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(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127)

有機肥富含有機質(zhì)、作物生長必需的養(yǎng)分、有機酸及糖類等物質(zhì)，具有培肥、改良土壤的功效，是無公害農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要肥料[1-2]，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的地位。隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，尤其是規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，每年產(chǎn)生約38億t的畜禽糞便、9億t的秸稈等有機廢棄物[3]。農(nóng)用是處理這些有機廢棄物最經(jīng)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(fā)酵生產(chǎn)的有機肥在作物上使用后，導(dǎo)致重金屬在土壤和作物中積累，會造成農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境污染的風(fēng)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(qū)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(jìn)行了測定分析，以期為其合理使用提供理論依據(jù)。

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(yè)的主要原料是雞糞，南京(NJI)某有機肥企業(yè)的主要原料為中藥渣，姜堰(JYA)某有機肥企業(yè)的主要原料是豬糞，江陰市(JYI)某有機肥企業(yè)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(jìn)行[7]。

1.2.2 樣品處理與測定

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

2 結(jié)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(shù)由大到小依次為Cd、Zn、As、Cr、Pb、Cu、Mo和Ni。其中Cd的變異系數(shù)超過100%，說明其變異性較大，其他的變異系數(shù)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(jié)果的差異可能與不同有機肥廠的生產(chǎn)原料不同有關(guān)。

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(biāo)情況

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

與加拿大魁北克標(biāo)準(zhǔn)局(BNQ)、加拿大環(huán)境部長委員會(CCEM)和加拿大農(nóng)業(yè)及農(nóng)食品部(AAFC)的堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)[12]進(jìn)行對照分析，按加拿大堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)(B級)，江蘇省4家有機肥廠生產(chǎn)的有機肥樣品均無超標(biāo)現(xiàn)象，全部符合加拿大堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)。按加拿大堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)(A級)，NTO、JYA、JYI有機肥樣品中重金屬含量無超標(biāo)現(xiàn)象，全部符合加拿大堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)；Nji的Zn和Cd存在超標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果說明，江蘇省4家有機肥廠的有機肥產(chǎn)品中重金屬含量基本上達(dá)到了加拿大堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)(A級)。

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

3 小結(jié)

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

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(chǎn)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(jìn)行堆肥，以降低有機肥產(chǎn)品中重金屬含量。

相比國內(nèi)外堆肥產(chǎn)品中各種重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，南通市、姜堰市、江陰市的堆肥產(chǎn)品中各項重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量的標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到歐盟進(jìn)口的要求。

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