江苏4种不同原料商品有机肥中8种重金属的含量

俞浩丹，郁何敏，许雯洁，尹文华，王小治(扬州大学 环境科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

有机肥富含有机质、作物生长必需的养分、有机酸及糖类等物质，具有培肥、改良土壤的功效，是无公害农业、绿色农业和有机农业生产中的主要肥料[1-2]，在现代农业生产中占有极其重要的地位。随着我国工农业生产的发展，尤其是规模化养殖业的飞速发展，每年产生约38亿t的畜禽粪便、9亿t的秸秆等有机废弃物[3]。农用是处理这些有机废弃物最经济有效的措施，其中快速堆肥又是高效资源化利用这类废弃物的重要手段之一[3-4]。由于各种饲料添加剂的使用，畜禽粪便含有较高含量的重金属，以这些物料堆肥发酵生产的有机肥在作物上使用后，导致重金属在土壤和作物中积累，会造成农产品和环境污染的风险[5-6]。为了了解目前江苏省商品有机肥中重金属的含量状况，我们采集了江苏省不同地区不同原料4家具有代表性有机肥厂的商品有机肥样品，对其中重金属的含量进行了测定分析，以期为其合理使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

4个具有代表性的不同原料商品有机肥样品，于2016年7月分别采自江苏省南通、南京、江阴、姜堰4个市，南通(NTO)某有机肥企业的主要原料是鸡粪，南京(NJI)某有机肥企业的主要原料为中药渣，姜堰(JYA)某有机肥企业的主要原料是猪粪，江阴市(JYI)某有机肥企业的原料为畜禽粪便混合物。

1.2 方法

1.2.1 样品采集

采样方法按有机肥的采集与处理进行[7]。

1.2.2 样品处理与测定

将样品风干后过2 mm筛，置于样品袋中干燥存放。样品经过HNO3-HCl消化后[8]，用电感耦合等离子体质谱(ICP/MS)仪测定Cr、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Mo、Ni的含量。

2 结果与分析

2.1 重金属含量情况

4个商品有机肥样品重金属含量的情况见表1。

由表1可见，样品中重金属含量从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的平均值分别为28.53、7.82、1.12、8.75、63.75、367.23、3.03和17.93 mg·kg-1，变异系数由大到小依次为Cd、Zn、As、Cr、Pb、Cu、Mo和Ni。其中Cd的变异系数超过100%，说明其变异性较大，其他的变异系数在100%以下，说明其变异性相对较小。

表1 4种商品有机肥样品重金属含量的情况

2.2 厂家比较

不同有机肥厂商品有机肥中重金属含量的情况见图1。

由图1可见，NJI有机肥样品中8种重金属含量总体水平较高。其中：Cr含量为41.599 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Cr含量的1.72、1.70、1.74倍；As含量为11.699 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中As含量的1.67、1.72、2.04倍；Cd含量为3.102 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Cd含量的13.47、5.55、5.39倍；Pb含量为9.522 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Pb含量的0.815、1.26、1.52倍；Cu含量为80.564 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Cu含量的1.72、1.10、1.47倍；Zn含量为569.267 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Zn含量的2.02、2.20、1.59倍；Mo含量为3.848 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Mo含量的1.62、1.43、1.19倍；Ni含量为21.029 mg·kg-1，分别是NTO、JYA、JYI样品中Ni含量的1.10、1.29、1.62倍。NTO、JYA、JYI样品的重金属含量差异不大，而Nji样品中重金属含量与其他3家有机肥厂相比差异较大，结果的差异可能与不同有机肥厂的生产原料不同有关。

图1 4个有机肥厂商品有机肥中重金属含量的比较

2.3 重金属超标情况

中国商品有机肥可分为有机肥料[9]、有机无机复混肥料[10]和生物有机肥[11]。从产品标准来看，仅对Cd、Hg、Pb、As、Cr等5种重金属含量进行了限量，而对Cu、Zn、Mo、Ni则没有相应的指标。对比这些重金属的限量标准可知，5种重金属限量标准以有机肥料的规定最为严格。按中国最严格的重金属限量标准进行对比，本次调查的4家有机肥料厂产品中，除NJI样品Cd超标(标准值3 mg·kg-1)外，其他重金属含量均低于标准值。Nji的Cd含量超标0.102 mg·kg-1，超出标准并不多，而相比有机无机复混肥料、生物有机肥的标准(标准值10 mg·kg-1)则未超标。

与加拿大魁北克标准局(BNQ)、加拿大环境部长委员会(CCEM)和加拿大农业及农食品部(AAFC)的堆肥重金属限量标准[12]进行对照分析，按加拿大堆肥重金属限量标准(B级)，江苏省4家有机肥厂生产的有机肥样品均无超标现象，全部符合加拿大堆肥重金属限量标准。按加拿大堆肥重金属限量标准(A级)，NTO、JYA、JYI有机肥样品中重金属含量无超标现象，全部符合加拿大堆肥重金属限量标准；Nji的Zn和Cd存在超标(标准值Zn 500 mg·kg-1，Cd 3 mg·kg-1)，其他重金属含量符合加拿大堆肥重金属限量标准。结果说明，江苏省4家有机肥厂的有机肥产品中重金属含量基本上达到了加拿大堆肥重金属限量标准(A级)。

查看欧洲各国对堆肥中重金属的限量标准[13]，欧洲各个国家对堆肥重金属含量的要求不同，只有少数国家对堆肥中的As进行限量，丹麦和法国对Cu、Zn、Cr没有明确规定，丹麦、德国、意大利和荷兰对Pb、Cd、Hg的限量较为严格。与欧洲各国相比，除了NJI的Cd和Zn与有些国家超标外，其他3家有机肥厂产品中的各项重金属含量指标均符合标准。NJI的Cd含量与丹麦(标准值1.2 mg·kg-1)、德国(标准值1.5 mg·kg-1)、意大利(标准值1.5 mg·kg-1)和荷兰(标准值2 mg·kg-1)比超标，与比奥地利、比利时、瑞士、法国的标准比为合格的产品；NJI的Zn含量与欧洲各国标准相比，丹麦和法国没有要求，符合奥地利和比利时标准，超出瑞士(标准值500 mg·kg-1)、德国(标准值400 mg·kg-1)、意大利(标准值500 mg·kg-1)和荷兰(标准值500 mg·kg-1)的限量标准。

3 小结

抽查4家有机肥厂的产品中只有南京某有机肥厂的产品Cd含量高于有机肥料NY 525—2012中规定的标准、加拿大堆肥重金属限量标准(A级)和丹麦、德国、意大利、荷兰堆肥重金属限量标准，Zn含量高于加拿大堆肥重金属限量标准(A级)和瑞士、德国、意大利、荷兰堆肥重金属限量标准。其他重金属含量均符合国内外各项标准。

相比用畜禽粪便为主要堆肥原料，用药渣为主要堆肥原料的堆肥产品中，重金属含量相对较高，建议药渣通过添加其他低重金属含量的物料进行堆肥，以降低有机肥产品中重金属含量。

相比国内外堆肥产品中各种重金属限量标准，南通市、姜堰市、江阴市的堆肥产品中各项重金属含量远远低于限量的标准，说明江苏省这3家堆肥厂的原料安全工艺成熟，处理彻底，能够达到欧盟进口的要求。

参考文献：

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[2] 程旭艳，王定美，乔玉辉，等. 中国商品有机肥重金属分析[J]. 环境污染与防治，2012,2(34)：72-76.

[3] 王林云. “干法”处理猪场粪污是适合中国国情的较佳模式[J]．北方牧业，2017(18)：7.

[4] 何加骏，甄若宏，郑建初.畜禽粪便的循环利用探析[J]．江苏农业科学，2011,39(4):487-488.

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[7] 鲍士旦. 土壤农业化学分析[M].北京:中国农业科技出版社, 2000.

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[9] 崔勇，杨帆，李荣，等. 有机肥料：NY 525—2012[S/OL].北京：中国农业出版社，2012. http://temp2.jinnong.cn/201101/201267161912727.doc.

[10] 范宾，黄培钏，刘刚，等. 有机-无机复合肥料：GB18877—2009[S/OL].北京：中国农业出版社，2009.http://vdisk.weibo.com/s/Ad35agNn0tiTf.

[11] 沈德龙，李俊，姜昕，等. 生物有机肥：NY 884—2012[S/OL].北京：中国农业出版社，2012.http://www. sxny.gov.cn/templet/xmxiehui/showarticle.jsp?id=91251.