“镉大米”的现状、危害及修复方法简述

“镉大米”的现状、危害及修复方法简述作者：刘斌，黎天勇，蔡扬尧
来源：《现代食品》 2018年第21期
摘要：近年来，“镉大米”事件层出不穷，其背后不仅是食品安全问题，更突显出环境
污染之痛。

本文主要简述我国“镉大米”的来源、现状、危害及修复方法，并对未来镉污染的
防治提出展望。

关键词：大米；镉污染；危害；土壤
镉是重金属元素中的一种，一般与锌等矿藏共存，在冶金、塑料、电子等行业中有着重要
作用。

随着科技的发展，加上治理方法仍未完善，镉污染在电镀业、冶炼厂、矿石开采等作为
副产物出现，一部分以废气粉尘形式沉降于周围土壤；一部分以污水形式污染周围水体，最后
间接污染土壤。

据统计全球每年向环境中排放的镉总量达到3 万t 左右，其中约85% 进入土壤，从而污染水源和农作物[1]。

大米是我国，尤其是南方大部分省份的主要粮食作物之一，65% 的中国人以稻米作为绝对主食[2]。

而近年来大米镉超标的问题日益严峻，调查显示，市场在售大米的镉超标率高达10.3%[3]。

1 大米中镉污染的来源
国内大米中镉的污染主要来自3 方面：①工业生产。

工业生产过程中排出的废气、废水、
废渣。

②农业生产。

农药的不合理使用。

③矿产开发。

有色金属矿产的开发、冶炼。

据美国农
业部的研究表明，水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物，其籽粒镉水平仅次于生菜[2]，水稻籽实中镉含量与土壤中镉含量成正相关，水稻根系正常生理功能受土壤中镉浓度的影响，镉浓度
过高，会导致根系细胞受损，使镉向地上部转移受阻[4]。

结合我国土壤中镉污染现状，可以认为大米中镉的污染主要来源于种植土壤的污染。

2 大米中镉污染的现状
我国耕地镉污染调查于20 世纪70 年代中后期开展，相关报告显示，1980 年我国受镉污
染的耕地面积为
0.93 万hm2，到2003 年增长了42.5%，达1.33 万hm2，其中有11 处污灌区土壤镉含量
达到生产“镉米”的程
度[5-6]。

随着社会经济的高速发展，工农业生产亦达到了前所未有的规模，而镉污染的问题也日益加剧。

工业产生的“三废”进入大气和江河湖泊，最终通过沉降等方式污染土壤；一
些化肥、农药中也含有镉，过量无节制地使用也导致土壤受到了污染。

2000 年农业部环境监测系统检测了我国14 个省会城市共2 110 个样品，检测数据显示，蔬菜中镉等重金属含量超标
率高达23.5%。

2014 年《全国土壤状况调查公报》显示，全国耕地土壤点位超标率为19.4%，
其中最为严重的是镉污染，点位超标率达7%。

南方土壤污染重于北方；长三角、珠三角和东北
老工业基地等区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉污染
物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

早在2007 年，就有研究
显示市场在售大米的镉超标率高达10.3%[3]。

2010 年，雷鸣等在湖南抽取了112 份大米和稻
谷样本进行砷、铅、镉等重金属含量检测，结果显示镉含量超标率为36%，镉含量均值为0.28 mg·kg-1，超出0.2 mg·kg-1 的国家标准，而衡阳市场大米样本中，镉含量最高达3.7 mg·kg-1，是国家标准18.5 倍[7]。

但仍未能在社会上引起足够的反响。

直至2013 年，媒体
曝出湖南万吨镉超标大米流向广东，镉大米才得到了社会的广泛关注。

据广州市食品药品监督
管理局《2013年第一季度广州市餐饮环节监督抽检情况通报》显示米及米制品共抽检了18 个
批次，8 个批次不合格，其中5 个来自湖南，不合格率为44.4%，不合格项目为镉超标。

2014 年，有关机构对陕西汉中74 份大米进行镉含量检验，不合格率达55.4%，其中最高超标
7 倍[8]。

2017 年，第三方检测机构结果显示，志愿者从江西九江港口街镇两个村收集的
土壤及稻谷样品中，其
中一份土壤（约25 cm 深）重金属镉含量为1.98 mg·kg-1，超出GB 15618-1995《土壤
环境质量标准》3 级标准1.98 倍。

一份尚未收割的晚稻样品，镉含量高达1.62 mg·kg-1，超出标准 8.1 倍。

另外，当地废弃农田土壤中，镉超标
14.2 倍[9]。

湖南、陕西及江西都是我国矿藏资源较为丰富的省份，湖南更是我国水稻种
植大省，不规范的
开矿采矿行为，导致尾矿砂、含矿生产废水污染周边耕地，导致土壤受到不可逆的严重污染。

3 大米镉污染的危害
联合国环境规划署曾将镉列为12 种在全球范围内均具有危害意义的物质之首，而其对人
体的毒性则名列第二[10]。

镉是人体非必需微量元素，有难去除和容易通过食物链在人体富集
累积等特性，在人体内的半衰期长达20 ～ 30 年[11]。

镉一旦进入人体后危害极大，主要的
靶器官是肝脏和肾脏，其与体内低分子蛋白质结合后对肝肾造成损伤；再者，镉对人的呼吸、
心血管、免疫和生殖系统，甚至胚胎发育都表现出严重的毒性效应；另外肺癌、前列腺癌等多
种癌症也被证明与镉有一定的关联[12]。

20 世纪60 年代，日本神通川流域的人民由于长期食
用镉大米，导致了大规模的镉中毒，症状是骨头有针扎般的剧痛，这就是臭名昭著的“骨痛病”。

据报道，广西某矿区居民已出现“骨痛病”症状，原因同样是长期食用镉大米[13]。

据
了解，以目前的医疗水平，仍无法有效排出或解除人体内的镉毒素。

4 大米镉污染的修复方法
4.1 物理方法
物理方法主要有深耕翻土法、客土法、排土法等，这几种方法基本上都是移除替换污染土壤，有调查显示可以降低稻米中50% 的镉含量[14]，此类方法虽然效果明显，但需耗费大量人
力物力和资金，有时由于深层土壤未能被替换，会导致二次污染发生，所以仍未能大范围推广。

4.2 化学方法
化学法是通过施用合适的改良剂，如磷酸盐、石化、硅酸盐等，通过吸附、降解、分化等
作用令土壤pH 值等理化性质改变，从而降低镉的生物有效性。

优点是费用低、操作简便，但
未能完全阻止镉的再次活化，只能在受污染程度不高的区域使用。

4.3 生物方法
生物方法是利用某些特定的动物、植物和微生物的代谢活动，通过吸附、降解等方式降低
土壤中镉的污染程度，具有原位性、土壤扰动小等特点，且一般不产生二次污染。

主要有微生
物修复、动物修复、植物修复3 种方法[15]。

其中微生物修复是最具使用价值的一项技术，但
也有局限性。

①微生物修复遗传稳定性差、易变化，难以去除所有污染物。

②微生物修复对环
境有一定的要求，温度、pH 能直接影响其修复效果，在实际应用前须通过反复的验证试验，确保微生物顺利生长，才能实现修复效果。

4.4 其他方法
水稻亲本除镉技术是袁隆平院士在2017 年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上宣布的，是水稻育种上的一项突破性技术，主要通过把亲本中的含镉或者吸镉基因“敲掉”，从根本上改造水稻，将水稻变成对镉吸收较少的植物，从而降低大米中镉的含量[10]。

2016 年，佛山市狮山区一名高二学生凭借其创新作品《土壤- 水稻生态系统中镉污染与枯草芽孢杆菌关系分析》，夺得当年I-SWEEEP 国际可持续发展项目奥林匹克竞赛最高荣誉奖；文章指出，枯草芽孢杆菌能有效减轻镉污染对水稻的影响，佛山科学技术学院食品与园艺学院副院长、教授聂呈荣表示此项研究成果很有前景[16]。

5 展望
大米镉污染得到了各界的关注，政府亦制定了相关的政策法规，并启动土壤污染治理与修复试点示范，防治工作取得积极进展，污染防治体系正在逐步构建和形成。

但由于我国起步较晚，土壤污染治理仍存在修复技术不成熟、防治资金短缺、监测水平滞后等问题。

现在应该以预防为主，保护未受污染的耕地资源，从源头控制污染源进入土壤；在改进传统修复技术的基础上，继续探索新的修复方法。

加强监督管理，落实“土十条”精神，完善防治体系，早日解决镉污染问题，坚持可持续发展原则，实现生产和生态之间的平衡。