垃圾肥对土壤和农产品有害重金属含量的影响探究

摘 要：垃圾肥中富含有机质和氮磷钾等养分，在国外已经成为一种广泛应用的肥料，但是受制于我国垃圾分类体系还不完善，而且垃圾堆肥过程中不能够消除垃圾中含有的有害重金属等因素的影响，我国垃圾肥的应用还存在一定的安全风险，在这样的背景下本文对垃圾肥的应用对于土壤和农产品中有害重金属含量的影响进行了探究。

关键词：垃圾肥；土壤；农产品；有害重金属

生活垃圾堆肥中含有较多的有机质、氮、磷和钾等，虽然在养分含量上低于农家肥，但是合理施放也能够给农作物生长提供足够的养分。生活垃圾堆肥在发达国家已经被广泛应用于农业生产之中，而且由于发达国家在垃圾分拣方面比较完善，对垃圾进行了彻底的分拣，堆肥中的重金属等有害物质的含量比较低，因此对于土壤环境和农产品的质量影响比较低。但是在我国垃圾分拣系统还不完善，生活垃圾中包含有环卫垃圾和金属类物质等，在垃圾堆肥过程中，通过高温作用能够有效的降低病原菌的数量，使之达到安全的范围，但是堆肥过程中没有办法消除掉其中含有的重金属，从而会导致有害重金属在垃圾肥中累积，并且随之迁移到土壤环境以及农产品中，对于土壤环境和农产品质量造成不利的影响，限制农产品的发展，并一定程度程度上对人体健康造成损害。为了有效降低垃圾肥中有害重金属对于土壤环境和农产品质量的影响，对垃圾肥对土壤环境和农产品中有害重金属含量的影响进行研究是十分有必要的，下面从这两方面进行分析。

一、 垃圾肥施入对土壤造成的有害重金属污染问题探究

通过研究发现，垃圾堆肥工艺并不能够降低垃圾中含有的重金属离子的含量，而且受到堆肥过程的影响，会使垃圾肥中湿度下降，释放出CO2以及其它的有机小分子，并且导致pH降低，这些因素会造成重金属离子的浓度会出现增长。通过EDTA，DTPA进行连续萃取实验，结果表明，虽然垃圾堆肥过程中不能够降低其中含有的重金属离子，但是能够使其中能够被植物吸收和利用的重金属浓度降低，因此对农产品的重金属含量的影响不大，从而保證重金属不会大量富集在农作物内，并通过食物链给人们的身体造成不利影响。但是从长远的角度来看，长时间的应用垃圾肥会造成土壤内有害重金属的累积，这是一个不可忽视的问题，如何有效的降低垃圾肥中的有害重金属造成的污染问题，已经成为相关领域的研究重点。

研究人员对垃圾肥对土壤中有害重金属含量的影响进行了大量的研究，其中潘洁等在田间定位实验条件下进行了相关研究，发现如果将施肥量控制在150 t/hm2的范围之内时，施肥组和对照组土壤内的Pb、Cr、Hg、As和Cd等重金属的含量是比较接近的，当施肥量超过这一数值时，土壤中的有害重金属含量会呈现出增加的趋势，但是并没有明显的规律性，但是随着垃圾肥使用量的增加，土壤中重金属的含量也会随之增加。其实验结果表明，如果垃圾肥的使用量达到900t/hm2时，会导致施肥土壤中的全Pb和有效Pb分别比对照组增加37.94%和88.74%，但是并没有超过国家相关标准，在相同的条件下其它的重金属离子也有比较大的增幅，但是同样不会超出国家土壤重金属的污染标准。通过上述实验，其得出了垃圾肥的适当应用是安全的，但认为长时间的使用垃圾肥是否会导致土壤中重金属含量超标，还需要进行长时间的定位研究来进行确定。研究认为，垃圾肥的容量和土壤的类型有关，而决定土壤中垃圾肥容量的因素包括农产品卫生质量和产量等因素，若其中任何一项指标中达到了极限，则认为垃圾肥的使用量已经达到了该类型土壤的最大容量。在这个原则下，周德智等在黄棕壤、潮土、红壤中对生菜、青菜、小麦农作物进行了垃圾肥的使用实验，通过数学模型计算和实验结果比对，其确定了不同土壤中种植不同作物是允许的最大垃圾肥使用量，如其实验结果认为在潮土中种植蔬菜时，最大的垃圾肥施用量为15 t/hm2，当超过上限值时，会造成有害重金属污染问题以及农作物的减产等。郭郿兰等的研究认为，垃圾以及污泥中含有的有害重金属是低于相关国家标准的，因此在土壤中施入一般施肥量的垃圾肥并不会导致土壤中有害重金属的累积，而且其通过实验证明，即使超过4倍用量来施入垃圾肥，也能够将土壤中的Pb、Cd等重金属含量控制在安全的范围之内，不会对土壤环境造成严重影响。

二、 垃圾肥的应用对于农产品的影响

垃圾肥的应用对于不同农作物品质的影响存在一定的差异性，因此在进行垃圾肥对农产品品质的影响研究时，通常会分别对不同农作物进行研究，本文以白菜和玉米为例，分析垃圾肥使用对于农产品品质的影响。

1.垃圾肥对大白菜重金属含量的影响

潘洁等通过连续三年在大白菜的栽培土壤中使用垃圾肥，发现在中黏土以及轻砂土两种土质上种植的大白菜中Hg、As、Cd、Cr和Pb含量低于国家食品卫生相关标准，具体的数据如表1中所示：

通过上述数据可以看出，在300 t/hm2的用量下，连续三年使用垃圾肥，大白菜中的重金属含量和空白之间的差别并不大，从中可以判断出，在合理的使用范围内，应用垃圾肥来种植蔬菜是安全的，蔬菜品质能够得到有效的保障。

2.垃圾肥对玉米重金属含量的影响

葛春晖等对垃圾肥使用对玉米品质的影响进行了实验探究，通过实验发现施入垃圾肥对于玉米中粗蛋白含量具有一定的影响，在低于30t/hm2的施用量下，随着垃圾肥施用量的增加其玉米中的粗蛋白含量会明显增加，但是在超过60t/hm2之后，施肥组玉米中的粗蛋白含量则会低于空白组。在重金属方面，其实验结果表明，在玉米籽粒中并没有发现As和Pb，而玉米中Cr和Cd的含量则会随着使用垃圾肥量的增加而出现增加，并且在垃圾肥中出现累积，但是在实验用量下玉米籽粒中含有的Cr和Cd的量远低于国家粮食重金属的安全标准，但也说明Cr和Cd的生物有效性较强，容易在籽粒中进行累积。同样的，在玉米籽粒中检测到的Hg含量也远低于相关安全标准，因此可以认为合理的使用垃圾肥并不会导致玉米中有害重金属含量超标，对玉米有害重金属含量的影响比较小。

三、结语

垃圾肥中含有的有机质和氮磷钾的养分有利于植物的生长，对于提高农作物产量和改善农产品品质都有一定的作用，但是长期应用也会造成有害重金属累积等问题，这一定程度上限制了垃圾肥在农业的应用。因此应在加强垃圾肥安全性研究的基础之上，进一步研究提高垃圾堆肥质量的工艺技术，提高其肥效和安全性，从而实现垃圾资源的有效利用，促进社会的可持续发展。

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作者简介：刘昊（1972-12）男，汉族，湖南湘潭人，助理农艺师，从事农产品检测十多年，拥有扎实理论基础和丰富的检测经验。