浙江省商品有機肥及其原料中的銅、鋅含量調查

沈月，陸若輝，婁烽

(浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

近年來，黨中央、國務院高度重視土壤污染防治工作。其中，增施有機肥就是維持農業生態系統物質和能量平衡的重要措施之一。畜禽糞便一直是有機肥料的主要來源。為了防治畜禽疾病、促進畜禽生長、提高飼料利用率，一些微量元素，如Cu、Zn等被廣泛添加到畜禽飼料中，而畜禽對這些微量元素的吸收利用率極低，大部分會累積到糞便當中[1-3]。據報道，每年大約有10萬t未被動物利用的微量元素隨糞便進入環境[4]，及由其加工而成的有機肥料當中。研究表明，有機肥具有降低污染土壤重金屬毒性等作用，但大量施用也可能會加劇土壤中重金屬的積累[5-6]。近些年，部分學者已對我國有機肥樣品中的重金屬情況進行了一些調查分析[3,7-8]，為全國的土壤污染防治打下了基礎。本調查擬在土壤防治的關鍵節點，掌握浙江省商品有機肥及其原料中重金屬Cu和Zn的含量變化，以期為相關工作的開展提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2019年從浙江省10個地級市的企業和市場中抽取220份商品有機肥檢測樣品和100份原料樣品，并將其結果與2013年已有的有機肥樣品數據進行比較分析。

1.2 儀器與儀器條件

Thermo ICAP6000型電感耦合等離子發射光譜儀，美國Thermo Fisher Scientific。射頻(RF)發生器，射頻功率1 150 W，輔助氣流量0.5 L·min-1，觀察高度12 mm，分析泵速50 r·min-1。銅和鋅的分析波長分別為324.754 nm和213.857 nm。

1.3 試劑

分別配制質量濃度為1 000 mg·L-1的銅、鋅標準儲備液。分別吸取銅、鋅標準儲備液0、0.50、1.00、2.00、4.00、10.00 mL于6個100 mL容量瓶中，加水定容，混勻，獲得銅、鋅質量濃度分別為0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0 μg·mL-1的系列混合標準溶液。

1.4 重金屬含量檢測

準確稱取1～5 g(精確至0.1 mg)樣品置于400 mL高型燒杯中，加入30 mL鹽酸和10 mL硝酸，蓋上表面皿，在電熱板上徐徐加熱，等激烈反應結束后，移開表面皿繼續加熱，使溶液蒸發至近干。冷卻后，加入50 mL(1+5)鹽酸市售鹽酸1體積加5體積水混合而成溶液，加熱溶解，冷卻后轉移到250 mL容量瓶中，稀釋定容后過濾待用。同時，做空白實驗。

依照NY 525—2012《有機肥料》規定的重金屬測定方法檢測樣品中Cu、Zn含量。

2 結果與分析

2.1 商品有機肥中的Cu、Zn含量

如表1所示，調查的商品有機肥樣品中Cu、Zn含量差異很大，銅、鋅含量分別為1.3～1 047.1、13.9～2 083.9 mg·kg-1，平均值分別為143.9、556.2 mg·kg-1。

表1 調查的商品有機肥樣品銅、鋅含量 單位：mg·kg-1

本文將上述結果與2013年有機肥樣品數據進行對比分析。如圖1、表1所示，2019年的調查結果中，Cu含量低于100 mg·kg-1的占58.2%，大于2013年的37.1%，高于500 mg·kg-1的占4.5%，遠小于2013年的23.8%，最大值(1 047.1 mg·kg-1)和均值(143.9 mg·kg-1)也遠小于2013年的2030.0 mg·kg-1和318.1 mg·kg-1。如圖2所示，2019年Zn含量低于400 mg·kg-1的占52.7%，大于2013年的45.7%，高于1 000 mg·kg-1的占17.7%，小于2013年的23.5%，最大值(2 083.9 mg·kg-1)和均值(556.2 mg·kg-1)也遠小于2013年的3 719.9 mg·kg-1和811.7 mg·kg-1。將2019年與2013年的調查數據相比，浙江省商品有機肥樣品中的Cu、Zn含量明顯降低，Cu的平均含量下降了一半多，這可能跟養殖場的規范養殖和監管力度提升有關。

圖1 2013與2019年浙江省商品有機肥中 Cu含量區間分布

目前我國尚未規定有機肥料中的銅、鋅限量標準。德國關于堆肥中銅和鋅的最高限量分別為100、400 mg·kg-1，若依此標準，則2019年調查的商品有機肥中銅、鋅的超標率分別為41.8%和47.3%，相較于2013年有所下降，但超標率還是比較高的。

圖2 2013與2019年浙江省商品有機肥中 Zn含量區間分布

2.2 商品有機肥原料中的Cu、Zn含量

如表2所示，不同種類的商品有機肥原料中Cu、Zn含量均差異很大，但均以豬糞中含量最高(平均值分別為498.3、1 295.4 mg·kg-1，依照德國關于堆肥中Cu和Zn最高限量分別為100、400 mg·kg-1的規定計，其超標率均在80%以上)。豬糞中的Cu含量分別較雞糞、牛糞、羊糞、混合類和渣類(如菌菇渣、山核桃殼等)的平均值高2.8、3.8、3.2、1.0、11.1倍，Zn含量分別較雞糞、牛糞、羊糞、混合和渣類的平均值高1.4、3.0、8.9、1.1、15.5倍。混合類因多數都混合有豬糞，所以其Cu、Zn的含量也相對較高。總體來看，畜禽糞便中，豬糞和雞糞中的Cu、Zn含量平均值比牛糞和羊糞高，推測其原因是牛和羊的飼養過程中飼料添加劑使用較少。非糞便類原料(渣類)中的Cu、Zn含量僅分別為41.2、78.3 mg·kg-1，遠小于畜禽糞便類原料。

表2 商品有機肥原料中的Cu、Zn含量

3 小結

于2019年對浙江省部分商品有機肥樣品中的u、Zn含量進行檢測，結果顯示，不同樣品中的Cu、Zn含量差異很大，雖然從平均值(Cu 143.9 mg·kg-1，Zn 556.2 mg·kg-1)來看較2013年的調查結果有所下降，但還是比較高的，均超過德國關于堆肥中Cu、Zn的最高限量(100、400 mg·kg-1)。對部分商品有機肥原料樣品進行調查，結果顯示，畜禽糞便類有機肥原料中的Cu、Zn含量較高，其中，以豬糞中的Cu、Zn含量平均值最高。

Cu和Zn雖然是作物生長過程中必需的微量元素，但是需求量并不高，因此，長期施用Cu、Zn含量較高的畜禽糞便類有機肥依然是有一定風險的，因此，有必要進一步研究，并及時掌握商品有機肥中的Cu、Zn含量，準確研判其應用風險。同時，今后也有必要進一步研究畜禽糞污中安全有效的重金屬富集轉化方法，從而降低商品有機肥料中的重金屬含量。