洛川猪粪重金属检测及污染评价

杜忍让，侯晓斌，于太永，胡建宏，张增强，杨公社

(1.西北农林科技大学，陕西 杨凌 712100；2.洛川县畜牧局)



洛川猪粪重金属检测及污染评价

杜忍让1，侯晓斌2，于太永1，胡建宏1，张增强1，杨公社1

(1.西北农林科技大学，陕西 杨凌 712100；2.洛川县畜牧局)

为了防止猪粪作为有机肥所含重金属对果园土壤造成危害，采集了洛川6个猪场猪粪，测定了铜、锌、铬、镉、铅、砷、汞、镍等元素含量，按照有机肥料要求和土壤环境质量标准，通过单项污染指数法和综合污染指数法对其进行了评价。结果表明，单项污染指数不合格是铜，Pi变化幅度为0.42～4.18，Pi平均数为1.42；综合污染指数分别为铜3.12、锌0.485、镍0.294、铅0.141、砷0.051。铜属于重度污染，锌的污染值得重视，根据分析结果提出了有效控制措施。

猪粪；重金属；污染评价

猪粪是一种来源广、集约化采集方便、数量较多的可再生生物资源，其所含的有机质和氮磷钾比较丰富，是作为肥料还田和有机肥生产的主要原料。在生产过程中，为了提高猪的生产水平和抗病性，饲料中添加的重金属日益增多，导致猪粪中残留的重金属向土壤迁移并累积，造成土壤污染。由于这种污染在环境中能长期残留，且难以被微生物分解，对生态健康的风险具有长期性、隐蔽性、不可逆性和累积性的特点，一方面对土壤性质产生负面影响，使土壤退化；另一方面可能抑制作物生长发育，降低产品产量与品质，或导致重金属迁移至作物，进入食物链最终危害人类健康。重金属一旦对土壤造成污染，将破坏生态系统，治理成本相当高。

随着营养技术的研究深入，微量元素包括有些重金属元素添加到饲料中对促进生长、提高繁殖力、增强抗病性具有重要作用，所以饲料中添加日益普遍，如铜、锌、砷、铬等，许多饲料厂商添加量超过国家标准规定的水平；另一种情况是在添加这些元素时，由于其为同族元素，常伴生不易分离而进入体内，如镉等；第三种情况是作物施肥和使用农药时残留在饲料中进入体内，这些进入体内的重金属，大部分随粪便排出体外，施入农田后成为农田重金属主要污染源之一。为了摸清猪粪中重金属含量，本试验在洛川抽取了部分猪场的猪粪样进行检测，开展了猪粪重金属污染特征研究。

1　材料与方法

1.1样品采集及处理

根据洛川县养猪分布现状，分别选择全县不同乡镇具有代表性大、中、小猪场各两个，每个场采集一个样。样品处理采用风干后研碎，过60目筛，送西北农林科技大学测试中心分析。

1.2检测方法

样品检测根据国家有关标准和行业标准，由西北农林科技大学测试中心检测，其中铅、镉采用GB/T17141-1997规定检测，铜、锌采用GB/T17138-1997规定检测，铬采用GB/T17137-1997规定检测，汞采用GB/T17136-1997规定检测，砷采用GB/T17135-1997规定检测，镍采用GB/T17139-1997规定检测。

1.3评价方法

评价猪粪重金属污染，主要是评价其作为有机肥原料，制作有机肥时对有机肥质量的影响，通过对照现行的标准，进行单项污染指数和综合污染指数的评价，确定猪粪含量对有机肥的影响。

1.3.1评价标准根据有机肥料对重金属限量要求，对砷、镉、铬、铅和汞，参照农业部《有机肥料》(NY 525-2012)进行评价，对铜、锌、镍，参照我国台湾省畜禽粪制作的有机肥标准进行评价(表1)。

表1　有机肥料生产重金属限量要求

1.3.2评价方法

(1)猪粪重金属单项污染指数评价。评价采用猪粪污染物的实测值与有机肥制作时污染物的评价标准比较的方法确定污染超标情况。计算公式为：Pi=Ci/Si。式中：Pi为环境中污染物 i 的单项污染指数；Ci为环境中污染物 i 的实测值；Si为污染物 i 的评价标准。Pi≤1，判定为合格；Pi >1，判定为不合格。

(2)猪粪重金属综合污染指数法评价。在单项污染指数评价基础上，采用内梅罗污染指数法评价粪中重金属综合污染状况，以突出最高一项污染指数的作用。计算公式为P综= {( P平均2+ Pmax2)/2}1/2。式中：P综为综合污染指数；P平均为各单项污染指数(Pi)的平均值；Pmax为各单项污染指数中最大值。

2　结果与分析

2.1猪粪重金属含量分析结果

通过对采集的6个样品重金属分析，结果如表2和表3。从表2、表3可以看出，在所测定的8个元素中，单项污染情况依次为铜、锌、镍、铅、砷，镉、汞在样品中只发现各一个样品含有，分别为0.11和0.08 mg/kg。污染指数不合格的主要是元素铜，Pi变化幅度为0.42～4.18，Pi平均数为1.42，所测定的6个样品中有2个样品超标，分别是4.18、1.2，超出4倍多和20%。

2.2猪粪中综合污染指数分析

粪便中重金属污染是目前养猪业普遍存在的问题，主要来源于饲料，本次采集的全县具有代表的猪场测定，通过内梅罗污染指数法计算不同重金属综合污染指数P综，结果为铜3.12、锌0.485、镍0.294、铅0.141、砷0.051，铜属于重度污染，锌的污染值得重视，其他按照该指数，污染未表现明显超标。将猪粪作为苹果有机肥原料，根据目前测定的结果，按照目前“斤果斤肥”计算，每亩果园施用有机肥大约在2 000～3 000 kg，参照土壤重金属污染等级评定标准，土壤无机污染环境质量第二级标准值pH 6.5～7.5时，果园铜200 mg/kg，在测定的重金属中只有一个场铜严重超标，属于重度污染，应引起高度重视。

表2　猪粪中重金属测定分析结果

表3　猪粪中重金属含量统计分析表

3　讨论

3.1严格控制饲料添加剂中重金属含量

猪粪中重金属污染主要来源于猪摄取的饲料中重金属含量，而饲料中含量来自于饲料添加剂，由于养猪生产中添加一定量的微量元素具有促进猪生长发育和防病抗病作用，饲料生产商为了发挥微量元素在生产中的作用，人为的加大添加剂量，如添加高于标准剂量的铜制剂可以使猪被毛红润，卖相好，商品率高。在所测定的一个场超标中，有可能是使用预混剂超标和饲料添加量超标所致。为了保证食品安全和减少污染风险，必须从源头控制饲料添加剂和饲料质量，加强对进入洛川的饲料添加剂和成品饲料管理，严格按照标准要求供货商提供重金属含量数据，并对其进行测定分析，合格后允许进入。

3.2建立猪粪有毒有害物质监控体系

猪粪对土壤的潜在危险不仅仅是重金属，抗生素、致病微生物等也可能对土壤产生潜在危害，从而危害到苹果生产。因此，开展猪粪重金属、抗生素、致病微生物等有毒有害物质检测可以有效的评估这些有害物质对生态环境影响，减少其对果园土质、果品品质的影响，保证在补充有机肥源的同时，减少环境污染。

3.3重视有机肥料科学使用及检测

重金属元素来源较多，目前在没有工业污染的洛川，其果园施用的成品有机肥也是一个重要的来源，生产中除严格畜禽粪便检测外，应做好商品有机肥中重金属元素的检测，杜绝重金属超标的有机肥用于果品生产，避免外来有机肥重金属超标带来在土壤和果品中富集，保证果品安全。

3.4进一步开展科学研究

本次监测由于经费限制，采集了部分样品，数据代表性受到一定的局限，很有必要继续进行采样检测，并深入开展重金属等在动物、土壤和植物中的累积迁移规律研究。根据累积迁移规律，开展消除技术研究，逐步形成检测、防控和有效消除为一起的综合防治措施，实现从源头减少污染，从地头消除污染。

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Heavy Metal Detection and Pollution Evaluation of Pig Manure in Luochuan County

DU Ren-rang1, HOU Xiao-bin2,YU Tai-yong1,HU Jian-hong1,ZHANG Zeng-qiang1,YANG Gong-she1

(1.NorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi712100,China;2.AnimalHusbandryBureauofLuochuanCounty)

In order to prevent the soil of fruit garden from polluting by heavy metals contained in pig manure as organic fertilizer, swine manure was collected from 6 farms in Luochuan County. And the level of copper, zinc, chromium, cadmium, plumbum, arsenic, mercury, nickel and other elements were detected. In accordance with the requirements of organic fertilizer and environmental quality standards of soil, the single pollution index and comprehensive pollution index method were used to evaluate it. The results showed that copper is unqualified by using single pollution index, the Pi variation width is 0.42～4.18, and the Pi average is 1.42; the comprehensive pollution index were copper 3.12, zinc 0.485, Ni 0.294, Pb 0.141, arsenic 0.051. According to the results, the copper pollution is very severe, and zinc pollution should be mentioned. Moreover, some effective control measures are put forward in this paper.

Pig manure; heavy metal; pollution evaluation

2016-03-24

延安市政府洛川养猪研究院项目资助(201501)。

杜忍让(1962-)，男，陕西长安人，本科，高级畜牧师，主要从事畜牧生产和技术推广工作。

S 816.72

A

1004-6704(2016)05-0017-03