上海市配合飼料中銅、鐵、鋅、錳含量分析及安全性評價

孫國榮,楊海峰,黃志英,王 昇,倪苗娟,王紅梅,白 冰

(上海市農業科學院農產品質量標準與檢測技術研究所,上海201403)

銅、鐵、鋅、錳等金屬元素是動物生長和生產所必需的微量營養性物質。美國NRC、我國的各類飼養標準都推薦了營養需要量。但由于一些金屬元素兼具有抑菌、抗病等促生長作用,飼料中普遍存在超生長所需量添加的現象。為指導飼料企業和養殖單位科學合理使用此類營養性飼料添加劑,提高飼料和養殖產品質量安全水平,保護生態環境,促進飼料產業和養殖業持續健康發展,2009年國家出臺了《飼料添加劑安全使用規范》,對不同類別飼料中營養性添加劑規定了推薦使用量和最高限量。但超出最高限量使用的情況仍較嚴重[1-4]。由于動物飼料中使用的礦物添加劑多為無機鹽類,動物對其的消化利用率極低。絕大部分礦物元素又被排泄到環境中。研究表明,畜禽糞便中的銅、鋅與飼料中銅、鋅含量呈顯著正相關[1-2,5-6],飼料中過高的金屬污染不僅增加了有機肥利用的環境風險[5],而且對養殖場周邊的土壤、水質均造成不同程度的污染[6-7],并可通過食物鏈對農產品、畜產品產生潛在的食品安全隱患[4,6-7]。本研究旨在對上海地區配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的含量進行分析,在此基礎上,對上海地區配合飼料中微量元素的污染情況進行評估,為市場監管、有機肥使用及農產品和環境安全隱患排查提供重要參考依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采集上海市飼料質量監督檢驗站2011年10月—2016年10月上海地區送檢飼料樣品的檢測數據,分析豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料中銅、鐵、鋅、錳的含量。濃縮料、添加劑預混合飼料按照在配合飼料中的添加比例換算配合飼料及精料補充料中各元素的含量。

1.2 檢驗方法

樣品檢驗依據GB∕T 13885—2003《動物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定》。具體方法如下：全價配合飼料、濃縮料、精料補充料粉碎后過40目篩,先在電爐上碳化至無煙,轉移到550℃ 茂福爐中灰化3 h,冷卻后用鹽酸溶解后過濾、定容至50 mL,添加劑預混合飼料直接用鹽酸溶解后過濾、定容至50 mL,然后用火焰原子分光光度計進行銅、鐵、鋅、錳含量的測定。銅、鐵、鋅、錳的測量波長分別為324.4 nm、248.3 nm、279.5 nm、213.8 nm。

1.3 主要儀器和試劑

美國安捷倫公司AA-240型火焰原子分光光度計。鹽酸為分析純,水符合GB∕T6682三級用水。

1.4 數據統計及安全性評價

采用SPSS 17.0軟件進行統計分析。

安全性評價采用單因子污染指數法、內梅羅污染綜合指數法[7]。

單因子污染指數法：

式中：Pi為i污染物的單項污染指數;Ci為i污染物的實際測量值;Si為i污染物的評價標準[8](農業部公告第1224號-“飼料添加劑安全使用規范”中同種畜禽限量值的最高值)。

內梅羅綜合污染指數法：

式中：P綜合為多個污染物的綜合污染指數為污染物中最大單因子污染指數的平方各污染物的單因子污染指數平均值的平方。

等級 綜合污染指數 污染程度 污染水平1 P綜合≤0.7 安全 清潔0.7＜P綜合≤1.0 警戒線 尚清潔3 2 1.0＜P綜合≤2.0 輕度污染 開始污染4 2.0＜P綜合≤3.0 中度污染 一定程度污染5 P綜合＞3.0 重度污染 嚴重污染

2 結果與分析

2.1 配合飼料中銅、鐵、鋅、錳含量分析

2.1.1 配合飼料中銅的含量

配合飼料中銅含量統計結果見表1。結果表明,上海地區飼料中銅的平均含量為80.08 mg∕kg,眾數為 120 mg∕kg,最大值為 1 785 mg∕kg。

豬全價配合料中銅含量最高,平均為101.54 mg∕kg,其次為牛精料補充料和雞全價配合飼料,分別為29.01 mg∕kg、15.55 mg∕kg,其中豬全價配合飼料銅含量是農業部公告第1224號推薦量的10.2倍。豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料銅含量的極大值分別為1 785.00 mg∕kg、155.00 mg∕kg、99 mg∕kg,是農業部1224公告限量值的8.93倍、4.43倍、2.83倍。

牛精料補充料銅含量的超標率最高,達24.7%,其次為豬全價配合飼料,為6.4%,最低為雞全價配合飼料,超標率為3.8%。

表1 配合飼料中銅的含量Table 1 Copper level in the compound feed

2.1.2 配合飼料中鐵的含量

配合飼料中鐵的統計結果見表2。結果表明,上海地區生產配合飼料中鐵的平均含量為175.92 mg∕kg,眾數為 156 mg∕kg,最大值為 2 730 mg∕kg。

配合飼料中鐵含量從高到低依次為豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料,分別為 190.92 mg∕kg、128.75 mg∕kg、56.31 mg∕kg。 豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料鐵含量的極大值分別為2 730.00 mg∕kg、800.00 mg∕kg、144.00 mg∕kg,是農業部公告第1224 號限量值的3.16 倍、1.07 倍、0.19 倍。

配合飼料中鐵的超標率相對較低,不高于1.3%,從高到低依次為雞、豬、牛飼料。

表2 配合飼料中鐵的含量Table 2 Iron level in the compound feed

2.1.3 配合飼料中鋅的含量

配合飼料中鋅含量的統計結果見表3。結果表明,配合飼料中鋅的平均含量為146.83 mg∕kg,眾數為120 mg∕kg,最大值為 3 900 mg∕kg。

豬全價配合飼料中鋅含量最高,為108.82 mg∕kg,其次為牛精料補充料,為105.56 mg∕kg,最低為雞全價配合飼料。豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料中鋅的極大值依次為3 900 mg∕kg、320 mg∕kg、390 mg∕kg,分別是最高限量值的19.5倍、2.13倍、2.6倍。

配合飼料中鋅的超標率較高,為14.1%,其中豬全價配合飼料和牛精料補充料超標嚴重,超標率分別為19.2%和16.5%,雞全價配合飼料的超標率最低,為1.8%。

2.1.4 配合飼料中錳的含量

配合飼料中錳的統計結果見表4。結果表明,配合飼料中錳的平均含量為79.24 mg∕kg,眾數為60.00 mg∕kg,最大值為 1 260 mg∕kg。

雞全價配合飼料中錳含量為 122.54 mg∕kg,其次為牛精料補充料和雞全價配合飼料,分別為70.70 mg∕kg和 65.72 mg∕kg。 豬、雞全價配合飼料、牛精料補充料中錳的極大值依次為 800 mg∕kg、1 260 mg∕kg、160 mg∕kg,分別是最高限量值的 5.33 倍、8.40 倍、1.07 倍。

配合飼料錳含量的超標率為3.7%,其中雞全價配合飼料中錳含量超標率為10%,豬全價配合飼料、牛精料補充料超標率相對較低,分別為1.8%和1.1%。

表4 配合飼料中錳的含量Table 4 Manganese level in the compound feed

2.2 配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的安全性評價

配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的安全性評價結果見表5。結果表明,配合飼料中污染指數最高為鋅,其次為錳和銅,最低為鐵。其中：豬全價配合飼料中鋅元素的單項污染指數最高,為1.23,屬于輕度污染;雞全價配合飼料中錳元素的單項污染指數為0.82,污染程度均達到安全警戒線水平;牛精料補充料中銅元素的污染指數為0.83,污染程度均達到安全警戒水平;配合飼料鐵元素的單項污染指數均低于0.7,處于安全水平。

配合飼料銅鐵鋅錳綜合污染指數為0.78,達到污染警戒線水平,豬全價配合飼料的綜合污染指數最高,為0.97,污染程度達警戒線,雞全價配合飼料、牛精料補充料綜合污染程度相對較小,處于安全水平。

表5 配合飼料中Cu,Fe,Zn,Mn的安全性評估Table 5 Safety evaluation of Cu,Fe,Zn,Mn in compound feed

3 討論

參照我國農業部公告第1224號,上海地區配合飼料中銅、鐵、鋅、錳均有不同程度超標,主要以鋅、錳、銅污染為主,鐵的污染相對較小,其中豬配合飼料中鋅的污染最為嚴重,其次為牛配合飼料中的銅和雞配合飼料中的錳,應引起高度重視。

3.1 豬、雞配合飼料中銅、鋅污染

農業部公告第1224號對銅、鋅的使用給出了限量規定,但超標使用的情況仍非常普遍。華北、華東、廣東、江西、四川等地區或省市豬、禽配合飼料中銅、鋅、隔、鉛、釩等均有不同程度的超標,尤以銅、鋅最為普遍[2-4,7,9]。本研究結果得出了相似的結果。上海地區豬、雞配合飼料中鋅的極大值分別是最高限量值的19.5倍、2.13倍,其中豬配合飼料中鋅的單項污染指標超過1,已屬于輕度污染狀態;豬、雞配料中銅的極大值是最高限量值的8.93倍、4.43倍,單項污染指數均較高,說明上海地區飼料中高銅、高鋅現象確實普遍存在。但與以往研究銅、鋅超標率均較高不同,上海地區豬、雞配合飼料中銅、鋅超標率相對較低,這可能與上海地區飼料監管力度較大有關。上海市在年度備案、審查、批文、免稅監測等環節均包括對GB 13078—2001和農業部公告第1224號執行情況的抽查,除此之外,上海市農委每年對飼料企業進行不定期抽檢,抽檢項目多包含國家法規要求。

在現代規模化養殖模式下,飼養密度大,養殖周期短,養殖環境變差,交叉污染嚴重,造成飼養動物,尤其是集約化程度較高的豬雞對動物疫病的控制力弱,不得不依靠重金屬超量添加和抗生素等藥物頻繁使用來維持較高的生產效率,這可能是單胃動物飼料中金屬元素容易超標的主要原因。

3.2 牛配合飼料中銅、鋅污染

和長期普遍關注豬、雞飼料不同,奶牛、肉牛等反芻動物飼料中重金屬污染的調查分析報道相對較少。李成會等[10]2011年報道,唐山地區的奶牛飼料中鐵、銅、鋅均較高。王飛等[2]的研究同樣表明,肉牛飼料中重金屬超標率大于雞,僅次于豬。本研究得出了相似的結果。上海地區牛精料補充料中銅、鋅含量的超標率高于豬、雞,分別達24.7%和19.2%,而且銅的單項污染指數達到0.83,污染程度達到安全警戒線。說明反芻動物飼料同樣存在銅、鋅等重金屬元素超標使用情況,時態不容樂觀,應該引起足夠重視。

與豬雞飼料銅、鋅超量添加的原因不同,肉牛、奶牛等反芻動物中大量添加微量金屬元素可能與其的特殊作用有關。微量元素缺乏可能導致蹄病的發生,降低繁殖機能[11-14]。飼糧中添加銅、鐵、鋅極顯著提高牛的平均日增重和飼料轉換效率[15]。此外,某些反芻動物對特定重金屬有較高的耐受性,不易出現中毒癥狀[13],這也是導致飼料中銅、鐵、鋅、錳大量添加的原因之一。

3.3 雞配合飼料中錳污染

目前關于重金屬污染的報道多集中于銅、鋅、鉛、鎘、汞等,關于鐵、錳等關注較少。本次研究表明,有10%雞飼料中錳的含量高于農業部公告第1224號最高限量值(150 mg∕kg),安全性評價結果顯示,雞飼料中錳的單項污染指標僅低于豬料中鋅的污染,污染程度已達到安全警戒水平。這與原澤鴻等[3]的報道一致。原澤鴻等研究表明,四川省產蛋高峰期配合飼料、產蛋前期配合飼料中錳含量均高于我國農業行業標準《雞飼養標準》(2004年9月1日實施)推薦的蛋雞營養需要量。說明高錳在雞配合日糧中不是個例。