上海市配合饲料中铜、铁、锌、锰含量分析及安全性评价

孙国荣,杨海峰,黄志英,王 昇,倪苗娟,王红梅,白 冰

(上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所,上海201403)

铜、铁、锌、锰等金属元素是动物生长和生产所必需的微量营养性物质。美国NRC、我国的各类饲养标准都推荐了营养需要量。但由于一些金属元素兼具有抑菌、抗病等促生长作用,饲料中普遍存在超生长所需量添加的现象。为指导饲料企业和养殖单位科学合理使用此类营养性饲料添加剂,提高饲料和养殖产品质量安全水平,保护生态环境,促进饲料产业和养殖业持续健康发展,2009年国家出台了《饲料添加剂安全使用规范》,对不同类别饲料中营养性添加剂规定了推荐使用量和最高限量。但超出最高限量使用的情况仍较严重[1-4]。由于动物饲料中使用的矿物添加剂多为无机盐类,动物对其的消化利用率极低。绝大部分矿物元素又被排泄到环境中。研究表明,畜禽粪便中的铜、锌与饲料中铜、锌含量呈显著正相关[1-2,5-6],饲料中过高的金属污染不仅增加了有机肥利用的环境风险[5],而且对养殖场周边的土壤、水质均造成不同程度的污染[6-7],并可通过食物链对农产品、畜产品产生潜在的食品安全隐患[4,6-7]。本研究旨在对上海地区配合饲料中铜、铁、锌、锰的含量进行分析,在此基础上,对上海地区配合饲料中微量元素的污染情况进行评估,为市场监管、有机肥使用及农产品和环境安全隐患排查提供重要参考依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

采集上海市饲料质量监督检验站2011年10月—2016年10月上海地区送检饲料样品的检测数据,分析猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料中铜、铁、锌、锰的含量。浓缩料、添加剂预混合饲料按照在配合饲料中的添加比例换算配合饲料及精料补充料中各元素的含量。

1.2 检验方法

样品检验依据GB∕T 13885—2003《动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定》。具体方法如下：全价配合饲料、浓缩料、精料补充料粉碎后过40目筛,先在电炉上碳化至无烟,转移到550℃ 茂福炉中灰化3 h,冷却后用盐酸溶解后过滤、定容至50 mL,添加剂预混合饲料直接用盐酸溶解后过滤、定容至50 mL,然后用火焰原子分光光度计进行铜、铁、锌、锰含量的测定。铜、铁、锌、锰的测量波长分别为324.4 nm、248.3 nm、279.5 nm、213.8 nm。

1.3 主要仪器和试剂

美国安捷伦公司AA-240型火焰原子分光光度计。盐酸为分析纯,水符合GB∕T6682三级用水。

1.4 数据统计及安全性评价

采用SPSS 17.0软件进行统计分析。

安全性评价采用单因子污染指数法、内梅罗污染综合指数法[7]。

单因子污染指数法：

式中：Pi为i污染物的单项污染指数;Ci为i污染物的实际测量值;Si为i污染物的评价标准[8](农业部公告第1224号-“饲料添加剂安全使用规范”中同种畜禽限量值的最高值)。

内梅罗综合污染指数法：

式中：P综合为多个污染物的综合污染指数为污染物中最大单因子污染指数的平方各污染物的单因子污染指数平均值的平方。

等级 综合污染指数 污染程度 污染水平1 P综合≤0.7 安全 清洁0.7＜P综合≤1.0 警戒线 尚清洁3 2 1.0＜P综合≤2.0 轻度污染 开始污染4 2.0＜P综合≤3.0 中度污染 一定程度污染5 P综合＞3.0 重度污染 严重污染

2 结果与分析

2.1 配合饲料中铜、铁、锌、锰含量分析

2.1.1 配合饲料中铜的含量

配合饲料中铜含量统计结果见表1。结果表明,上海地区饲料中铜的平均含量为80.08 mg∕kg,众数为 120 mg∕kg,最大值为 1 785 mg∕kg。

猪全价配合料中铜含量最高,平均为101.54 mg∕kg,其次为牛精料补充料和鸡全价配合饲料,分别为29.01 mg∕kg、15.55 mg∕kg,其中猪全价配合饲料铜含量是农业部公告第1224号推荐量的10.2倍。猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料铜含量的极大值分别为1 785.00 mg∕kg、155.00 mg∕kg、99 mg∕kg,是农业部1224公告限量值的8.93倍、4.43倍、2.83倍。

牛精料补充料铜含量的超标率最高,达24.7%,其次为猪全价配合饲料,为6.4%,最低为鸡全价配合饲料,超标率为3.8%。

表1 配合饲料中铜的含量Table 1 Copper level in the compound feed

2.1.2 配合饲料中铁的含量

配合饲料中铁的统计结果见表2。结果表明,上海地区生产配合饲料中铁的平均含量为175.92 mg∕kg,众数为 156 mg∕kg,最大值为 2 730 mg∕kg。

配合饲料中铁含量从高到低依次为猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料,分别为 190.92 mg∕kg、128.75 mg∕kg、56.31 mg∕kg。 猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料铁含量的极大值分别为2 730.00 mg∕kg、800.00 mg∕kg、144.00 mg∕kg,是农业部公告第1224 号限量值的3.16 倍、1.07 倍、0.19 倍。

配合饲料中铁的超标率相对较低,不高于1.3%,从高到低依次为鸡、猪、牛饲料。

表2 配合饲料中铁的含量Table 2 Iron level in the compound feed

2.1.3 配合饲料中锌的含量

配合饲料中锌含量的统计结果见表3。结果表明,配合饲料中锌的平均含量为146.83 mg∕kg,众数为120 mg∕kg,最大值为 3 900 mg∕kg。

猪全价配合饲料中锌含量最高,为108.82 mg∕kg,其次为牛精料补充料,为105.56 mg∕kg,最低为鸡全价配合饲料。猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料中锌的极大值依次为3 900 mg∕kg、320 mg∕kg、390 mg∕kg,分别是最高限量值的19.5倍、2.13倍、2.6倍。

配合饲料中锌的超标率较高,为14.1%,其中猪全价配合饲料和牛精料补充料超标严重,超标率分别为19.2%和16.5%,鸡全价配合饲料的超标率最低,为1.8%。

2.1.4 配合饲料中锰的含量

配合饲料中锰的统计结果见表4。结果表明,配合饲料中锰的平均含量为79.24 mg∕kg,众数为60.00 mg∕kg,最大值为 1 260 mg∕kg。

鸡全价配合饲料中锰含量为 122.54 mg∕kg,其次为牛精料补充料和鸡全价配合饲料,分别为70.70 mg∕kg和 65.72 mg∕kg。 猪、鸡全价配合饲料、牛精料补充料中锰的极大值依次为 800 mg∕kg、1 260 mg∕kg、160 mg∕kg,分别是最高限量值的 5.33 倍、8.40 倍、1.07 倍。

配合饲料锰含量的超标率为3.7%,其中鸡全价配合饲料中锰含量超标率为10%,猪全价配合饲料、牛精料补充料超标率相对较低,分别为1.8%和1.1%。

表4 配合饲料中锰的含量Table 4 Manganese level in the compound feed

2.2 配合饲料中铜、铁、锌、锰的安全性评价

配合饲料中铜、铁、锌、锰的安全性评价结果见表5。结果表明,配合饲料中污染指数最高为锌,其次为锰和铜,最低为铁。其中：猪全价配合饲料中锌元素的单项污染指数最高,为1.23,属于轻度污染;鸡全价配合饲料中锰元素的单项污染指数为0.82,污染程度均达到安全警戒线水平;牛精料补充料中铜元素的污染指数为0.83,污染程度均达到安全警戒水平;配合饲料铁元素的单项污染指数均低于0.7,处于安全水平。

配合饲料铜铁锌锰综合污染指数为0.78,达到污染警戒线水平,猪全价配合饲料的综合污染指数最高,为0.97,污染程度达警戒线,鸡全价配合饲料、牛精料补充料综合污染程度相对较小,处于安全水平。

表5 配合饲料中Cu,Fe,Zn,Mn的安全性评估Table 5 Safety evaluation of Cu,Fe,Zn,Mn in compound feed

3 讨论

参照我国农业部公告第1224号,上海地区配合饲料中铜、铁、锌、锰均有不同程度超标,主要以锌、锰、铜污染为主,铁的污染相对较小,其中猪配合饲料中锌的污染最为严重,其次为牛配合饲料中的铜和鸡配合饲料中的锰,应引起高度重视。

3.1 猪、鸡配合饲料中铜、锌污染

农业部公告第1224号对铜、锌的使用给出了限量规定,但超标使用的情况仍非常普遍。华北、华东、广东、江西、四川等地区或省市猪、禽配合饲料中铜、锌、隔、铅、钒等均有不同程度的超标,尤以铜、锌最为普遍[2-4,7,9]。本研究结果得出了相似的结果。上海地区猪、鸡配合饲料中锌的极大值分别是最高限量值的19.5倍、2.13倍,其中猪配合饲料中锌的单项污染指标超过1,已属于轻度污染状态;猪、鸡配料中铜的极大值是最高限量值的8.93倍、4.43倍,单项污染指数均较高,说明上海地区饲料中高铜、高锌现象确实普遍存在。但与以往研究铜、锌超标率均较高不同,上海地区猪、鸡配合饲料中铜、锌超标率相对较低,这可能与上海地区饲料监管力度较大有关。上海市在年度备案、审查、批文、免税监测等环节均包括对GB 13078—2001和农业部公告第1224号执行情况的抽查,除此之外,上海市农委每年对饲料企业进行不定期抽检,抽检项目多包含国家法规要求。

在现代规模化养殖模式下,饲养密度大,养殖周期短,养殖环境变差,交叉污染严重,造成饲养动物,尤其是集约化程度较高的猪鸡对动物疫病的控制力弱,不得不依靠重金属超量添加和抗生素等药物频繁使用来维持较高的生产效率,这可能是单胃动物饲料中金属元素容易超标的主要原因。

3.2 牛配合饲料中铜、锌污染

和长期普遍关注猪、鸡饲料不同,奶牛、肉牛等反刍动物饲料中重金属污染的调查分析报道相对较少。李成会等[10]2011年报道,唐山地区的奶牛饲料中铁、铜、锌均较高。王飞等[2]的研究同样表明,肉牛饲料中重金属超标率大于鸡,仅次于猪。本研究得出了相似的结果。上海地区牛精料补充料中铜、锌含量的超标率高于猪、鸡,分别达24.7%和19.2%,而且铜的单项污染指数达到0.83,污染程度达到安全警戒线。说明反刍动物饲料同样存在铜、锌等重金属元素超标使用情况,时态不容乐观,应该引起足够重视。

与猪鸡饲料铜、锌超量添加的原因不同,肉牛、奶牛等反刍动物中大量添加微量金属元素可能与其的特殊作用有关。微量元素缺乏可能导致蹄病的发生,降低繁殖机能[11-14]。饲粮中添加铜、铁、锌极显著提高牛的平均日增重和饲料转换效率[15]。此外,某些反刍动物对特定重金属有较高的耐受性,不易出现中毒症状[13],这也是导致饲料中铜、铁、锌、锰大量添加的原因之一。

3.3 鸡配合饲料中锰污染

目前关于重金属污染的报道多集中于铜、锌、铅、镉、汞等,关于铁、锰等关注较少。本次研究表明,有10%鸡饲料中锰的含量高于农业部公告第1224号最高限量值(150 mg∕kg),安全性评价结果显示,鸡饲料中锰的单项污染指标仅低于猪料中锌的污染,污染程度已达到安全警戒水平。这与原泽鸿等[3]的报道一致。原泽鸿等研究表明,四川省产蛋高峰期配合饲料、产蛋前期配合饲料中锰含量均高于我国农业行业标准《鸡饲养标准》(2004年9月1日实施)推荐的蛋鸡营养需要量。说明高锰在鸡配合日粮中不是个例。