利用的程度）不同，且随着土壤条件的变化（如土壤酸化），一些形态会发生相互转化。

       此外，不同植物、同一植物的不同品种，对土壤重金属的耐性和吸收能力也差别很大，不同重金属在土壤—植物系统中的迁移能力（即在土壤中被植物吸收的难易程度）也不同，这一系列的因素使得对重金属数据本身的理解及其在生态链、食物链的传递过程，以及对生态系统和人体健康的影响的解读，变得困难。不同精度采样下的采样点与面积换算等等也是一个具有挑战性的问题。因此，解读土壤污染数据，更需要专业知识支撑。