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焦点问题 / 2006

   
几乎没有开展有关砷在灌溉稻生产中特点的研究

孟加拉国面临的砷威胁

越来越多的证据表明,作物生产用水中高含量的砷会使土壤退化、产量下降 – 并会转移到粮食中去…

孟加拉国地下水的砷污染威胁着多达3000万人的健康。问题的起因是布拉马普特拉河流域的富砷基岩,它将通过数百万管井抽到地面的饮用水过滤。饮用水中的砷含量如此之高,以至世界卫生组织用“历史上最大数量的人口中毒”来形容孟加拉国供水的砷污染。目前,粮农组织的一份报告认为,地下水中的砷可能会造成更难察觉的威胁。根据对在孟加拉国和亚洲其他地区开展的研究进行全面综合,该报告得出的结论是,人们接触砷的机会不仅是通过饮用水,而且间接地通过使用污染的地下水灌溉的作物。“我们发现,一个地区土壤或水的高含绅量与作物中的高含砷量是相互关联的,”粮农组织水质和环境官员Sasha Koo-Oshima说。“个别研究还报告了土壤中的砷与作物,特别是水稻减产之间的相互关系。由于水稻是当地的主粮,所以当砷的浓度达到对作物有毒的程度,砷污染还会对粮食安全造成不利的影响。”

一种毒性极大的物质

作为氮家族的一员,砷是无臭无味的半金属,自然存在于岩石和土壤中。它可以与其他元素合成有机和无机砷,而后者毒性更强,在水中更常见。世卫组织认为,长期饮用含砷量超过每升10毫克的水可导致砷中毒,这是一种导致皮肤紊乱、坏疽以及肾癌和膀胱癌的慢性病。世卫组织有关砷中毒的更多资料…
粮农组织的综述报告是如何产生的?
案帽ǜ嬉?001年粮农组织利用环境规划署的资金在孟加拉国地下水砷污染最严重的地区开展的一项研究为基础。此项研究对砷如何通过灌溉转移到水稻中进行了调查。在此之前,对孟加拉国的砷问题已经开展了多项研究,但是重点仅集中在饮用水方面。2001年开展的研究获得初步结果 – 如砷在水稻不同部位聚集的证据 – 而且美国国际开发署和其他双边捐助方随后开展了研究,确认灌溉稻和蔬菜中含有大量的砷。后来,粮农组织驻孟加拉国的代表筹措到资金来继续开展我们自己的调查,形成了我们的文献综述。该报告的意义在于它就灌溉用水中的砷对孟加拉国和该地区面临同样问题的其他国家的粮食安全和食品安全的影响提供了非常详细的总体看法。”

该综述报告对灌溉作为砷污染源有何重大发现?
“过去20年来,孟加拉国大幅度增加了用于灌溉的地下水抽取量。在400万公顷灌溉田中大约有240万公顷利用浅管井进行灌溉。实际上地下水抽取量的大约95%被用于灌溉,主要为旱季稻的生产。其余的5%为生活用水。如果考虑到孟加拉国用于汲取饮用水的管井的四分之一可能被砷污染,那么灌溉用管井的污染比例也会非常高。据我们审查的一项研究估算,每年通过灌溉进入可耕地,主要是稻田的砷量大约为1000吨。在土壤中砷含量最高的孟加拉西部到西南部,灌溉地中砷的含量高于周边非灌溉田。有限的数据表明,由于灌溉,土壤中砷的含量随时间而增加。但是出现这种情况的条件和时限尚不清楚,以致很难对风险进行量化。”

被污染的蓄水层:一个区域性问题

高含砷地下水的蓄水层
具有部分高含砷地下水源的蓄水层
自上个世纪九十年代初期以来,地下水的砷污染一直被看作是孟加拉国、中国和印度以及最近以来柬埔寨、伊朗、老挝、缅甸、尼泊尔、巴基斯坦和越南等国的公共卫生问题。在印度进行的研究表明,遍及整个孟加拉国和印度大部的梅克纳-布拉马普特拉河流域的地下水受到相当严重的砷污染,使多达5亿人面临威胁。 [地图:BGS/世界银行]
我们对砷从水中向作物转移有何了解?
“有关农业中砷的研究大多集中在有氧(非水淹)土壤条件下生长的作物。迄今为止,几乎没有开展过有关以低地水稻生产为代表的水淹植物-土壤系统中砷的特性的研究,稻米是亚洲最为重要的主粮,并且占孟加拉国热能摄入量的70%。根据我们所审查的研究,孟加拉国各类稻谷谷粒中砷的含量最高可达到百万分之1.8,相比之下,其在欧洲和美国的含量仅为百万分之0.05。在叶用蔬菜中,污染的程度更高,如在苋菜和菠菜中,砷的含量可达水稻砷含量的两倍或三倍。世卫组织建议的饮用水最高含砷量是百万分之0.01,这表明,粮食可能是部分人接触砷的重要途经。”

有多少这样的砷正在转移到食物中?
“由于信息有限,我们对食物链中砷的情况了解甚微。为了评估食物中砷对健康的威胁,我们需要可靠和有代表性的砷浓度和食物消费结构的数据,而孟加拉国目前尚不具备这些数据。风险评估还需要以无机砷为基础,它比有机形式砷的毒性更大,迄今大多数有关接触砷的评估以总砷为基础。因此现阶段尚无法对食物中的砷进行可靠和量化的风险评估。但是由于长期使用砷污染的灌溉水,我们不能排除一种情况,即作物中已知的砷含量和因此导致人们通过食物与砷接触的机会都将会伴随着时间的推移而增加。”

怎样才能减少土壤和作物中的砷含量?
“我们正在研究几项适用于孟加拉国和其他面临同样问题国家的战略。一个主要的办法是优化水稻种植中的灌溉用水。据孟加拉水稻研究所估算,在不影响产量的情况下,农民可以减少高达40%的灌溉用水。一旦砷的输入减少,现有的自然清除机制将足以避免砷在表层土壤的聚集。如果水的输入能够减少从而提高土壤的透气条件,砷的可溶性以及其吸收将同样会降至最低。另一种办法是推广诸如需水少的耕作模式并根据土壤的条件,用需水少的小麦和玉米等作物替代旱季稻。植物育种也应当以对砷有耐性和吸收有限的栽培稻品种为重点。不同的栽培稻品种对砷的反应不同,但是迄今只对少量栽培品种进行了筛选。目前急需开展系统的筛选工作以便确定不同品种在砷吸收、耐性和转移上的差异。”

粮农组织如何就此次综述的结果继续开展工作?
“此项综述的目的之一是提高政府对问题严重程度的认识。为了聚集力量来就这一问题开展行动,我们向最近在墨西哥召开的世界水论坛会议提交了我们的研究结果,而且我们正在筹备在上海召开的亚洲农业和水质,包括砷污染问题区域研讨会。我们还与联合国教科文组织和世卫组织联系 – 他们正在处理饮用水方面的问题 – 旨在制定政策文件,从而为政府解决砷污染问题提供指导。到目前为止,一项重要的结果是孟加拉国政府已经请求粮农组织提供援助,就砷的风险开展一项全面评估,它不仅涉及作物生产,而且涉及该国的畜牧和渔业部门。”

“我们的综述是未来工作的一个起点,它需要资金。需要开展大量工作,加深对砷在农业生产系统方面特点的了解,确定在不同耕作制中灌溉水、土壤和作物中砷的安全含量。我们还需要对食物链中的砷风险进行评估和量化,并研发减缓方法和砷管理技术。在这一点上,我们确实知道砷对农业的威胁是令人担忧的。然而更加令人不安的却是那些我们尚未了解的方面。”

  • 下载Arsenic contamination of irrigation water, soil and crops in Bangladesh(PDF, 200K)
2006年5月出版
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