重慶市市售化肥重金屬含量調查分析

陳景春，易廷輝，陳 麗

（重慶市農業生態與資源保護站，重慶 401121）

重慶市市售化肥重金屬含量調查分析

陳景春，易廷輝，陳 麗

（重慶市農業生態與資源保護站，重慶 401121）

采樣調查了重慶市市售化肥中主要重金屬的含量，結果表明：化肥中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn中位值分別為0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9、22.5 mg/kg；不同種類化肥中8種重金屬含量存在極顯著差異（P＜0.01）；此次調查抽取的128個市售化肥樣本超標率為7.81%，其中磷肥超標率最高，為12.50%；復合（混）肥次之，為8.79%；氮肥和鉀肥未出現超標；從重金屬指標來看，Zn超標率最高，為4.69%；Cu次之，為2.34%；第三是As、Ni，均為0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出現超標。

化肥；重金屬；調查；重慶

農業生產對肥料的需求必不可少[1]，肥料尤其是化肥在增加作物產量、提高品質和保證糧食安全方面起到了不可替代的作用[2]。但是，部分化肥因生產工藝限制存在重金屬殘留風險[3]。施用重金屬含量過高的肥料將直接增加土壤中重金屬的累積量[4-6]，這是土壤重金屬含量超標的一個主要原因[7-8]。由于進入土壤—植物系統中的重金屬可通過食物鏈富集，濃縮、放大后危害人體健康[9]。因此，掌握市售化肥中重金屬含量狀況對肥料的科學施用、土壤重金屬污染防治、提升農產品品質和保障人體健康具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 肥料樣品的采集與處理

2015～2016年在對重慶市各區縣市售化肥進行全面調查的基礎上，依據化肥種類、生產廠商、品牌、產地、養分含量等在化肥銷售點進行逐一抽樣，共計采集128個樣品，其中氮肥、磷肥、鉀肥和復合（混）肥樣品分別為14、16、7和91個，涉及66個化肥生產廠商。抽樣按照復混肥料（復合肥料）（GB 15063—2001）的規定進行，樣品研磨后過0.18 mm篩后，密封于卡口袋中存儲備用。

1.2 重金屬測定方法

參照肥料 汞、砷、鎘、鉛、鉻含量的測定（NY/ T 1978—2010）進行樣品分析，Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr含量采用原子吸收光譜法測定，Hg、As用原子熒光光譜法測定。Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr、Hg、As的方法檢出限分別為0.5、0.002、0.2、0.2、0.2、0.2、0.004、0.01 mg/kg。該研究在樣品測定過程中以樣本數的10%為比例采用平行試驗和加標回收試驗進行分析質量控制，加標回收率在90%～l10%之間，相對標準偏差均＜10%。

1.3 評價標準

對于Pb、Cd、Hg、As、Cr，參照肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態指標（GB/T 23349—2009）限量值進行評價。由于Cu、Zn、Ni無國家限量標準，參照相關研究[10]，按照土壤環境質量標準（GB 15618—1995）中的二級標準（pH值＜6.5情況且Cu以農田限量為準）進行評價。Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni在化肥中的限量值分別為200、10、500、5、50、50、200和40 mg/kg。

1.4 統計分析

統計分析采用SPSS 22.0軟件進行。數據正態性檢驗采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）檢驗；不同類型肥料重金屬含量均值比較采用Kruskal-Wallis（K-W）檢驗，由于SPSS未提供上述檢驗的續后檢驗，續后檢驗參考Siegel與Castellan提供的方法[11]進行。所有統計檢驗的顯著性界限水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 市售化肥中重金屬含量統計特征

從表1中可以看出，市售化肥中8種重金屬含量偏度和峰度分別在0.948～5.822和1.403～42.281之間，屬正偏—尖峰態分布，K-S檢驗結果表明不屬于正態分布和對數正態分布（P＜0.05），應以中位值和四分位差表示均值和離散狀況。Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr和Zn含量的中位值分別為0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5 mg/kg，與評價標準相比，均低于限量值；各重金屬元素含量按照中位值由高至低排序依次為Zn＞Pb＞Cr＞Ni＞As＞Cu＞Cd＞Hg。一般地，變異系數＜10%時，為弱變異性；＞100%時，為強變異性；位于二者之間是中等變異性[12]。從變異系數來看，Pb、Ni、Cr屬中等變異，其他重金屬為強變異，表明不同肥料間Cd、Hg、As、Cu、Zn含量差異較大。

2.2 不同種類化肥中重金屬含量統計特征

表1 重慶市市售化肥重金屬含量統計特征（n=128）

由不同種類化肥統計結果（表2）可知，重金屬在化肥中的平均含量，除Ni、Pb表現為磷肥＞鉀肥＞復合（混）肥＞氮肥外，其他6種重金屬均呈現磷肥＞復合（混）肥＞鉀肥＞氮肥的規律。K-W檢驗結果表明，不同種類化肥中8種重金屬含量存在極顯著差異（P＜0.01），續后檢驗結果進一步指出，As、Cd、Zn含量表現為為磷肥、復合（混）肥＞鉀肥、氮肥，Cr、Cu含量表現為磷肥＞復合（混）肥＞鉀肥、氮肥，Ni含量表現為磷肥＞鉀肥、復合（混）肥＞氮肥，而Pb、Hg的情況較為復雜，總體表現為磷肥＞復合（混）肥、鉀肥＞氮肥。

2.3 不同種類化肥中重金屬含量評價

由表3可知，此次調查抽取的128個市售化肥樣本中有10個出現重金屬超標，超標率為7.81%。從化肥種類來看，磷肥超標率最高，為12.50%；復合（混）肥次之，為8.79%；氮肥和鉀肥未出現超標。從重金屬指標來看，Zn超標率最高，為4.69%；Cu次之，為2.34%；第三是As、Ni，均為0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出現超標。

3 結論與討論

調查結果顯示，重慶市市售化肥樣品中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn等重金屬含量的均值分別為0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5 mg/kg；不同種類化肥中8種重金屬含量的差異極顯著，As、Cd、Zn含量表現為為磷肥、復合（混）肥＞鉀肥、氮肥，Cr、Cu含量表現為磷肥＞復合（混）肥＞鉀肥、氮肥，Ni含量表現為磷肥＞鉀肥、復合（混）肥＞氮肥，而Pb、Hg的情況較為復雜，總體表現為磷肥＞復合（混）肥、鉀肥＞氮肥；此次調查抽取的128個市售化肥樣本超標率為7.81%，其中磷肥超標率最高，為12.50%；復合（混）肥次之，為8.79%；氮肥和鉀肥未出現超標；從重金屬指標來看，Zn超標率最高，為4.69%；Cu次之，為2.34%；第三是As、Ni，均為0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出現超標。

化肥中重金屬含量的高低與其生產原料和工藝密切相關[13]。根據此次調查，重慶市農業生產中使用的氮肥主要是尿素，其次為碳酸氫銨，以NH3、CO2等為原料經化工合成，重金屬含量最低；鉀肥主要為氯化鉀，原料絕大多數是水溶性的鉀鹽礦[14]，生產工藝有冷分解—浮選法、反浮選—冷結晶法、熱熔結晶法等[15]，由于生產原料中含有一定的重金屬，導致肥料中重金屬含量略高[3]；磷肥主要為過磷酸鈣，屬礦質磷肥，通過酸法用硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸分解磷礦石而制成[10]，因其特殊的加工工藝及原料中含有Cr、Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu、Ni等多種重金屬和有害雜質，加工后仍有一部分保留在肥料中，導致重金屬含量較高[16]，較為突出的是Cd[17]。復合（混）肥通常是在不同單質肥料的基礎上制得，由于磷肥等的混合會帶入部分重金屬，因此其重金屬含量一般相對高于單純的氮肥和鉀肥。

表2 重慶市市售不同種類化肥重金屬含量統計

表3 重慶市市售化肥重金屬含量評價結果（%）

此次調查結果顯示，重慶市市售化肥總體超標率雖然不高，且Cd、Hg、Pb、Cr含量未出現超標，但是個別化肥廠商生產的磷肥中Cd、Hg含量分別高達1.092、4.174 mg/kg，遠超過土壤環境質量標準（GB15618—1995）中的二級標準。在實際化肥施用時，為了便于作物吸收N、P、K養分，一般將化肥施于作物根系附近，可能引起土壤局部重金屬含量過高，從而導致農產品中重金屬含量也超標。同時，施肥對作物重金屬含量的影響還與時間尺度有關，有關研究結果指出，長期施肥影響了小麥和水稻中Cu、Pb、Cr、Cd的含量，長期施肥后小麥和水稻籽粒中的Pb、Cr、Cd含量均明顯增加[18]，其中Pb、Cr含量都超過了國家食品衛生標準，施磷處理水稻籽粒中Cd含量也嚴重超標。另外，長期施用化肥還會加速土壤酸化[19]。土壤的pH值每下降一個單位，Cd的生理活性就會增加近100倍，其結果必然導致農產品中Cd超標[20]。因此，應以化肥重金屬含量水平為基礎，綜合考慮施肥方式、施肥時間及對土壤pH值的影響等因素，充分評價化肥施用對土壤重金屬含量的影響，方可確保我國農業的可持續發展和農產品質量安全。

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（責任編輯：成 平）

Investigation of Heavy Metal Concentrations of Commercial Fertilizers in Chongqing

CHEN Jing-chun，YI Ting-hui，CHEN Li
（Chongqing Agricultural Ecological Environment & Recources Protection Station, Chongqing 401121, PRC）

An investigation of heavy metal concentrations in commercial fertilizers was conducted in Chongqing. The results were as follows: the median content of Cd, Hg, As, Cu, Pb, Ni, Cr and Zn in chemical fertilizer samples was 0.092, 0.029, 4.84, 2.9, 20.0, 11.6, 13.9 and 22.5 mg/kg, respectively. The difference of heavy metal content among different kinds of chemical fertilizer was statistically signifcant (P＜0.01). The above target rate of the 128 commercial fertilizers in the survey was 7.81%, the highest rate of phosphate fertilizer was 12.50%. Compound (mixed) fertilizer was second, 8.79%; Nitrogen and fertilizer did not exceed the standard, Zn has the highest bid rate of 4.69%. Cu second, 2.34%. The third is As and Ni, which are 0.78%. Cd, Hg, Pb, Cr have not been exceeded, according to the heavy metal index.

fertilizer; heavy metal; investigation; Chongqing

S14-31

：A

：1006-060X（2017）06-0041-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.006.013

2017-04-27

陳景春（1977-），男，重慶市人，高級農藝師，主要從事農業環境監測與保護研究。