豬飼料中重金屬對豬糞有機肥的影響

張輝，李文鳳，趙盈盈，張井

(溫州市農業科學研究院，浙江 溫州 325006)

我國生豬養殖業發展迅速，據統計，我國生豬存欄量已超過世界總量的50%[1]。生豬糞便產生量巨大，為更好地資源化利用，大量糞便應用到農業生產。在生豬養殖過程中，為了提高飼料利用率，促進生豬生長發育，降低養殖成本，較多規模化養殖場在飼料中添加Cu、Zn等重金屬微量元素[2]。微量元素作為營養性添加劑，適當添加可以促進動物生長，過量添加則會在動物肝、腎等器官中蓄積[3-4]。重金屬微量元素添加劑被豬攝取后，由于生物利用率有限，除部分積蓄在體內以外，大部分以糞便的形式排出[5-6]。畜禽糞便因來源廣、成本低廉，且含有豐富的有機質及氮、磷、鉀等元素，被廣泛用于有機肥生產中。畜禽糞便中殘留的重金屬會向農田土壤遷移并累積[7-8]，長期使用含重金屬的糞便有機肥極大地污染了農田土壤環境[9]，進而對農作物質量安全產生影響。本研究檢測了溫州規模化生豬養殖場在生豬養殖不同階段飼料和豬糞中重金屬含量，以期為有機肥中重金屬限量標準的制定提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

飼料及豬糞采自溫州3家規模化生豬養殖場。硝酸、雙氧水購自蘇州晶瑞化學股份有限公司；MARSX微波消解儀購自美國培安公司；AFS-9130原子熒光儀購自北京吉天儀器有限公司；ICE3500原子吸收分光光度計購自美國賽默飛世爾科技公司。

1.2 樣品制備

飼料及豬糞自然晾干后采用四分法分開，用粉碎機粉碎后備用。

1.3 檢測方法

樣品采用微波消解法進行前處理。稱取樣品1 g左右于微波消解罐中，加入8 mL硝酸，浸泡過夜，次日放于加熱架上120 ℃預熱30 min，待無煙霧后停止加熱，冷卻至室溫后加2 mL雙氧水，擰緊消解罐蓋子放于微波消解儀中按程序進行消解。微波消解后，120 ℃下趕酸至黃色煙消失，用超純水定容，待上機檢測。

砷、汞檢測采用原子熒光法：載液為5%鹽酸，還原劑為0.5%氫氧化鉀+1%硼氫化鉀，負高壓280 V，燈電35 mA，觀測高度8 mm，讀數時間10 s，延遲時間1 s，載氣流量300 mL·min-1,屏蔽氣流量900 mL·min-1。

銅、鋅、鉻檢測采用火焰原子吸收法：夾縫設置0.2 nm，空氣壓力0.25 MPa,乙炔壓力0.05 MPa,燈電流2.0 MA,銅元素波長324.8 nm，鋅元素波長213.93 nm，鉻元素波長357.90 nm。

鉛、鎘檢測采用石墨爐原子吸收法：通帶寬度1.3 nm，燈電流7.5 mA，氬氣流量200 mL·min-1,進樣量20 μL。元素測定波長為283.3 nm，0～100 ℃干燥20 s, 700 ℃灰化20 s, 2 000 ℃原子化5 s, 2 700 ℃清除3 s。鎘元素測定波長為228.8 nm，80～100 ℃干燥20 s, 500 ℃灰化20 s, 1 500 ℃原子化5 s, 2 600 ℃清除3 s。

2 結果與分析

2.1 不同階段飼料中重金屬含量

不同階段飼料中重金屬砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅的含量見表1。研究發現，對照《GB 13078—2017 飼料衛生標準》的要求，配合飼料中總砷、總汞、鉛、鎘、鉻最高限量分別為2、0.1、5、0.5、10 mg·kg-1。在抽檢的飼料中，上述重金屬均未超標。

對照《中華人民共和國農業部公告 第2 625號》，仔豬(≤25 kg)配合飼料中銅元素最高限量為125 mg·kg-1，其他階段豬飼料中銅元素最高限量為25 mg·kg-1。仔豬(≤25 kg)配合飼料中鋅元素最高限量為110 mg·kg-1，但在仔豬斷奶后前2周特定階段，允許在此基礎上使用氧化鋅或堿式氯化鋅至1 600 mg·kg-1(以鋅元素計)，母豬飼料中鋅元素最高限量為80 mg·kg-1，其他階段豬飼料中鋅元素最高限量為100 mg·kg-1。

表1 飼料中砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅含量

2.2 不同階段豬糞中重金屬含量調查

豬糞是農民常用的有機肥，對照《NY 525—2012 有機肥料》的要求，有機肥中砷、汞、鉛、鎘、鉻的最高限量(以烘干基計)分別為15、2、50、3、150 mg·kg-1。不同階段豬糞中重金屬砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅的含量見表2。各階段豬糞中砷、汞、鉛、鎘、鉻含量均未超標，且處于較低水平。我國暫無有機肥中銅、鋅的限量標準，對照德國《腐熟堆肥中部分重金屬限量標準》的要求，銅、鋅含量最高限量值分別為100、400 mg·kg-1。研究發現，豬糞中銅元素含量超標6～15倍，鋅元素含量超標最低2倍，最高竟達到近60倍。對照《GB 4284—84農用污泥中污染物控制標準》的要求，銅及其化合物(以Cu計)最高容許量分別為：酸性土壤(pH值<6.5)≤250 mg·kg-1，中性及堿性土壤(pH值≥6.5)≤500 mg·kg-1；鋅及其化合物(以Zn計)最高容許量分別為：酸性土壤(pH值<6.5)≤500 mg·kg-1，中性及堿性土壤(pH值≥6.5)≤1 000 mg·kg-1。參考此標準，豬糞中銅超標2.6～6倍，鋅超標2～47倍。

3 討論

隨著規模化、集約化生豬養殖的發展，為加快生豬生長速度，降低養殖成本，飼料重金屬添加劑的使用越來越廣泛。飼料中添加重金屬元素在促進畜牧業發展的同時，也給環境帶來了安全隱患。目前，我國多地自然環境受到重金屬的污染，重金屬中毒事件屢見不鮮。重金屬具有無法被生物降解、難以遷移、富集性等特性，水體、土壤、農作物等一旦受到污染很難修復，治污代價大。控制重金屬使用，降低飼料中重金屬添加量，健全有機肥重金屬相關限量標準是治理重金屬污染的首要措施。

表2 豬糞中砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅含量