猪饲料中重金属对猪粪有机肥的影响

张辉，李文凤，赵盈盈，张井

(温州市农业科学研究院，浙江 温州 325006)

我国生猪养殖业发展迅速，据统计，我国生猪存栏量已超过世界总量的50%[1]。生猪粪便产生量巨大，为更好地资源化利用，大量粪便应用到农业生产。在生猪养殖过程中，为了提高饲料利用率，促进生猪生长发育，降低养殖成本，较多规模化养殖场在饲料中添加Cu、Zn等重金属微量元素[2]。微量元素作为营养性添加剂，适当添加可以促进动物生长，过量添加则会在动物肝、肾等器官中蓄积[3-4]。重金属微量元素添加剂被猪摄取后，由于生物利用率有限，除部分积蓄在体内以外，大部分以粪便的形式排出[5-6]。畜禽粪便因来源广、成本低廉，且含有丰富的有机质及氮、磷、钾等元素，被广泛用于有机肥生产中。畜禽粪便中残留的重金属会向农田土壤迁移并累积[7-8]，长期使用含重金属的粪便有机肥极大地污染了农田土壤环境[9]，进而对农作物质量安全产生影响。本研究检测了温州规模化生猪养殖场在生猪养殖不同阶段饲料和猪粪中重金属含量，以期为有机肥中重金属限量标准的制定提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

饲料及猪粪采自温州3家规模化生猪养殖场。硝酸、双氧水购自苏州晶瑞化学股份有限公司；MARSX微波消解仪购自美国培安公司；AFS-9130原子荧光仪购自北京吉天仪器有限公司；ICE3500原子吸收分光光度计购自美国赛默飞世尔科技公司。

1.2 样品制备

饲料及猪粪自然晾干后采用四分法分开，用粉碎机粉碎后备用。

1.3 检测方法

样品采用微波消解法进行前处理。称取样品1 g左右于微波消解罐中，加入8 mL硝酸，浸泡过夜，次日放于加热架上120 ℃预热30 min，待无烟雾后停止加热，冷却至室温后加2 mL双氧水，拧紧消解罐盖子放于微波消解仪中按程序进行消解。微波消解后，120 ℃下赶酸至黄色烟消失，用超纯水定容，待上机检测。

砷、汞检测采用原子荧光法：载液为5%盐酸，还原剂为0.5%氢氧化钾+1%硼氢化钾，负高压280 V，灯电35 mA，观测高度8 mm，读数时间10 s，延迟时间1 s，载气流量300 mL·min-1,屏蔽气流量900 mL·min-1。

铜、锌、铬检测采用火焰原子吸收法：夹缝设置0.2 nm，空气压力0.25 MPa,乙炔压力0.05 MPa,灯电流2.0 MA,铜元素波长324.8 nm，锌元素波长213.93 nm，铬元素波长357.90 nm。

铅、镉检测采用石墨炉原子吸收法：通带宽度1.3 nm，灯电流7.5 mA，氩气流量200 mL·min-1,进样量20 μL。元素测定波长为283.3 nm，0～100 ℃干燥20 s, 700 ℃灰化20 s, 2 000 ℃原子化5 s, 2 700 ℃清除3 s。镉元素测定波长为228.8 nm，80～100 ℃干燥20 s, 500 ℃灰化20 s, 1 500 ℃原子化5 s, 2 600 ℃清除3 s。

2 结果与分析

2.1 不同阶段饲料中重金属含量

不同阶段饲料中重金属砷、汞、铅、镉、铬、铜、锌的含量见表1。研究发现，对照《GB 13078—2017 饲料卫生标准》的要求，配合饲料中总砷、总汞、铅、镉、铬最高限量分别为2、0.1、5、0.5、10 mg·kg-1。在抽检的饲料中，上述重金属均未超标。

对照《中华人民共和国农业部公告 第2 625号》，仔猪(≤25 kg)配合饲料中铜元素最高限量为125 mg·kg-1，其他阶段猪饲料中铜元素最高限量为25 mg·kg-1。仔猪(≤25 kg)配合饲料中锌元素最高限量为110 mg·kg-1，但在仔猪断奶后前2周特定阶段，允许在此基础上使用氧化锌或碱式氯化锌至1 600 mg·kg-1(以锌元素计)，母猪饲料中锌元素最高限量为80 mg·kg-1，其他阶段猪饲料中锌元素最高限量为100 mg·kg-1。

表1 饲料中砷、汞、铅、镉、铬、铜、锌含量

2.2 不同阶段猪粪中重金属含量调查

猪粪是农民常用的有机肥，对照《NY 525—2012 有机肥料》的要求，有机肥中砷、汞、铅、镉、铬的最高限量(以烘干基计)分别为15、2、50、3、150 mg·kg-1。不同阶段猪粪中重金属砷、汞、铅、镉、铬、铜、锌的含量见表2。各阶段猪粪中砷、汞、铅、镉、铬含量均未超标，且处于较低水平。我国暂无有机肥中铜、锌的限量标准，对照德国《腐熟堆肥中部分重金属限量标准》的要求，铜、锌含量最高限量值分别为100、400 mg·kg-1。研究发现，猪粪中铜元素含量超标6～15倍，锌元素含量超标最低2倍，最高竟达到近60倍。对照《GB 4284—84农用污泥中污染物控制标准》的要求，铜及其化合物(以Cu计)最高容许量分别为：酸性土壤(pH值<6.5)≤250 mg·kg-1，中性及碱性土壤(pH值≥6.5)≤500 mg·kg-1；锌及其化合物(以Zn计)最高容许量分别为：酸性土壤(pH值<6.5)≤500 mg·kg-1，中性及碱性土壤(pH值≥6.5)≤1 000 mg·kg-1。参考此标准，猪粪中铜超标2.6～6倍，锌超标2～47倍。

3 讨论

随着规模化、集约化生猪养殖的发展，为加快生猪生长速度，降低养殖成本，饲料重金属添加剂的使用越来越广泛。饲料中添加重金属元素在促进畜牧业发展的同时，也给环境带来了安全隐患。目前，我国多地自然环境受到重金属的污染，重金属中毒事件屡见不鲜。重金属具有无法被生物降解、难以迁移、富集性等特性，水体、土壤、农作物等一旦受到污染很难修复，治污代价大。控制重金属使用，降低饲料中重金属添加量，健全有机肥重金属相关限量标准是治理重金属污染的首要措施。

表2 猪粪中砷、汞、铅、镉、铬、铜、锌含量