我國不同肥料品種中砷、鉻、鉛、鎘、汞和鉈的含量與評價(jià)

摘要： 【目的】研究我國不同肥料品種中砷（As）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg） 和鉈（Tl） 的含量及污染程度，為了解我國肥料安全現(xiàn)狀，減輕重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，保障糧食安全提供支撐。【方法】本研究中采集氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥料、摻混肥料和其他肥料共6 類17 種代表性肥料樣品400 個(gè)。采用GB/T 23349—2020《肥料中砷、鎘、鉻、鉛、汞含量的測定》規(guī)定的方法檢測了肥料中As、Cd、Pb、Cr、Hg 和Tl 6 種重金屬的含量，同時(shí)采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價(jià)了重金屬的污染程度。【結(jié)果】所檢測的400 個(gè)樣本中共有11 個(gè)樣本出現(xiàn)重金屬超標(biāo)情況，超標(biāo)率為2.75%。6 類肥料中有3 類出現(xiàn)超標(biāo)樣品，超標(biāo)率由高到低分別為磷肥、其他肥料和復(fù)合肥料；6 類重金屬中僅Cr 未出現(xiàn)超標(biāo)情況。綜合單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果顯示，6 類肥料大類中磷肥達(dá)到輕度污染等級，磷肥的6 種重金屬的單因子污染指數(shù)處于較高水平，其中Hg 的單因子污染指數(shù)達(dá)到1.5，達(dá)到輕度污染等級。【結(jié)論】依據(jù)我國現(xiàn)行的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 38400—2019《肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求》，除磷肥外，我國其他肥料總體質(zhì)量較好，重金屬超標(biāo)率較低，農(nóng)田施用安全。磷肥、復(fù)合肥料和其他肥料中Hg、As 和Tl 主要來源于生產(chǎn)原料，肥料生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免原料中重金屬的引入。

關(guān)鍵詞： 肥料； 重金屬； 含量標(biāo)準(zhǔn)； 單因子污染指數(shù)； 梅內(nèi)羅綜合污染指數(shù)

肥料是保障全球糧食和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)、消除人類饑餓危機(jī)的重要生產(chǎn)資料之一。我國是世界上最大的肥料生產(chǎn)國和消費(fèi)國，肥料產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要支撐，是關(guān)系國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)。肥料產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展以及產(chǎn)品的安全合理使用，關(guān)系到國家糧食安全和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種肥料廣泛生產(chǎn)和施用，一些生產(chǎn)原料如磷礦石本身含有的雜質(zhì)以及生產(chǎn)流程的污染，使得磷肥中常含有各種污染物質(zhì)[1]。也有一些廠家將含有有害物質(zhì)的工業(yè)廢棄物作為肥料加工原料，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境和人身安全，由肥料污染帶來的食品安全和土壤污染問題有惡化的趨勢，尤其是重金屬污染[2?3]。因此，肥料安全是食品安全的源頭保證，把好肥料質(zhì)量安全關(guān)是食品安全的前提和基礎(chǔ)。

肥料中砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、汞（Hg） 和鉈（Tl） 等重金屬污染物隨肥料進(jìn)入土壤后會被植物吸收，從而通過食物鏈間接或者直接影響動物以及人類的健康，影響到居民的“餐桌”安全[ 4 ]，從而對人們的身體健康造成危害，并引發(fā)一系列疾病[5?6]，如日本的“水俁病”、湖南的“鎘大米”等重金屬事件，都引起了人們對重金屬污染的強(qiáng)烈關(guān)注。由于重金屬的隱蔽性、潛伏性、易積累、不易降解的特點(diǎn)，嚴(yán)格控制肥料中各種有毒有害重金屬的含量尤為重要。研究表明，全國不同地區(qū)5 種水溶性肥料中砷、鎘、鉻、鉛、汞均有超標(biāo)，其中鎘超標(biāo)率最高，含量最高達(dá)4953 mg/kg[ 7 ]。另有研究[ 8 ]表明，我國212 個(gè)堆肥樣品中砷的超標(biāo)率達(dá)到了13.7%，鎘的超標(biāo)率達(dá)到了2 . 4 %。朱建華等[ 9 ]對上海市331 個(gè)有機(jī)肥料樣品重金屬進(jìn)行分析檢測，砷、鎘、鉻的超標(biāo)率分別為18.64%、5.42% 和0.34%。在這些重金屬污染物中，鉈[10]是一種劇毒物質(zhì)，其毒性超過了鉛和汞，被我國列入13 種優(yōu)先控制污染物名單中，也是世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO） 重點(diǎn)限制的危險(xiǎn)廢物和美國工廠自動化的以太網(wǎng)（Ethernet for Plant Automation，EPA） 公布的優(yōu)先控制污染物。有文獻(xiàn)報(bào)道，鉈對成人的最小致死劑量為12 mg/kg，5～7.5 mg/kg 的劑量即可引起兒童死亡[ 1 1 ]。目前，強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 38400—2019《肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求》[12]已將砷、鎘、鉻、鉛、汞和鉈列入必測項(xiàng)目，對這6 種重金屬污染物進(jìn)行分析與評價(jià)，對嚴(yán)守農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全底線、保護(hù)土壤環(huán)境和人體健康都具有重要的意義。

目前因我國很多肥料企業(yè)存在著原料質(zhì)控不到位、工農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用不規(guī)范、生產(chǎn)用能不合理、污染物排放不合規(guī)等問題，造成了部分不同肥料品種中重金屬含量有不同程度的超標(biāo)，這不僅對土壤造成一定污染，也對人體健康產(chǎn)生一定威脅。為保障農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康，弄清我國不同肥料品種中的重金屬含量水平，本研究從尿素、氯化銨、硫酸銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、復(fù)合肥料、摻混肥料、緩釋肥料及穩(wěn)定性肥料等17 種代表性肥料品種中選取400 個(gè)樣品，測定了砷、鎘、鉻、鉛、汞和鉈 6 種元素的含量，并分析不同肥料品種中重金屬的超標(biāo)情況，評價(jià)重金屬污染情況，以期為我國糧食安全、生態(tài)環(huán)境安全以及人體健康等方面提供依據(jù)和保障。

1 材料與方法

1.1 供試肥料

采用隨機(jī)數(shù)的方式從數(shù)據(jù)庫中篩選出2020—2023 年委托國家化肥質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心（上海） 檢測的代表性樣品，樣品來自全國30 個(gè)省市自治區(qū)的17 個(gè)肥料品種，共計(jì)400 個(gè)供試肥料樣品。肥料品種、數(shù)量及產(chǎn)地等信息見表1。

1.2 試樣制備

固體肥料樣品經(jīng)四分法分樣后，取出約100 g，用研磨器研磨至全部通過0.50 mm 孔徑篩，混合均勻，置于潔凈、干燥的塑料瓶中，以備后續(xù)分析測試。