浙江省商品有机肥及其原料中的铜、锌含量调查

沈月，陆若辉，娄烽

(浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020)

近年来，党中央、国务院高度重视土壤污染防治工作。其中，增施有机肥就是维持农业生态系统物质和能量平衡的重要措施之一。畜禽粪便一直是有机肥料的主要来源。为了防治畜禽疾病、促进畜禽生长、提高饲料利用率，一些微量元素，如Cu、Zn等被广泛添加到畜禽饲料中，而畜禽对这些微量元素的吸收利用率极低，大部分会累积到粪便当中[1-3]。据报道，每年大约有10万t未被动物利用的微量元素随粪便进入环境[4]，及由其加工而成的有机肥料当中。研究表明，有机肥具有降低污染土壤重金属毒性等作用，但大量施用也可能会加剧土壤中重金属的积累[5-6]。近些年，部分学者已对我国有机肥样品中的重金属情况进行了一些调查分析[3,7-8]，为全国的土壤污染防治打下了基础。本调查拟在土壤防治的关键节点，掌握浙江省商品有机肥及其原料中重金属Cu和Zn的含量变化，以期为相关工作的开展提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

于2019年从浙江省10个地级市的企业和市场中抽取220份商品有机肥检测样品和100份原料样品，并将其结果与2013年已有的有机肥样品数据进行比较分析。

1.2 仪器与仪器条件

Thermo ICAP6000型电感耦合等离子发射光谱仪，美国Thermo Fisher Scientific。射频(RF)发生器，射频功率1 150 W，辅助气流量0.5 L·min-1，观察高度12 mm，分析泵速50 r·min-1。铜和锌的分析波长分别为324.754 nm和213.857 nm。

1.3 试剂

分别配制质量浓度为1 000 mg·L-1的铜、锌标准储备液。分别吸取铜、锌标准储备液0、0.50、1.00、2.00、4.00、10.00 mL于6个100 mL容量瓶中，加水定容，混匀，获得铜、锌质量浓度分别为0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0 μg·mL-1的系列混合标准溶液。

1.4 重金属含量检测

准确称取1～5 g(精确至0.1 mg)样品置于400 mL高型烧杯中，加入30 mL盐酸和10 mL硝酸，盖上表面皿，在电热板上徐徐加热，等激烈反应结束后，移开表面皿继续加热，使溶液蒸发至近干。冷却后，加入50 mL(1+5)盐酸市售盐酸1体积加5体积水混合而成溶液，加热溶解，冷却后转移到250 mL容量瓶中，稀释定容后过滤待用。同时，做空白实验。

依照NY 525—2012《有机肥料》规定的重金属测定方法检测样品中Cu、Zn含量。

2 结果与分析

2.1 商品有机肥中的Cu、Zn含量

如表1所示，调查的商品有机肥样品中Cu、Zn含量差异很大，铜、锌含量分别为1.3～1 047.1、13.9～2 083.9 mg·kg-1，平均值分别为143.9、556.2 mg·kg-1。

表1 调查的商品有机肥样品铜、锌含量 单位：mg·kg-1

本文将上述结果与2013年有机肥样品数据进行对比分析。如图1、表1所示，2019年的调查结果中，Cu含量低于100 mg·kg-1的占58.2%，大于2013年的37.1%，高于500 mg·kg-1的占4.5%，远小于2013年的23.8%，最大值(1 047.1 mg·kg-1)和均值(143.9 mg·kg-1)也远小于2013年的2030.0 mg·kg-1和318.1 mg·kg-1。如图2所示，2019年Zn含量低于400 mg·kg-1的占52.7%，大于2013年的45.7%，高于1 000 mg·kg-1的占17.7%，小于2013年的23.5%，最大值(2 083.9 mg·kg-1)和均值(556.2 mg·kg-1)也远小于2013年的3 719.9 mg·kg-1和811.7 mg·kg-1。将2019年与2013年的调查数据相比，浙江省商品有机肥样品中的Cu、Zn含量明显降低，Cu的平均含量下降了一半多，这可能跟养殖场的规范养殖和监管力度提升有关。

图1 2013与2019年浙江省商品有机肥中 Cu含量区间分布

目前我国尚未规定有机肥料中的铜、锌限量标准。德国关于堆肥中铜和锌的最高限量分别为100、400 mg·kg-1，若依此标准，则2019年调查的商品有机肥中铜、锌的超标率分别为41.8%和47.3%，相较于2013年有所下降，但超标率还是比较高的。

图2 2013与2019年浙江省商品有机肥中 Zn含量区间分布

2.2 商品有机肥原料中的Cu、Zn含量

如表2所示，不同种类的商品有机肥原料中Cu、Zn含量均差异很大，但均以猪粪中含量最高(平均值分别为498.3、1 295.4 mg·kg-1，依照德国关于堆肥中Cu和Zn最高限量分别为100、400 mg·kg-1的规定计，其超标率均在80%以上)。猪粪中的Cu含量分别较鸡粪、牛粪、羊粪、混合类和渣类(如菌菇渣、山核桃壳等)的平均值高2.8、3.8、3.2、1.0、11.1倍，Zn含量分别较鸡粪、牛粪、羊粪、混合和渣类的平均值高1.4、3.0、8.9、1.1、15.5倍。混合类因多数都混合有猪粪，所以其Cu、Zn的含量也相对较高。总体来看，畜禽粪便中，猪粪和鸡粪中的Cu、Zn含量平均值比牛粪和羊粪高，推测其原因是牛和羊的饲养过程中饲料添加剂使用较少。非粪便类原料(渣类)中的Cu、Zn含量仅分别为41.2、78.3 mg·kg-1，远小于畜禽粪便类原料。

表2 商品有机肥原料中的Cu、Zn含量

3 小结

于2019年对浙江省部分商品有机肥样品中的u、Zn含量进行检测，结果显示，不同样品中的Cu、Zn含量差异很大，虽然从平均值(Cu 143.9 mg·kg-1，Zn 556.2 mg·kg-1)来看较2013年的调查结果有所下降，但还是比较高的，均超过德国关于堆肥中Cu、Zn的最高限量(100、400 mg·kg-1)。对部分商品有机肥原料样品进行调查，结果显示，畜禽粪便类有机肥原料中的Cu、Zn含量较高，其中，以猪粪中的Cu、Zn含量平均值最高。

Cu和Zn虽然是作物生长过程中必需的微量元素，但是需求量并不高，因此，长期施用Cu、Zn含量较高的畜禽粪便类有机肥依然是有一定风险的，因此，有必要进一步研究，并及时掌握商品有机肥中的Cu、Zn含量，准确研判其应用风险。同时，今后也有必要进一步研究畜禽粪污中安全有效的重金属富集转化方法，从而降低商品有机肥料中的重金属含量。