有土斯有財,但我們揮霍著腳下的寶物。工業廢棄物、農藥與施肥、畜牧業的排泄物和家庭污水都威脅著沃土變惡土。地表生成一公分的土壤大約要花上300年,我們終其一生,也見不到因污染而死的土壤重生。
鎘米掀開台灣的農地污染問題,重金屬之外,土壤還承受著肥料、農藥、抗生素、化學殘留和微塑膠的滲透與積累。光是在美國,有將近50萬個土壤污染場址,西歐也有60萬個,一些國家缺少調查分析,還有太多的土壤污染真相埋在地底下。
毒物專家奈杜(Ravi Naidu)在1990年代來到澳洲南部的派瑞港(Port Pirie)進行研究時,他不訝異,在這個礦石冶煉重鎮,孩童血液中的鉛含量偏高。他掛心著,鉛會降低孩子的智商,但在防治空氣和水汙染後,還是無法解決問題。最後他發現,土壤中的鉛是早先研究的漏網之魚。
這段經歷讓奈杜決心投入土壤污染防治,一轉眼,對抗惡土30年。
身為澳洲新堡大學(University of Newcastle)榮譽教授,奈杜今年4月當選聯合國「國際土壤污染網絡」(INSOP)的第一屆主席,他在接受《上下游》記者專訪時表示,他的任務是讓更多人理解,土壤污染猶如氣候變遷,是全球問題,不是地方問題,必須跨國合作分享經驗。
他說:「一地的污染會隨著風勢、水流,或農產食物交易影響另一個地方。過去一些居民選擇離開污染地,但現在污染如此普遍,幾乎沒有淨土,人們無處可逃。」
起步較早的空氣汙染和水污染防治依舊舉步維艱,但至少各國逐步建立起監控和測量的國際指標,例如空氣中的細懸浮微粒(PM2.5)和河川裡的懸浮固體。相較之下,土壤常常被形容成「塵土」,似乎與乾淨扯不上關係。人們常常把垃圾往土裡一埋,眼不見為淨,自認土壤將會默默分解廢棄物,沒有意識到污染,更遑論防治。
「事實上,我們是把污染留給了下一代。」奈杜像是傳教士般,不厭其煩提醒不該禍留子孫。
土壤像海綿,污染常被低估
土壤像海綿般,一點一滴吸收著污染源,造成作物減產,土壤退化,污染物也經由食物鏈回到人們的肚腸與血液。
沒有健康的土壤,沒有健康的食物,也沒有健康的人。Covid-19肆虐全球兩年多,帶走600萬條人命,各國絞盡腦汁攔阻這個狡猾的病毒。但根據醫學雜誌《柳葉刀》(Lancet)的「污染與健康」小組研究,全球每年有超過900萬人因污染而死,許多人仍縱容這些隱形殺手橫行,比起空氣汙染與水污染,土壤污染的威脅更是常常被低估。
挺身對付土壤殺手的奈杜指出,一些污染土壤的環境荷爾蒙會影響生殖能力。換句話說,污染不只殺了活人,還有尚未出生的胎兒,「無法生育不只是個人問題,而是人類的問題,也是生物滅絕的問題。」
認知到土壤污染是把殺手繩之以法的第一步。許多污染物無色無臭,在空氣和水中難以察覺,更難在土壤中辨識。一些常見的污染物質像是砷、鎘、鉛也是自然界的元素,要證明土壤中的污染是人為造成,更需要仰賴科學的方法和精密儀器檢測。
污染的類型與廣度超過一般想像
首先必須釐清是點狀(point)或是非點狀(non point)的土壤污染。點狀污染像是工廠廢水排放口、煉油廠毒物洩漏的周邊,污染物的濃度高,常常引發急性疾病;非點狀污染的例子則有,輻射物或重金屬隨著空氣漂移或隨地下水蔓延到土壤中,濃度隨距離拉遠而降低,但影響範圍廣大,長期暴露容易引發慢性疾病。
比起工廠周邊,農田的鎘殘留值低,看似微不足道。一些土壤的鎘含量符合規範,但種出來的稻米卻超標,因為這些重金屬被作物吸收後,濃度變高,引發食安風險。奈杜強調,「監控大範圍的污染時,必須採用不同的研究方法,否則會忽略了這些低劑量污染物的影響,難以進行風險控制。」
污染範圍之廣常常超乎一般人的想像。含氟表面活性劑(PFAS)防水又防油,家具、滅火泡沫和半導體製程中的冷卻劑都有它的蹤跡。含氟表面活性劑幾乎不會分解,被稱為「永遠的化學品」,在工廠數十公里外的表面水和飲用水都可以偵測到。
在PFAS的大類別下包含了近5000種化合物,例如美國杜邦公司研發,用在鐵氟龍不沾鍋的全氟辛酸(PFOA)。讓主婦省去刷鍋子苦工的神奇發明問世超過40年後,人們發現,畸形兒與這個化學物有關,接著有更多研究證實,PFOA可能導致男性不孕。
農田也逃不過PFAS。美國污水處理產生的污泥經過乾燥等程序,製成生物固體(biosolid),變廢為寶,打著有機物回歸大地的宣傳,當作農地的肥料。奈杜表示:「問題是,污水或是處理的用水含有PFAS,透過施肥,PFAS也污染了農田。」
政府監管的腳步趕不上廠商日新月異的科技,根據美國「環境健康中心」(CEH)的統計,全世界有超過8萬種化學合成物,但不到百分之一需要經過政府規範的安全檢測,大多數化學物處在無政府狀態。
除草劑、農藥影響土壤生態系
即使政府有心管理,常常是在產品上市多年後,問題才浮現。除草劑年年春的主要成分嘉磷塞(glyphosate)在上市40多年後,致癌風險才逐漸曝光。奈杜說:「年年春上市時,廠商宣稱降解速度快,對環境影響小。若是如此,為何經過一段時間後,我們仍在土壤中驗出嘉磷塞殘留?」
農藥也是土壤污染源。殺蟲劑DDT在1942年開始銷售時,被視為控制蚊蟲、跳蚤,對抗瘧疾等傳染病的利器。到了1960年代,科學家發現DDT在環境中難以分解,對人類也是高毒性。台灣在1976年禁用,但20年後,農委會藥毒所仍在農地測出DDT的代謝物DDE。
廠商通常不想面對自找麻煩的風險。土壤是活物,10公克的土壤中,有超過百萬種類的微生物,地球上有1/4的生物活在土壤裡。「除草劑和農藥一定會影響土壤的生態系,一些微生物能夠自行恢復活力,一些較敏感的微生物沒辦法。」奈杜接著說,「但是很少人研究微生物分解、再生的過程,不只廠商不想燒錢,就連你跟政府申請,也常常被打回票。」
重金屬透過工廠、肥料污染田間
台灣在1983年傳出鎘米事件後,鎘成為農民揮之不去的陰影,罪魁禍首是工廠廢棄的鎘透過未分離的灌排蔓延到稻田間。另有研究指出,部分亞洲國家的鎘米是農民無意間造成的,因為製成肥料的磷酸鹽岩石含有鎘,長久施肥造成土壤的鎘污染,在來米的鎘吸附能力尤其顯著,容易積累在稻作裡。
奈杜解釋,若要對症下藥,必須建立模型找出正確污染源,「來自肥料的鎘通常分布廣,但殘留值低;相較之下,工廠污染的濃度高、比較集中,而且會隨著距離源頭遠而逐漸降低。」
砷也是農民心中的痛,污染源常常是地下水。應對之道是協助農民興建貯水槽收集雨水,另一方式則是使用過濾的水源灌溉。奈杜說:「但成本很高,若沒有政府投入,農民負擔不起。不過,至少政府必須告知地下水含砷。」土壤污染防治不易,開銷高昂,幾乎是先進國家的「奢侈品」,許多開發中國家污染嚴重,但缺錢、缺人才,還缺技術。
科學力量出馬,以鐵證督促政府管理
歐盟在2009年推出土壤重金屬污染數據庫,接著繪製污染分布圖,是少數由上而下推動,挖開土壤污染殘酷真相的大手筆公共支出,「你要知道土壤有沒有污染,你要去測量,但表土特性可能在短距離內就有很大差異,因此要有很精確的測量。」在歐洲土壤研究中心(ESDAC)工作30年的孟塔那雷拉(Luca Montanarella)提醒,「關於化學物質,不只要測產品的主要成分,還有它們的代謝物。」
孟塔那雷拉也是聯合國糧農組織(FAO)「全球土壤夥伴計畫」(GSP)的催生者,目前擔任大會主席。他接受《上下游》專訪時指出,因為缺少測量與紀錄,土壤污染被低估。
歐盟在各國的檢測點每兩公里抽樣一份土壤,進行地毯式檢驗。「光是抽樣設計與方法,還有實驗室的檢驗流程規定就是大工程。沒有標準化,送給十家實驗室,你會得出十種結果。」孟塔那雷拉說,「當你開始測量時,你會很驚訝,一些化學物無所不在,它們常常可以在土壤中累積很久。」
可是多數政府沒有足夠的財力與能力探究土壤污染。孟塔那雷拉和奈杜認為,由下而上的草根模式更能夠了解土壤問題,一方面,專家得到更多在地訊息;另一方面,也讓農民和民眾更了解土壤,加入防治的網絡。
奈杜還遊說工業、礦業廠商,把製造問題的人變成合作夥伴。他不指責企業,而是說服企業研究能幫助他們減少污染,鼓勵他們贊助培訓更多專家。遇上拒人於千里之外的廠商,他則是和農民、居民合作,發揮科學專業,用如山的鐵證施壓政府介入管理。
扎根在地,放眼全球,因為污染不限於一方水土,孟塔那雷拉推動跨國的資料庫串連、繪製土壤地圖。奈杜則積極協助各國培養土壤專家,教導大家珍惜腳下沃土。今年9月,他主辦的國際土壤防治大會將在馬來西亞的吉隆坡舉行,他說:「大家要一起行動,我們不做,就是讓下一代暴露在高風險中。」
延伸閱讀:
之前看到某篇介紹新喀里多尼亞的土壤含有高金屬含量,以及相關雨林植物適應之後,才突然想到一些介紹古老煤層相關成分的狀況,可能也包含,本來各種古陸就是古老火成岩? 其實跟沉積岩相較,就是比較多金屬類的? 因為地表比較多的應該是氧矽鋁? 比較後來才出現的物種,可能就是比較不需要相關成分? 包含比如說固氮需要的鐵鎳釩等? 類似最近才突然覺得,如果把植物真菌共生算是祖徵? 那其實與其說雙子葉植物核心的固氮分支或是一些有週期必須跟菌根共生的比如蘭科?是維持祖徵! 其實應該也可以類似十字花科不與菌根共生! 或是禾本科、矽藻等,有更多可以利用矽來替代碳的細胞壁等結構? 應該要反過來想? 那些比較不需要氮(比如說CG比AT組合,需要多一個氮?)、比較不需要地表缺乏的金屬(包含養分酸鹼值等影響有效性的狀況)、甚至比較不需要碳的,可能才更是進化的另一種方向? (植物比起真菌細菌動物,其實算是比較不需要氮等成分的適應低營養演化方向?) (已經類似楓之谷漫畫版,動畫版中出現的所有的一切,包含人類,其實都是改良過的適應污染的物種,的反過來? 現在的物種,可能已經是適應低重金屬環境的? 因為比較會被風化釋出成分的陸地,已經比較多(被各種風化侵蝕稀釋篩選相對平均過)沉積岩? 不都是剛出露的、可能金屬多、成分可能比較多樣極端的火成岩?)