重庆市市售化肥重金属含量调查分析

陈景春，易廷辉，陈 丽

（重庆市农业生态与资源保护站，重庆 401121）

重庆市市售化肥重金属含量调查分析

陈景春，易廷辉，陈 丽

（重庆市农业生态与资源保护站，重庆 401121）

采样调查了重庆市市售化肥中主要重金属的含量，结果表明：化肥中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn中位值分别为0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9、22.5 mg/kg；不同种类化肥中8种重金属含量存在极显著差异（P＜0.01）；此次调查抽取的128个市售化肥样本超标率为7.81%，其中磷肥超标率最高，为12.50%；复合（混）肥次之，为8.79%；氮肥和钾肥未出现超标；从重金属指标来看，Zn超标率最高，为4.69%；Cu次之，为2.34%；第三是As、Ni，均为0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出现超标。

化肥；重金属；调查；重庆

农业生产对肥料的需求必不可少[1]，肥料尤其是化肥在增加作物产量、提高品质和保证粮食安全方面起到了不可替代的作用[2]。但是，部分化肥因生产工艺限制存在重金属残留风险[3]。施用重金属含量过高的肥料将直接增加土壤中重金属的累积量[4-6]，这是土壤重金属含量超标的一个主要原因[7-8]。由于进入土壤—植物系统中的重金属可通过食物链富集，浓缩、放大后危害人体健康[9]。因此，掌握市售化肥中重金属含量状况对肥料的科学施用、土壤重金属污染防治、提升农产品品质和保障人体健康具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 肥料样品的采集与处理

2015～2016年在对重庆市各区县市售化肥进行全面调查的基础上，依据化肥种类、生产厂商、品牌、产地、养分含量等在化肥销售点进行逐一抽样，共计采集128个样品，其中氮肥、磷肥、钾肥和复合（混）肥样品分别为14、16、7和91个，涉及66个化肥生产厂商。抽样按照复混肥料（复合肥料）（GB 15063—2001）的规定进行，样品研磨后过0.18 mm筛后，密封于卡口袋中存储备用。

1.2 重金属测定方法

参照肥料 汞、砷、镉、铅、铬含量的测定（NY/ T 1978—2010）进行样品分析，Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr含量采用原子吸收光谱法测定，Hg、As用原子荧光光谱法测定。Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr、Hg、As的方法检出限分别为0.5、0.002、0.2、0.2、0.2、0.2、0.004、0.01 mg/kg。该研究在样品测定过程中以样本数的10%为比例采用平行试验和加标回收试验进行分析质量控制，加标回收率在90%～l10%之间，相对标准偏差均＜10%。

1.3 评价标准

对于Pb、Cd、Hg、As、Cr，参照肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标（GB/T 23349—2009）限量值进行评价。由于Cu、Zn、Ni无国家限量标准，参照相关研究[10]，按照土壤环境质量标准（GB 15618—1995）中的二级标准（pH值＜6.5情况且Cu以农田限量为准）进行评价。Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni在化肥中的限量值分别为200、10、500、5、50、50、200和40 mg/kg。

1.4 统计分析

统计分析采用SPSS 22.0软件进行。数据正态性检验采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）检验；不同类型肥料重金属含量均值比较采用Kruskal-Wallis（K-W）检验，由于SPSS未提供上述检验的续后检验，续后检验参考Siegel与Castellan提供的方法[11]进行。所有统计检验的显著性界限水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 市售化肥中重金属含量统计特征

从表1中可以看出，市售化肥中8种重金属含量偏度和峰度分别在0.948～5.822和1.403～42.281之间，属正偏—尖峰态分布，K-S检验结果表明不属于正态分布和对数正态分布（P＜0.05），应以中位值和四分位差表示均值和离散状况。Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr和Zn含量的中位值分别为0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5 mg/kg，与评价标准相比，均低于限量值；各重金属元素含量按照中位值由高至低排序依次为Zn＞Pb＞Cr＞Ni＞As＞Cu＞Cd＞Hg。一般地，变异系数＜10%时，为弱变异性；＞100%时，为强变异性；位于二者之间是中等变异性[12]。从变异系数来看，Pb、Ni、Cr属中等变异，其他重金属为强变异，表明不同肥料间Cd、Hg、As、Cu、Zn含量差异较大。

2.2 不同种类化肥中重金属含量统计特征

表1 重庆市市售化肥重金属含量统计特征（n=128）

由不同种类化肥统计结果（表2）可知，重金属在化肥中的平均含量，除Ni、Pb表现为磷肥＞钾肥＞复合（混）肥＞氮肥外，其他6种重金属均呈现磷肥＞复合（混）肥＞钾肥＞氮肥的规律。K-W检验结果表明，不同种类化肥中8种重金属含量存在极显著差异（P＜0.01），续后检验结果进一步指出，As、Cd、Zn含量表现为为磷肥、复合（混）肥＞钾肥、氮肥，Cr、Cu含量表现为磷肥＞复合（混）肥＞钾肥、氮肥，Ni含量表现为磷肥＞钾肥、复合（混）肥＞氮肥，而Pb、Hg的情况较为复杂，总体表现为磷肥＞复合（混）肥、钾肥＞氮肥。

2.3 不同种类化肥中重金属含量评价

由表3可知，此次调查抽取的128个市售化肥样本中有10个出现重金属超标，超标率为7.81%。从化肥种类来看，磷肥超标率最高，为12.50%；复合（混）肥次之，为8.79%；氮肥和钾肥未出现超标。从重金属指标来看，Zn超标率最高，为4.69%；Cu次之，为2.34%；第三是As、Ni，均为0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出现超标。

3 结论与讨论

调查结果显示，重庆市市售化肥样品中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn等重金属含量的均值分别为0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5 mg/kg；不同种类化肥中8种重金属含量的差异极显著，As、Cd、Zn含量表现为为磷肥、复合（混）肥＞钾肥、氮肥，Cr、Cu含量表现为磷肥＞复合（混）肥＞钾肥、氮肥，Ni含量表现为磷肥＞钾肥、复合（混）肥＞氮肥，而Pb、Hg的情况较为复杂，总体表现为磷肥＞复合（混）肥、钾肥＞氮肥；此次调查抽取的128个市售化肥样本超标率为7.81%，其中磷肥超标率最高，为12.50%；复合（混）肥次之，为8.79%；氮肥和钾肥未出现超标；从重金属指标来看，Zn超标率最高，为4.69%；Cu次之，为2.34%；第三是As、Ni，均为0.78%；Cd、Hg、Pb、Cr未出现超标。

化肥中重金属含量的高低与其生产原料和工艺密切相关[13]。根据此次调查，重庆市农业生产中使用的氮肥主要是尿素，其次为碳酸氢铵，以NH3、CO2等为原料经化工合成，重金属含量最低；钾肥主要为氯化钾，原料绝大多数是水溶性的钾盐矿[14]，生产工艺有冷分解—浮选法、反浮选—冷结晶法、热熔结晶法等[15]，由于生产原料中含有一定的重金属，导致肥料中重金属含量略高[3]；磷肥主要为过磷酸钙，属矿质磷肥，通过酸法用硫酸、硝酸、盐酸或磷酸分解磷矿石而制成[10]，因其特殊的加工工艺及原料中含有Cr、Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu、Ni等多种重金属和有害杂质，加工后仍有一部分保留在肥料中，导致重金属含量较高[16]，较为突出的是Cd[17]。复合（混）肥通常是在不同单质肥料的基础上制得，由于磷肥等的混合会带入部分重金属，因此其重金属含量一般相对高于单纯的氮肥和钾肥。

表2 重庆市市售不同种类化肥重金属含量统计

表3 重庆市市售化肥重金属含量评价结果（%）

此次调查结果显示，重庆市市售化肥总体超标率虽然不高，且Cd、Hg、Pb、Cr含量未出现超标，但是个别化肥厂商生产的磷肥中Cd、Hg含量分别高达1.092、4.174 mg/kg，远超过土壤环境质量标准（GB15618—1995）中的二级标准。在实际化肥施用时，为了便于作物吸收N、P、K养分，一般将化肥施于作物根系附近，可能引起土壤局部重金属含量过高，从而导致农产品中重金属含量也超标。同时，施肥对作物重金属含量的影响还与时间尺度有关，有关研究结果指出，长期施肥影响了小麦和水稻中Cu、Pb、Cr、Cd的含量，长期施肥后小麦和水稻籽粒中的Pb、Cr、Cd含量均明显增加[18]，其中Pb、Cr含量都超过了国家食品卫生标准，施磷处理水稻籽粒中Cd含量也严重超标。另外，长期施用化肥还会加速土壤酸化[19]。土壤的pH值每下降一个单位，Cd的生理活性就会增加近100倍，其结果必然导致农产品中Cd超标[20]。因此，应以化肥重金属含量水平为基础，综合考虑施肥方式、施肥时间及对土壤pH值的影响等因素，充分评价化肥施用对土壤重金属含量的影响，方可确保我国农业的可持续发展和农产品质量安全。

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（责任编辑：成 平）

Investigation of Heavy Metal Concentrations of Commercial Fertilizers in Chongqing

CHEN Jing-chun，YI Ting-hui，CHEN Li
（Chongqing Agricultural Ecological Environment & Recources Protection Station, Chongqing 401121, PRC）

An investigation of heavy metal concentrations in commercial fertilizers was conducted in Chongqing. The results were as follows: the median content of Cd, Hg, As, Cu, Pb, Ni, Cr and Zn in chemical fertilizer samples was 0.092, 0.029, 4.84, 2.9, 20.0, 11.6, 13.9 and 22.5 mg/kg, respectively. The difference of heavy metal content among different kinds of chemical fertilizer was statistically signifcant (P＜0.01). The above target rate of the 128 commercial fertilizers in the survey was 7.81%, the highest rate of phosphate fertilizer was 12.50%. Compound (mixed) fertilizer was second, 8.79%; Nitrogen and fertilizer did not exceed the standard, Zn has the highest bid rate of 4.69%. Cu second, 2.34%. The third is As and Ni, which are 0.78%. Cd, Hg, Pb, Cr have not been exceeded, according to the heavy metal index.

fertilizer; heavy metal; investigation; Chongqing

S14-31

：A

：1006-060X（2017）06-0041-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.006.013

2017-04-27

陈景春（1977-），男，重庆市人，高级农艺师，主要从事农业环境监测与保护研究。