罗章莉
(江苏凤凰科学技术出版社 江苏南京 210009)
蔬菜是人们日常生活中不可或缺的副食品,其安全问题一直广受世界各国的关注。蔬菜的污染物是指蔬菜在从生产、加工、包装、贮存、运输、销售,直至食用等过程中产生的,或由环境污染带入的、非有意加入的化学性危害物质[1]。近年来蔬菜生产基地常遭受大气、灌溉水、重金属等方面的污染,不合理地施用农药和化肥也会导致污染问题,蔬菜收获后因不合理地保鲜、储藏、加工,在一定程度上还会遭受二次污染。蔬菜被污染后产生的有害物质,会影响消费者的身体健康,甚至威胁消费者的生命安全。因此,如何对蔬菜污染问题进行防控,是现实生活中迫切需要研究和解决的问题[2]。本文简述了蔬菜在生产过程中的主要污染情况及其防控方法。
1.1 重金属污染及危害 环境污染影响食物的质量,进而威胁人类的生命和生存。重金属污染会影响蔬菜的质量[3]。重金属主要是指汞、镉、铅、砷、铬等元素,重金属污染主要来自工业“三废”的排放、灌溉污水、城市垃圾及含有重金属的农药、化肥等。GB2762—2017 《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中对蔬菜的重金属含量有严格的限量规定,蔬菜中的重金属含量超过限量,会通过食物链危害人体健康,引发多种疾病,并可致癌。
蔬菜一般通过根系从土壤中吸收重金属。蔬菜的重金属污染除了受环境污染的影响之外,还受重金属元素的种类和蔬菜的种类等因素的影响。例如,韭菜、白菜对汞比较敏感,胡萝卜、菠菜对砷比较敏感[2]。蔬菜叶片中重金属的含量,显著超过蔬菜叶柄及其他部位;不同蔬菜吸收重金属的能力通常为:叶菜类>根茎类>茄果类[4]。
少量食用受重金属污染的蔬菜,一般不会导致人体产生急性中毒;如果长期食用,则会危害人体的健康。例如,日本“水俣病”就是人们长期食用被汞污染的鱼而导致的[5]。
1.2 重金属污染的防治
1.2.1 工程措施 客土、换土等方法属于工程措施。将没有被污染的土壤覆盖在被污染的土壤表面的方法是客土法;部分或全部挖除被污染的土壤,再更换没有被污染的土壤的方法是换土法[6]。2 种方法都能有效地治理土壤的重金属污染问题。一般情况下,换土的厚度越大,蔬菜中重金属含量降低的效果越明显。这2 种方法的缺点主要是需要花费大量的人力与财力,因此,只适用于小面积的土壤被污染的治理。
1.2.2 农艺调控 在污染程度较轻且不适宜采用客土法、换土法的情况下,可利用土壤中污染物的特性,施用化学改良剂治理土壤的重金属污染。例如,在土壤中施用石灰,使重金属形成氢氧化物沉淀。施用化学改良剂是目前在我国应用得较为普遍的方法[6]。
利用间作的方法,将蔬菜与另一种重金属吸附能力强的植物(也称超富集植物)一起种植,或利用轮作的方式,先种植重金属吸附能力强的植物,待其收获后再种植易被重金属污染的蔬菜,都可有效降低蔬菜中重金属的含量[3]。
控制水分和调节土壤氧化还原的情况,能影响重金属存在的形态。例如,在被铅、镉污染的土壤中改种水生蔬菜,有利于减轻这2 种重金属对水生蔬菜的危害[2,7]。
1.2.3 植物修复 植物修复技术可用于环境污染治理,该技术是在20世纪80年代初期发展的[3]。某些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属,利用这些植物及与其共存的微生物体系,能清除被污染的土壤中的重金属。例如,在被镉、汞污染的土壤中,种植加拿大杨能有效吸收土壤中的镉和汞[6];丛枝菌根真菌产生的球囊霉素及不溶性蛋白可鳌合土壤中的微量元素,修复被污染的土壤[3]。
1.2.4 重金属污染的叶面控制技术 叶面控制技术是通过提高植物自身的防御机能减轻重金属对其的危害。例如,外施不同浓度的6-BA 可缓解汞对水花生的毒害作用;将有机硅喷施在叶面上,可缓解重金属对水稻的毒害作用[3]。
除了上述措施以外,定期监测污水、污泥中的重金属浓度及土壤中重金属残留情况,加强治理工业“三废”等措施,可从源头上控制土壤中重金属的积累,从而减少蔬菜中重金属的含量。因此,建议尽量少食用容易富集重金属的蔬菜,且所食用的蔬菜种类尽可能多样化[5,8]。
2.1 农药污染及其危害 目前,一些菜农在蔬菜的生产中不合理地使用农药,导致蔬菜被农药污染的问题比较严重。污染蔬菜的化学农药主要包括有机氯、有机砷、有机汞、有机磷、杀菌剂、取代苯类杀菌剂、氨基甲酸酯类的杀虫剂等[9]。
农药容易污染蔬菜,原因主要包括以下几个方面:①蔬菜的生长期一般较短,加上重茬、连作,因此蔬菜的病虫害比较严重,害虫的抗药性又越来越强,从而使一些菜农不断加大农药的剂量;②一些毒性比较强的农药在土壤中的挥发性不高,容易被土壤胶体吸附,且在土壤中的存留时间较长;③外运蔬菜的生产区大多是粮菜或棉菜两作区,在粮棉的种植中施用的高毒性农药会残留至下茬的蔬菜上;④目前我国在农药的使用和管理方面也存在一些问题[6]。
人们食用了被农药污染的蔬菜后,容易引起急性中毒或慢性中毒[5-6]。急性中毒是指人接触了农药或食用了含农药的蔬菜后,轻则头痛、恶心、腹痛、倦怠等,重则呼吸困难、痉挛、昏迷等,甚至导致死亡。慢性中毒是指人长期摄入微量的残留农药,在体内积累到一定量时表现出中毒的症状。例如,有机氯、有机汞会损害人体的肾脏、肝脏、神经等,有机砷会引起人体出现神经炎、贫血、脱皮等症状。关于农药致癌、致畸等问题,也有大量动物学实验的相关证据[4]。
我国对食品中农药残留是有严格控制的。GB2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定了食品中433 种农药4 140项最大残留限量。
2.2 农药污染的防控方法
2.2.1 选择或培育抗病虫能力高的蔬菜品种 选择抗病良种,增强蔬菜的抗病能力,可减少农药的施用次数和用量[10]。在播种前进行消毒处理,清除种子壳上附着的病虫,在中耕除草时消灭杂草中的病虫害,也可减少蔬菜患病的机会[11]。
2.2.2 农业防治 合理耕作和科学轮作,可减少病虫害的发生。可利用一些蔬菜病虫害的危害具有专一性的特点进行防治。例如,属于十字花科蔬菜的白菜、甘蓝往往会感染相同的病虫害,轮作、换茬是消灭这些病虫害的有效手段[10]。及时除去病株、病叶、虫果、病果并带到田外进行集中销毁,喷药后适当提高温度和湿度,适当补充二氧化碳,用软管进行滴灌,用地膜覆盖等措施,在改良农业生态环境、改善植株的生长状况及病虫害防治等方面有良好的效果[6,10]。嫁接可有效抑制土传病害,增强植株的抗性,比较显著地提高产量。例如,用黑籽南瓜作为砧木嫁接黄瓜[2,7]。有条件的地区可推广无土栽培技术和芽苗菜栽培技术[12]。
2.2.3 生物防治 生物防治因副作用少、污染少、环保效果佳等优点,越来越受到各界广泛的重视,但其也存在成本高、技术复杂等缺点。生物防治技术主要包括:①利用天敌昆虫防治害虫,例如利用七星瓢虫防治蚜虫;②利用病菌、病毒治虫,例如利用青虫菌防治菜青虫;③利用农用抗生素等防治病害,例如利用武夷霉素防治白粉病;④利用生物菌制剂和外源激素防治害虫,例如昆虫生长调节剂可用于十字花科蔬菜的害虫防治,其成分主要是苯甲酰基脲类[6,10]。此外,使用植物性农药,例如将大蒜加水捣烂成泥,每千克原液加5 kg 水制成喷雾,可预治红铃虫、蚜虫等[13]。
2.2.4 物理防治 主要通过物理措施防治病虫害,例如,利用一些害虫具有趋光性的特点,用灯光诱杀它们;也可选择糖醋诱杀,取糖、醋、酒各3 份,水10 份,以及少量敌百虫,搅匀后放入盆中,每667 m2放4~5 盆即可[10]。
2.2.5 合理使用农药 认真调研田间的病虫害,掌握其发生和发展的规律,从而及时、准确地施用农药。禁止施用高毒性、高残留的农药;对症施用低毒性、低残留的农药;严格控制农药的使用浓度和次数,确保有合适的安全间隔期[2]。此外,经过研究发现,将水剂、颗粒剂和粉剂型的农药用于撒种、拌种和喷粉等,要比喷洒乳油农药的残留量低,菜地蔬菜和大棚蔬菜可选用粉剂、烟雾剂,常用高压喷雾低容量技术,优点主要是能减少农药的流失,节约用水,提高病虫害的防治效果[11]。
2.2.6 食用处理 蔬菜在食用、加工前,一般用适量的小苏打水溶液或碱粉浸泡5~10 min,基本能去除蔬菜表面残留的农药[14]。
3.1 化肥污染及其危害 化肥在土壤中为农作物提供的营养元素,在农作物的体内可用于合成蛋白质、维生素等营养物质。化肥对农作物和生态环境造成的污染主要是由大量不合理施用导致的。
目前使用的化肥中,对蔬菜生产和生态环境影响最大的是氮肥。主要原因有:①氮肥的施用量大,分解的产物多,流失比较严重;②氮肥经过化学反应产生的一氧化氮、二氧化氮等气体会破坏大气的臭氧层,从而影响蔬菜的生长;③氮肥施用过量,会破坏土壤的有机结构,导致土壤板结,土壤的保肥、保湿能力也会随之下降,从而影响蔬菜的生长;④施用过多的氮肥,会降低蔬菜的品质和耐贮性,出现生长不协调的现象,例如落花、落果等;⑤氮肥实施不当会对植物有损害,例如熏叶、烧根等[6]。
施用含氮化肥过多,尤其是大量、单一地施用氮肥,或在采收之前施用氮肥,会导致土壤中和收获后的新鲜蔬菜中硝酸盐含量过高。蔬菜容易富集硝酸盐,人体摄入的硝酸盐中,80%以上来自蔬菜。硝酸盐在人体内被还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐不仅会引起人体患高铁血红蛋白症,还会进一步与人体胃肠中的胺类物质结合,形成极强的致癌物质——亚硝胺,诱发人体患食道癌、胃癌、肝癌等 疾病[5,7]。
3.2 化肥污染的防控方法
3.2.1 培育硝酸盐含量低的蔬菜品种 蔬菜种类不同、同一株蔬菜的器官不同,硝酸盐的含量都有所不同,因此,在硝酸盐含量高的土壤中,选择性地种植硝酸盐累积低的蔬菜,能减少人体对硝酸盐的摄入量。利用遗传学技术培养硝酸盐含量低的品种,是相关科学研究的一个重要方向[15]。
3.2.2 配方施肥 有机肥或农家肥能有效地降低土壤中硝态氮的浓度,使蔬菜减少对硝态氮的吸收[16],因此应配合施用化肥与有机肥。需要注意的是,有机肥在施用前要进行高温堆闷腐熟,并杀死病菌、虫卵。有机肥施用的比例因土质、蔬菜品种和前、后茬作物等情况而不同。例如,对硝酸盐富积量较高的绿叶菜类,有机肥的比例应适当提高,反之,富积量较低的豆类、瓜类、茄果类,可适当降低有机肥的比例;土壤重金属污染较严重的土地,有机肥配比应适当提高,反之则反;前、后各茬如果连续施用有机肥,则可适当降低比例,反之则反。
为了降低蔬菜中硝酸盐的含量,应避免使用硝态氮肥和碳铵。分期施用氮肥调节蔬菜,特别是叶菜类蔬菜,可降低土壤中硝态氮的含量;不要使用氮肥对叶面进行喷肥,否则氮素直接与空气接触后,铵离子容易变成硝酸根离子而被叶吸收;合理开发和利用氯化铵和硫铵[17];尽量避免偏施氮肥,合理增施钾肥和磷肥。叶面适当增施微量元素,对减少蔬菜中硝酸盐的积累有一定效果,例如,在蔬菜收获的前一天喷施甘氨酸、草酸等,可有效降低蔬菜中硝酸盐的含量[18];添加双氰胺、氮吡啉等硝化抑制剂能降低土壤的硝化强度[6]。
氮肥宜早施、深施和集中施。作为基肥的氮肥要求全层深施;作为苗肥时要早施,促使苗早生快发。采用科学的追肥方式。对生育期较短的蔬菜而言,一次性施基肥比后期追肥,对降低蔬菜中硝酸盐的含量更有效;对生育期较长的蔬菜而言,运用“重基肥轻追肥”“攻头控尾”的模式,有利于后期限制蔬菜中硝酸盐的含量[18]。还应严格控制最后一次追肥,确保一个合适的安全间隔期,以保证被吸收的氮素在蔬菜中有足够的时间进行代谢。
3.2.3 合理调节种植条件,选择合适的采收期和贮藏期 通常在土壤的含水量充足和高温强光时,植物光合作用比较强,硝酸盐转化比较快,因此蔬菜中硝酸盐的含量会降低,反之则反。在很多情况下,在收获前的几天进行灌水、在一天中较晚的时候采收蔬菜、在温室大棚中采用辅助光源和保温等措施,可使蔬菜中硝酸盐的含量降低[15]。
同一品种的蔬菜,如果生育期不同,其硝酸盐含量的差异也是比较大的。相关研究表明,生长盛期通常高于后期或成熟期,蔬菜收获的时间越早,硝酸盐含量就越高,因此在确保产量和品质的前提下,适时地延迟采收蔬菜,有利于降低其中的硝酸盐含量[15]。
蔬菜采收后如果放置的时间过长,其中的硝酸盐也会被还原成亚硝酸盐,危害人体的健康。因此,蔬菜采收后应减少贮存和运输的时间和环节,尽早被食用。尤其是绿叶菜类蔬菜,贮藏时间不宜超过3 天[16]。
3.2.4 食前进行处理,改进饮食习惯 由于硝酸盐能溶于水,富含硝酸盐的蔬菜在食用前,用沸水焯一下,可减少硝酸盐的含量。加工硝酸盐含量较高的叶菜类蔬菜时,应适当延长烧煮的时间[5]。在腌制的过程中,蔬菜中的硝酸盐会被还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐的含量通常在腌制1 周后会增加,在2 周后达到最高峰[8]。因此建议尽量少食用腌制食品。
4.1 大气污染及其防控方法 大气污染主要来自蔬菜生产基地的地上部分周围的空间。大气污染的来源主要是工业排放的废气、交通运输过程中排放的废气、能源的燃烧等。其中,工业废气是大气污染的主要污染源。大气污染物主要有二氧化硫、硫化氢、氟化物、氮氧化物、臭氧、粉尘、烟尘、烟雾等[9]。蔬菜通过光合作用和呼吸作用,将空气中的污染物带入其体内,从而影响蔬菜的产量,导致蔬菜的污染问题[19]。
蔬菜生产的基地要距离城市工矿区及公路远一些,基地周围的空气质量应符合GB3095—2012《环境空气质量标准》。
4.2 灌溉水污染及其防控方法 土壤中残留的化肥、农药等有害成分,会通过土壤重力水和地表径流的流动而污染水体。用这些被污染的水进行灌溉,会污染蔬菜,并通过蔬菜进入人体,造成危害。灌溉水的污染物主要有酚类化合物、氟化物、氯化物、氰化物、醛类、苯系类、重金属和有害致病微生物等[9]。
应加强对工业“三废”的治理,控制蔬菜生产基地的污水灌溉和污泥施用。蔬菜灌溉用水必须清洁、无病虫害、无酸碱及重金属污染[7]。污水在回用进行灌溉前必须进行处理,达到排放标准。
4.3 增塑剂污染及其防控方法 为增加可塑性和柔韧性,农用塑料薄膜在生产中一般会添加40%以上的增塑剂[9]。增塑剂主要是酞酸酯类化合物。农业环境中增塑剂的污染主要来自塑料垃圾焚烧、农用塑料薄膜的挥发、雨水浸淋、污水灌溉等。这些酞酸酯类化合物进入人体,并在人体内积累到一定量时,会损害人体的外周神经系统,可引起感觉迟钝、麻痹和多发性神经炎等病症[5]。
应通过法律法规限制或要求农用塑料薄膜的生产厂家停止使用有毒或难以生物降解的增塑剂[5]。
随着人们越来越重视蔬菜质量安全,蔬菜污染问题得到了相关部门和专家的重视。蔬菜污染的防控,仍需要健全体制,从污染的源头控制;加强宣传和指导,提高农民的安全意识;坚持“以预防为主、防控结合、综合治理”的原则,制订长期、有效的防控措施,加强监督管理,将蔬菜污染降至最低,从而保障人们的饮食安全。