張尊國：臺灣農地污染監測水平已獨步全球

　　--專訪臺灣大學教授張尊國

　　分析測試百科網訊 1982年，臺灣桃園縣境內兩家生產塑料添加劑硬脂酸鎘的企業排放含鎘的污水，當時，當地農民在不知情的情況下繼續在被鎘污染的土壤中種植水稻，生產出了鎘嚴重超標的大米。

　　“這是臺灣較早發生的一起農地污染事件，該事件發生以后臺灣非常警覺。”臺灣大學張尊國教授說，“當時的臺灣土壤污染還沒有法規約束，只能把它當作公害事件處理，涉事工廠歇業停工，被污染的農地劃出來，禁止耕種食用作物，改種花卉、林木或作其他用途，并給予農民補償。”

　　張尊國提到，到后來臺灣農地污染事件發生得越來越多，但都不像鎘污染毒性這么強。“臺灣的農地污染大部分是由電鍍業、金屬表面處理業等行業的廢水造成的，這些行業的廢水中通常含有銅、鋅、鉻、鎳四種金屬元素。桃園市手機、計算機等電子產品的電路板制造企業集中，農地污染中銅污染嚴重。而在臺中彰化一帶，電鍍業和金屬表面處理業比較發達，腳踏車、雨傘、水龍頭、金屬配件等工廠密集，該區域同樣發生過大規模的農地污染事件。但是該區域的工廠并沒有因此被移除，因為該區域的污染是混合型的，銅、鋅、鉻、鎳這四種金屬幾乎每家工廠都在用，很難辨認出污染物的來源。這種類型的污染事件在特定的區域內反復發生，直到現在。”張尊國說。

臺灣大學生物環境系統工程學系 張尊國教授

“網格”法調查的歷史資料

　　20世紀中期，研究發現發生在日本富山縣的“痛痛病”是由于含有重金屬鎘的廢水污染耕地和水源引起的。“痛痛病”影響面廣，受害者眾多，被公認為是“公害病”。

　　受此影響，臺灣在1982年開始了農地污染的摸底普查。張尊國提到，最初的監測是以畫“網格”的方法來進行的——將4km X 4km即1600公頃土地劃為一個調查單元，然后再將調查單元用“#”劃分成9個分區，在每個分區抓樣后混合，以混合樣來代表一個調查單元的情況。根據這種方法，整個臺灣的平地大概可以劃分出800多個調查單元。調查結果分為1~5五個等級，3等級相當于背景值，4、5等級被認為疑似污染或是確定污染。把4、5等級的網格再進行更細的劃分，即以100公頃為劃分單位再調查，如果調查結果仍然是4、5級就進行更細的劃分，以25公頃甚至1公頃為單位，這就是當時調查的架構體系。畫“網格”的調查方法總共監測采樣的點數約有一萬多筆數據，確認達到5級的數目約是1024筆，即1024公頃土地面積。這一架構體系的調查從1983年持續到1987年，后來進行的是中樣區調查以及細密調查。直到1999年臺灣成立“土壤及地下水污染整治基金會”（SGR）以后，畫“網格”的調查方法才有所改變。

　　“2000年臺灣地區發布‘土壤及地下水污染整治法’，重金屬檢測由0.1M HCl萃取的方法改為王水全量消化方法，原來的農地污染5個等級改為監測標準和管制標準。監測標準約為管制標準的1/2，即假設背景值是10ppm，某個項目管制標準是200ppm，那么監測標準大約就是100ppm。”張尊國說。

　　“2000年以后，臺灣‘土壤及地下水污染整治基金會’接續了之前的農地摸底調查工作。”張尊國繼續介紹到，“土地跟河川、大氣不同，土地有所有權或是管理人。考慮到這一方面，農地摸底調查工作再畫“網格”顯然是不合適的，因為同一網格里的土地可能分屬于幾個人，因此后面的工作就以地政機關的地籍數據為準劃定調查對象和管控單元。前面提到的1024公頃的5級農地又按照地籍數據以及新法規標準做了確認調查。調查結果是254公頃左右的農地超過了新標準。接下來每年各地方政府都會做一些采樣監測，從2000年到2014年，陸續調查出來總數不到400公頃的農地超過新標準。根據前面三十多年的經驗，確認臺灣的農地污染總數為約400公頃。”

以灌溉區為突破口 精確確定超標農地

　　張尊國認為臺灣的農地污染數目遠不止400公頃，嚴重被低估，但是臺灣當局根據三十余年的系統調查經驗否定了張尊國的說法。

　　張尊國所在的系以前主要研究農業灌溉以及農田水利，對臺灣農業灌溉非常了解。張尊國認為，只要灌溉水源被污染，采用污染水源灌溉（污灌）的整區農地都會出問題，即便個別有差異，相差也很小。“以前的資料有缺失是因為公務體系是依法行政，假如標準是200ppm，背景值是10ppm，同樣兩塊地，一塊測得205ppm，另一塊測得192ppm，統計學上不論192還是205都是遠遠超過10的，但是行政標準是200ppm，205ppm的地塊政府會發公告，192ppm的地塊則不會公告污染。但是農地污染一般都是累積的結果，重金屬是保守性物質，會一直留在土壤中累積。192ppm的地塊可能過幾年再重新調查就會超標。依法行政無法系統性看待問題，結果農地污染超標情況會一再發生。”張尊國說。

　　“那時候我提出一個構想、概念——只要是灌溉同一區域的水源出問題，這個區域就都會出問題。我把全臺灣農地用灌溉系統的水利小組進行劃分，每個水利小組大概有100公頃的農地。農政單位農業生產的肥力調查相對比較密集，250m X 250m一個調查點，總共有13萬筆數據，比環保單位多很多，而且很全面。所以，后來我就改用農政單位的數據。農政單位檢測重金屬用的是0.1MHCl萃取的方法，每30~40年滾動調查一次。雖然檢測方法不一樣，但是我認為重金屬含量有了相對性的比較，根據這個我發展了一個篩選模式，用成本較低的便攜式XRF去篩查，可以用來做半定量分析。篩查完后把補充數據與農政單位原始數據相結合把等濃度線畫出來，再選取采樣點進行檢測。篩選結果是全臺灣灌溉農地面積為40~50萬公頃，水利小組一共3400多個，其中有問題的大概是88個，占2%~2.5%，污染農地總面積約15000公頃，與前面提到的400公頃相差甚大。所以當局不相信我的篩查結果，但是后來經過驗證，我劃出的認為有問題的區域大概40%會超過管制標準，20%會超過監測標準，所以后來他們就相信了我的篩查結果。總的來說，臺灣高風險農地就是剛才提到的15000公頃，扣掉農舍、道路等大概一半左右是實際在耕種的農田，這就是臺灣現在大概的農地污染情況。”張尊國說。

　　張尊國介紹，臺灣將在一兩年之內調查確認清楚農地污染情況。關于農地污染的治理，張尊國指出被鎘、汞污染的農地整治成本很高，即便整治完成種出來的水稻可能還是有問題。所以，被污染的農地基本就不會再種食用作物。而銅、鋅、鎳、鉻污染農地的整治是用翻土的方法，把表層大概20-30公分的土壤翻到下層去。而嚴重污染區，要把表層土壤移除，再補進客土。

內地冶煉污染嚴重 區域協調是監測關鍵

　　“統計數據顯示，內地農地污染點位超標16.2%，比例非常高，被污染的農地面積之大無法想象。調查時一般傾向選比較可疑或是污染嚴重的區域，實際的污染面積有人說是300萬公頃，這個數字不統一，確切情況不清楚，但是農地污染非常嚴重，不管是珠三角、長三角還是很多其他地方都在面臨同樣的問題。鎘元素很容易被水稻吸收，即便是像臺灣并沒有嚴重污染，只是背景值下種出來的稻米鎘含量就已經是非常敏感的。在內地的農地污染情況中，鎘污染占的比例是最高的。”張尊國還提到，與臺灣不同的是，內地除了污水灌溉的區域以外，比較突出的是礦產開采和初級冶煉產業造成的污染。

　　“土壤污染會直接威脅到后續的食品安全。內地現在在大力推行‘互聯網+’，其實很多污染治理的先決條件就是要信息透明，只有將信息全盤掌握了，污染治理才可以事半功倍。比如有專家提到在各省的邊界地區，省級之間的管轄權要協調，這個雖然困難，但是如果能夠整合，就能達到事半功倍的效果。污染區域雖然有時只是少數地方，但是污染事件一旦爆出，其他地方也會受害。所以將來可以把污染產區與優良產區劃分作為一個重要工作，一旦有污染事件發生我們可以馬上清楚地知道，食品污染區域在哪、量是多少，這樣的話沒有污染的區域就不會受牽連。”張尊國說。

“互聯網+”助力農地污染調查

　　“臺灣在農地污染監測技術方面起步較早，現在可以說是非常先進，甚至是獨步全球。我們配備了很多手持裝置以及云端技術，因為研究人員到田間去方向、邊界線等完全搞不清楚，我們利用地理信息系統與云端技術可以把采樣點的規劃、布設以及路徑導航移到現場去，還可以立刻把研究人員采樣的動作、圖片傳回中央監控，這樣中央監控就可以知道現在田間有幾組人，分別在哪里，已經完成多少工作。另外一方面，污染情況調查出來以后，所有地上作物都要收購銷毀，然后對農民進行補償。現在臺灣在這些方面有周詳的行政作業程序，有非常好的經驗。現在農地污染情況調查能夠順利進行就是過去全臺灣農地調查時候累積下來的經驗。”張尊國說。

　　“原來是發現問題然后解決問題，為末端管控。我們將來的工作要向前端推進，將大數據整合從源頭管理。這項工作已經有了一些進展，現在可以根據研究結果在作物種植之前預測哪一區域種植的哪種作物會出問題：我們總共評估了三十幾種蔬菜以及十幾種稻作品種，可以輔導農民在種植作物時選擇不同品種來避開污染風險。食品安全關系著食品相關企業的存亡問題，現在很多連鎖商店、大型企業也很重視食品安全問題，也希望有安全的原料供給端，我們的評估數據對他們也有很大的幫助。我現在還在繼續做這方面的信息整合，目標是希望將來消費者到超市用手機掃一下農產品的條形碼，馬上就能對應出該農產品產地的哪些作物會有問題。反過來，透過市場機制，農民也可以了解生產什么農產品才不在食品安全黑名單里。我希望能用這種方式來說服消費者、農民，也替當局解決一些頭痛的問題。這就是我接下來三年要完成的事情。”張尊國說。

附：

　　張尊國，臺灣大學生物環境系統工程學系教授。臺灣大學土木工程學士，美國普渡Purdue大學環境工程博士。歷任臺灣大學農工系教授、臺灣大學農工系主任、臺灣大學生物資源暨農學院副院長、農業工程學報(EI期刊)主編、同濟會全國十大杰出農業專家，現任國立臺灣大學生物環境系統工程學系教授。專長，土壤污染調查與整治、生態工程、水土資源經營管理、環境保護與永續發展。