遵义市常用有机肥料重金属含量分析及污染风险评价

胡引

摘要 [目的]分析遵义市常用有机肥料重金属污染状况，为遵义市农作物栽培及重金属污染防治提供一定的理论依据和数据保障。[方法]调查分析2017年1月—2021年6月在遵义市产品质量检验检测院检测的有机肥料样品中重金属含量数据，共采集样品数量494个，并对有机肥料重金属污染情况进行风险评估。[结果]重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr总的超标率分别为7.5%、1.6%、1.6%、9.3%、1.0%，反映出遵义市有机肥料重金属污染主要以Pb、Cd污染为主，其次为As、Hg、Cr。通过对5种重金属单因子污染指数进行比较，得出2017年1月—2021年6月有机肥料中重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr的单因子污染指数均小于1.0，处于非污染级别。5种重金属综合污染指数均小于0.7，处于安全水平。[结论]遵义市常用有机肥料重金属污染状况良好，但在施用过程中应控制好使用量，防止重金属累积污染，特别应加强Pb和Cd元素的防控。

关键词 遵义市;有机肥料;重金属;含量测定;污染风险评价

中图分类号 S14-31  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）07-0055-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.07.014

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Content Analysis and Pollution Risk Assessment of Heavy Metal in Common Organic Fertilizers in Zunyi City

HU Yin

（Zunyi Institute of Products Quality Inspection and Testing，Zunyi，Guizhou 563000）

Abstract [Objective] To analyze the heavy metal pollution status of common organic fertilizers in Zunyi City and provide certain theoretical basis and data guarantee for crop cultivation and heavy metal pollution prevention in Zunyi City.[Method]This paper investigated and analyzed the heavy metal content data of organic fertilizer samples detected in Zunyi Product Quality Inspection and Testing Institute from January 2017 to June 2021.A total of 494 samples were collected.And the risk assessment of heavy metal pollution in organic fertilizers was conducted.[Result]The total exceeding rates of heavy metals Pb，As，Hg，Cd and Cr were 7.5%，1.6%，1.6%，9.3% and 1.0%，respectively，indicating that heavy metal pollution of organic fertilizers in Zunyi City was mainly caused by Pb and Cd，followed by As，Hg and Cr.By comparing the single-factor pollution indexes of five heavy metals，it was concluded that the single-factor pollution indexes of heavy metals Pb，As，Hg，Cd and Cr in organic fertilizers from January 2017 to June 2021 were all less than 1.0，which was at the non-pollution level.The comprehensive pollution index of the five heavy metals was less than 0.7，which was at a safe level.[Conclusion] The heavy metal pollution of common organic fertilizers in Zunyi City is in good condition，but the use amount should be controlled well in the application process to prevent the accumulation of heavy metal pollution，especially the prevention and control of Pb and Cd elements.

Key words Zunyi City;Organic fertilizer;Heavy metal;Content determination;Pollution risk assessment

有機肥料的使用可以增加土壤养分，改善土壤理化性质和微生物环境，提高农作物产量。有机肥料在生产过程中会大量使用到畜禽粪便、农作物茎秆、酒糟、豆粕、污泥、柴灰、餐厨垃圾等原材料，原材料中的重金属污染会直接影响到有机肥料中重金属的含量[1-3]，重金属含量较高的有机肥料会导致土壤中重金属的富集[4-8]，从而经过农产品通过食物链迁移影响到人类身体健康[9-12]。

为了解遵义市生产和销售的有机肥料重金属污染情况，笔者对2017年1月—2021年6月在遵义市产品质量检验检测院检测的有机肥料重金属含量数据进行了统计和分析，并对有机肥料重金属污染情况进行风险评估，以期为遵义市农作物栽培和重金属污染防治提供一定的理论依据和数据保障。

1 材料与方法

1.1 有机肥料样品采集

分析样品来自2017年1月—2021年6月遵义市各级监管部门监督抽查样品、有机肥料生产企业及个人委托检测样品，共采集样品数量494个，各年度样品采集数量依次为123、108、95、122、46个。

1.2 重金属检测指标及方法

按GB/T 23349—2009《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标》[13]的检测方法检测有机肥料样品中总铅（Pb）、总砷（As）、总汞（Hg）、总镉（Cd）、总铬（Cr）5个指标。

1.3 重金属含量标准限值

有机肥料重金属含量标准限值参照农业部标准NY 525—2012《有机肥料》[14]规定执行，各指标限值分别为Pb≤50 mg/kg、As≤15 mg/kg、Hg≤2 mg/kg、Cd≤3 mg/kg、Cr≤150 mg/kg。

1.4 有机肥料重金属污染风险评价方法

该研究采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对有机肥料重金属污染进行风险评价[15-18]。

1.4.1 单因子污染指数法。单因子污染指数法是采用污染物的实测数据与评价标准的比值作为单因子污染指数，污染指数越大，受污染程度越重。计算公式如下：

P i=C i/S i（1）

式中，P i为有机肥料中重金属i的污染指数;C i为有机肥料中重金属i的实测数据平均值，S i为有机肥料中重金属i的限量值。单因子污染指数分级标准如表1所示。

1.4.2 内梅罗综合污染指数法。

内梅罗综合污染指数法是当前国内外进行综合污染指数计算最常用的方法之一，能整体全面地反映有机肥料的重金属实际污染状况，同时兼顾了单因子污染指数的平均值和最高值，突出污染较重的重金属对有机肥料的影响。内梅罗综合污染指数法计算公式如下：

P 综= i2+P2 imax2（2）

式中，P 综为有机肥料中重金属的内梅罗综合污染指数; i为有机肥料中5种重金属的单因子污染指数平均值;P imax为有机肥料中单一重金属的单因子污染指数最大值。内梅罗综合污染指数分级标准如表2所示。

2 结果与分析

2.1 有机肥料重金属含量分析

对近5年（2017年1月—2021年6月）有机肥料样品中重金属检测数据进行统计，结果发现（表3），Pb含量为 26.9～35.3 mg/kg，As含量为 4.3～6.2 mg/kg，Hg含量为 0.36～0.60 mg/kg，Cd含量为 1.3～2.0 mg/kg，Cr含量为42.4～66.3 mg/kg。调查结果显示，5种重金属平均含量均未超过各指标限值。

根据近5年检测有机肥料样品中重金属含量数据进行分析，参照各指标的限量值，分别给出5种重金属在不同年份的不合格情况，并用不合格样品数量除以该年调查样品总量，得出各年份的不合格率。用总不合格样品数量除以调查样品总数，得出该指标总的不合格率。各年份的不合格率和总不合格率如图1～2所示。近5年间遵义市有机肥料中重金属超标率呈不规则变动趋势，重金属Cd每年的超标率和5年间总超标率均为最高;其中2020年重金属Cd超标率最高，达到11.5%;2021年上半年最低，为6.5%。除此之外，Pb的超标率也相对较高，2020年为9.8%，是5年中最大值，2021年上半年最低，為2.2%（图1）。

通过对近5年遵义市常用有机肥料中重金属检测数据统计，重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr总的超标率分别为7.5%、16%、1.6%、9.3%、1.0%（图2），反映出遵义市有机肥料重金属污染主要以Pb、Cd污染为主，其次为As、Hg、Cr。

2.1.1 有机肥料中Pb含量。从有机肥料中Pb检测结果（表4）可以看出，2017—2021年有机肥料中Pb超标率分别为8.1%、7.4%、6.3%、9.8%、2.2%，超标样品平均含量分别为78.2、71.1、80.5、83.3、68.4 mg/kg。各年间重金属Pb超标率和超标样品平均含量均呈现无规律变化趋势。

2.1.2 有机肥料中As含量。从有机肥料中As检测结果（表5）可以看出，2017—2021年有机肥料中As超标率分别为1.6%、0.9%、3.2%、1.6%、0，2017—2020年超标样品平均含量分别为17.6、20.5、19.9、18.5 mg/kg ，2021年上半年未检出有机肥料中As不合格情况。

2.1.3 有机肥料中Hg含量。从有机肥料中Hg检测结果（表6）可以看出，2017—2021年有机肥料中Hg超标率分别为1.6%、2.8%、1.1%、1.6%、0，2017—2020年超标样品平均含量分别为3.3、3.6、2.9、3.3 mg/kg，2021年上半年未检出有机肥料中Hg不合格情况。

2.1.4 有机肥料中Cd含量。

从有机肥料中Cd检测结果（表7）可以看出，2017—2021年有机肥料中Cd超标率分别为8.1%、8.3%、10.5%、11.5%、6.5%，超标样品平均含量分别为4.1、5.1、4.8、4.6、5.3 mg/kg。

2.1.5 有机肥料中Cr含量。从有机肥料中Cr检测结果（表8）可以看出，2017—2021年有机肥料中Cr超标率分别为0.8%、0.9%、1.1%、1.6%、0，2017—2020年超标样品平均含量分别为173.7、245.9、201.3、285.4 mg/kg，2021年上半年未检出有机肥料中Cr不合格情况。数据反映出遵义市常用有机肥料中Cr超标情况相对较低。

从变异系数分析，重金属Hg和Cd变异系数大于1，属于强变异[15]，Pb和Cr变异系数相对平稳，As不同年份间变异系数相差较大。表明遵义市常用有机肥料中重金属As、Hg、Cd含量差异较大，而重金属Pb和Cr含量相对平稳。

2.2 有机肥料重金属污染风险分析

通过对近5年（2017—2021年）有机肥料样品中重金属检测结果数据分析，分别计算出各年份重金属污染的单因子污染指数（P i）和内梅罗综合污染指数（P 综），并将数据与该指标污染分级标准（表1～2）进行比较，得出不同年份5种重金属污染程度。结果如表9所示。

由表9可知，2017年1月—2021年6月遵义市常用有机肥料中重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr的单因子污染指数均小于1.0，处于非污染级别，但Pb和Cd单因子污染指数较高，因此，有机肥料生产企业在保持重金属污染控制质量的同时，应加强控制重金属Pb和Cd含量。由于重金属污染主要是原材料带来的，因此，选用重金属较低的原材料是改善有机肥料成品质量的有效途径。

表9显示，5种重金属综合污染指数均小于0.7，处于安全水平，因此2017年1月—2021年6月遵义市常用有机肥料中重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr污染程度均处于安全水平。

3 小结

有机肥料中重金属含量的高低与使用的原材料密切相关，由于有机肥料生产所使用的原材料复杂多样，导致不同有机肥料中重金属含量也出现较大差别。此次调查选用2017年1月—2021年6月在遵义市产品质量检验检测院检测的有机肥料重金属含量数据进行了统计和分析，结果发现，重金属Cd每年的超标率和5年间总超标率均为最高，其中2020年重金属Cd超标率最高，达到11.5%，2021年上半年最低，为6.5%;重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr总的超标率分别为7.5%、1.6%、1.6%、9.3%、1.0%，反映出遵义市有机肥料重金属污染主要以Pb、Cd污染为主，其次为As、Hg、Cr;从变异系数分析，遵义市常用有机肥料中重金属As、Hg、Cd含量差异较大，而重金属Pb 和Cr含量相对平稳。通过对5种重金属单因子污染指数进行比较，得出2017—2021年有机肥料中重金属Pb、As、Hg、Cd、Cr的单因子污染指数均小于10，处于非污染级别;5种重金属综合污染指数均小于0.7，处于安全水平。

尽管绝大部分有机肥料样品中重金属含量检测合格，但由于重金属具有在土壤和植物中富集的特性，因此，长期施用重金属含量较高的有机肥料对环境、农作物和人类健康的危害应该引起足够的重视。如何降低有机肥料中重金属的含量，减轻重金属污染，确保农业可持续发展和农产品质量安全，仍需要更深入的研究。

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