江蘇4種不同原料商品有機肥中8種重金屬的含量

俞浩丹，郁何敏，許雯潔，尹文華，王小治(揚州大學 環境科學與工程學院，江蘇 揚州 225127)

有機肥富含有機質、作物生長必需的養分、有機酸及糖類等物質，具有培肥、改良土壤的功效，是無公害農業、綠色農業和有機農業生產中的主要肥料[1-2]，在現代農業生產中占有極其重要的地位。隨著我國工農業生產的發展，尤其是規?；B殖業的飛速發展，每年產生約38億t的畜禽糞便、9億t的秸稈等有機廢棄物[3]。農用是處理這些有機廢棄物最經濟有效的措施，其中快速堆肥又是高效資源化利用這類廢棄物的重要手段之一[3-4]。由于各種飼料添加劑的使用，畜禽糞便含有較高含量的重金屬，以這些物料堆肥發酵生產的有機肥在作物上使用后，導致重金屬在土壤和作物中積累，會造成農產品和環境污染的風險[5-6]。為了了解目前江蘇省商品有機肥中重金屬的含量狀況，我們采集了江蘇省不同地區不同原料4家具有代表性有機肥廠的商品有機肥樣品，對其中重金屬的含量進行了測定分析，以期為其合理使用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

4個具有代表性的不同原料商品有機肥樣品，于2016年7月分別采自江蘇省南通、南京、江陰、姜堰4個市，南通(NTO)某有機肥企業的主要原料是雞糞，南京(NJI)某有機肥企業的主要原料為中藥渣，姜堰(JYA)某有機肥企業的主要原料是豬糞，江陰市(JYI)某有機肥企業的原料為畜禽糞便混合物。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集

采樣方法按有機肥的采集與處理進行[7]。

1.2.2 樣品處理與測定

將樣品風干后過2 mm篩，置于樣品袋中干燥存放。樣品經過HNO3-HCl消化后[8]，用電感耦合等離子體質譜(ICP/MS)儀測定Cr、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Mo、Ni的含量。

2 結果與分析

2.1 重金屬含量情況

4個商品有機肥樣品重金屬含量的情況見表1。

由表1可見，樣品中重金屬含量從Cd的0.59 mg·kg-1到Zn的569.27 mg·kg-1不等。Cr、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Mo、Ni的平均值分別為28.53、7.82、1.12、8.75、63.75、367.23、3.03和17.93 mg·kg-1，變異系數由大到小依次為Cd、Zn、As、Cr、Pb、Cu、Mo和Ni。其中Cd的變異系數超過100%，說明其變異性較大，其他的變異系數在100%以下，說明其變異性相對較小。

表1 4種商品有機肥樣品重金屬含量的情況

2.2 廠家比較

不同有機肥廠商品有機肥中重金屬含量的情況見圖1。

由圖1可見，NJI有機肥樣品中8種重金屬含量總體水平較高。其中：Cr含量為41.599 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Cr含量的1.72、1.70、1.74倍；As含量為11.699 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中As含量的1.67、1.72、2.04倍；Cd含量為3.102 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Cd含量的13.47、5.55、5.39倍；Pb含量為9.522 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Pb含量的0.815、1.26、1.52倍；Cu含量為80.564 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Cu含量的1.72、1.10、1.47倍；Zn含量為569.267 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Zn含量的2.02、2.20、1.59倍；Mo含量為3.848 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Mo含量的1.62、1.43、1.19倍；Ni含量為21.029 mg·kg-1，分別是NTO、JYA、JYI樣品中Ni含量的1.10、1.29、1.62倍。NTO、JYA、JYI樣品的重金屬含量差異不大，而Nji樣品中重金屬含量與其他3家有機肥廠相比差異較大，結果的差異可能與不同有機肥廠的生產原料不同有關。

圖1 4個有機肥廠商品有機肥中重金屬含量的比較

2.3 重金屬超標情況

中國商品有機肥可分為有機肥料[9]、有機無機復混肥料[10]和生物有機肥[11]。從產品標準來看，僅對Cd、Hg、Pb、As、Cr等5種重金屬含量進行了限量，而對Cu、Zn、Mo、Ni則沒有相應的指標。對比這些重金屬的限量標準可知，5種重金屬限量標準以有機肥料的規定最為嚴格。按中國最嚴格的重金屬限量標準進行對比，本次調查的4家有機肥料廠產品中，除NJI樣品Cd超標(標準值3 mg·kg-1)外，其他重金屬含量均低于標準值。Nji的Cd含量超標0.102 mg·kg-1，超出標準并不多，而相比有機無機復混肥料、生物有機肥的標準(標準值10 mg·kg-1)則未超標。

與加拿大魁北克標準局(BNQ)、加拿大環境部長委員會(CCEM)和加拿大農業及農食品部(AAFC)的堆肥重金屬限量標準[12]進行對照分析，按加拿大堆肥重金屬限量標準(B級)，江蘇省4家有機肥廠生產的有機肥樣品均無超標現象，全部符合加拿大堆肥重金屬限量標準。按加拿大堆肥重金屬限量標準(A級)，NTO、JYA、JYI有機肥樣品中重金屬含量無超標現象，全部符合加拿大堆肥重金屬限量標準；Nji的Zn和Cd存在超標(標準值Zn 500 mg·kg-1，Cd 3 mg·kg-1)，其他重金屬含量符合加拿大堆肥重金屬限量標準。結果說明，江蘇省4家有機肥廠的有機肥產品中重金屬含量基本上達到了加拿大堆肥重金屬限量標準(A級)。

查看歐洲各國對堆肥中重金屬的限量標準[13]，歐洲各個國家對堆肥重金屬含量的要求不同，只有少數國家對堆肥中的As進行限量，丹麥和法國對Cu、Zn、Cr沒有明確規定，丹麥、德國、意大利和荷蘭對Pb、Cd、Hg的限量較為嚴格。與歐洲各國相比，除了NJI的Cd和Zn與有些國家超標外，其他3家有機肥廠產品中的各項重金屬含量指標均符合標準。NJI的Cd含量與丹麥(標準值1.2 mg·kg-1)、德國(標準值1.5 mg·kg-1)、意大利(標準值1.5 mg·kg-1)和荷蘭(標準值2 mg·kg-1)比超標，與比奧地利、比利時、瑞士、法國的標準比為合格的產品；NJI的Zn含量與歐洲各國標準相比，丹麥和法國沒有要求，符合奧地利和比利時標準，超出瑞士(標準值500 mg·kg-1)、德國(標準值400 mg·kg-1)、意大利(標準值500 mg·kg-1)和荷蘭(標準值500 mg·kg-1)的限量標準。

3 小結

抽查4家有機肥廠的產品中只有南京某有機肥廠的產品Cd含量高于有機肥料NY 525—2012中規定的標準、加拿大堆肥重金屬限量標準(A級)和丹麥、德國、意大利、荷蘭堆肥重金屬限量標準，Zn含量高于加拿大堆肥重金屬限量標準(A級)和瑞士、德國、意大利、荷蘭堆肥重金屬限量標準。其他重金屬含量均符合國內外各項標準。

相比用畜禽糞便為主要堆肥原料，用藥渣為主要堆肥原料的堆肥產品中，重金屬含量相對較高，建議藥渣通過添加其他低重金屬含量的物料進行堆肥，以降低有機肥產品中重金屬含量。

相比國內外堆肥產品中各種重金屬限量標準，南通市、姜堰市、江陰市的堆肥產品中各項重金屬含量遠遠低于限量的標準，說明江蘇省這3家堆肥廠的原料安全工藝成熟，處理徹底，能夠達到歐盟進口的要求。

參考文獻：

[1] 薛峰，顏廷梅，楊林章，等. 施用有機肥對土壤生物性狀影響的研究進展[J].中國生態農業學報，2010,18(6):1372-1377．

[2] 程旭艷，王定美，喬玉輝，等. 中國商品有機肥重金屬分析[J]. 環境污染與防治，2012,2(34)：72-76.

[3] 王林云. “干法”處理豬場糞污是適合中國國情的較佳模式[J]．北方牧業，2017(18)：7.

[4] 何加駿，甄若宏，鄭建初.畜禽糞便的循環利用探析[J]．江蘇農業科學，2011,39(4):487-488.

[5] 李書田，劉榮樂.國內外關于有機肥料中重金屬安全限量標準的現狀與分析[J].農業環境科學學報，2006,25(增刊)：777-782.

[6] 劉小嶼，沈根祥，錢曉雍，等. 不同鈍化劑對畜禽糞便有機肥重金屬銅鋅的鈍化作用[J].江蘇農業科學，2017,45(13):209-213.

[7] 鮑士旦. 土壤農業化學分析[M].北京:中國農業科技出版社, 2000.

[8] 黃冬根，廖世軍，章新泉，等. ICP-MS法測定水稻田表層土壤中重金屬元素Zn、Cd、 Pb、Cu、Cr、Mn的研究[J]. 中國環境監測，2005,21(2)：31-34.

[9] 崔勇，楊帆，李榮，等. 有機肥料：NY 525—2012[S/OL].北京：中國農業出版社，2012. http://temp2.jinnong.cn/201101/201267161912727.doc.

[10] 范賓，黃培釧，劉剛，等. 有機-無機復合肥料：GB18877—2009[S/OL].北京：中國農業出版社，2009.http://vdisk.weibo.com/s/Ad35agNn0tiTf.

[11] 沈德龍，李俊，姜昕，等. 生物有機肥：NY 884—2012[S/OL].北京：中國農業出版社，2012.http://www. sxny.gov.cn/templet/xmxiehui/showarticle.jsp?id=91251.