商品有机肥中重金属含量状况调查

通过对商品有机肥的调查和监测发现,有些商品有机肥在使用中不但由于腐熟度不够引起土壤板结,而且其中含有的重金属物质已对农产品品质产生了不良影响,应予以关注。     

我国商品有机肥和有机废弃物中重金属、养分和盐分状况

【目的】 分析我国主要菜区商品有机肥和有机废弃物的重金属、养分和盐分状况,为蔬菜高效安全施肥和菜田土壤质量改善提供一定的理论依据。【方法】 针对全国主要菜区包括北方6省（市）和南方12省（市）典型商品有机肥和有机废弃物展开调查,取样时间是2014年1月上旬,共采取商品有机肥样品126个和有机废弃物样品255个,对3类商品有机肥和5类有机废弃物中重金属、养分和盐分状况进行了研究。【结果】 1）按照我国现有的NY525-2012有机肥料中重金属限量标准,商品鸡粪中Cd、Pb和Cr超标率分别为10.3%、17.2%和17.2%,商品猪粪中Cd和As超标率分别为20.0%和6.7%,其它商品有机肥中Cr、Cd、As和Hg超标率分别为13.4%、2.4%、2.4%和2.4%;鸡粪中Cd、As和Hg超标率分别为2.4%、7.1%和2.4%,猪粪中Cd、Pb、As和Hg超标率分别为1.5%、3.1%、15.4%和1.5%,牛粪中Cd和Hg超标率分别为1.7%和1.7%,羊粪中Cd超标率为12.5%,其它有机废弃物中Cr和As超标率分别为4.5%和13.6%。现在的畜禽粪便与传统有机肥已经大不相同,尤其是鸡粪和猪粪中Cu、Zn含量远高于上个世纪90年代初,分别增加1.5~16.2倍和1.3~4.7倍。2）商品有机肥中全氮含量、全钾含量和氮磷钾总含量较有机废弃物平均分别高出51.2%、32.0%和15.0%,有机废弃物中全磷含量、有机质含量、C/N比值和C/P比值较商品有机肥平均分别高出23.7%、41.5%、22.7%和15.2%。商品有机肥中,商品猪粪的全磷含量、有机质含量和C/N比值均相对较高,其它商品有机肥的全氮含量、全钾含量、氮磷钾总含量和C/P比值均相对较高;有机废弃物中,鸡粪和猪粪的全氮含量、全磷含量和氮磷钾总含量均相对较高,鸡粪、羊粪和其它有机废弃物的全钾含量相对较高,猪粪、牛粪和羊粪的有机质含量相对较高,牛粪的C/N比值相对较高,牛粪和羊粪的C/P比值相对较高。3）商品有机肥的EC值（平均23.5 mS/cm,n=126）较有机废弃物（平均7.7 mS/cm,n=255）高出2.1倍。商品有机肥中其它商品有机肥的EC值很高,其次是商品猪粪,商品鸡粪的EC值相对较低;有机废弃物中鸡粪和其它有机废弃物的EC值相对较高,其次是羊粪,猪粪和牛粪的EC值相对较低。【结论】 商品鸡粪以Cd、Pb和Cr超标为主,商品猪粪以Cd和As超标为主,其它商品有机肥以Cr超标为主;猪粪、鸡粪和其它有机废弃物以As超标为主,羊粪以Cd超标为主。商品有机肥中全氮含量、全钾含量和氮磷钾总含量均高于有机废弃物,有机废弃物中全磷含量、有机质含量、C/N比值和C/P比值均高于商品有机肥。商品有机肥的EC值远高于有机废弃物。     

华北地区畜禽粪便有机肥中重金属含量及溯源分析

为了揭示商品有机肥普遍存在的重金属超标的原因,该研究以华北农产品产地为研究范围,通过对畜禽粪便为原料的商品有机肥进行调查取样和分析测试,获得了华北地区畜禽粪便有机肥中重金属污染现状,利用主成分分析法对重金属溯源进行了初步探讨,明确了影响华北地区商品有机肥重金属污染的重要因素。结果表明,华北农产品产地商品有机肥中重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg质量分数的平均值分别为0.21、45.42、69.22、87.40、274.58、16.50、3.21、0.33 mg/kg。按照中国有机肥行业标准,Pb的超标率高达80.56%,其他不超标;按照德国腐熟堆肥标准,大部分重金属超标,Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg的超标率分别为8.33%、13.89%、16.67%、19.44%、2.78%、11.11%,但Cd不超标。主成分分析结果表明,前3个主成分的贡献率分别为34.7%、16.6%、13.0%,可以解释总变量的64.3%,能够基本反映大部分数据信息。结合商品有机肥生产原料及工艺特点分析发现,华北农产品产地商品有机肥中重金属污染的主要来源为高Pb、高Hg饲料添加剂的使用;磷肥的添加;高Cu、高Zn饲料添加剂的使用。华北地区养殖场饲料中重金属含量测定及饲料-有机肥中重金属含量的相关性分析也进一步证实了上述观点。该文为评价华北地区有机肥重金属污染状况提供依据。     

商品有机肥对土壤-青菜体系重金属收支平衡的影响

以青菜(Brassica chinensis L.)为试材,通过田间试验研究等养分条件下,以猪粪为原料的商品有机肥与化肥配施对青菜产量、可食部重金属含量以及土壤-青菜体系重金属(Cu、Zn、Cd、Pb)收支平衡状况的影响。试验设置化肥(CK)、低量有机肥配施化肥(LOM,有机肥施用量2250 kg hm-2)、中量有机肥配施化肥(MOM,有机肥施用量4500 kg hm-2)、高量有机肥配施化肥(HOM,有机肥施用量6750 kg hm-2)4个处理。结果表明,不同比例畜禽商品有机肥配施化肥对青菜的产量没有显著的影响。过磷酸钙和有机肥是土壤-青菜体系重金属输入的主要来源,从收支平衡来看,所有处理的Cu、Zn、Cd和Pb的输入量均大于输出量,表现为盈余,盈余量随有机肥施用比例的增加而增加;4个处理青菜可食部的Cd、Pb含量均低于国家的食品限量指标。说明适量畜禽商品有机肥配施化肥可取得与单施化肥相当的产量,同时也不会造成青菜Cd和Pb的超标,可视为废弃物资源化利用的途径之一,但长期施用会给农产品带来一定的重金属安全风险。     

畜禽商品有机肥与化肥配施对土壤-萝卜系统重金属平衡影响

采用田间试验方法,研究了在等养分条件下畜禽商品有机肥与化肥配施对萝卜产量、重金属含量、积累量以及土壤-萝卜系统重金属平衡的影响。试验结果表明,中量有机肥与化肥配施(T3)可明显提高萝卜地上部生物量和肉质根的干鲜重。与单施化肥相比,配施商品有机肥能显著地降低萝卜植株体内污染元素铅含量和积累量,各处理收获物的铜、锌、镉、铅含量均低于食品中污染物限量标准(GB18406.1-2001)。单施化肥或有机肥配施比例较低(T2、T3)时易引起土壤中锌的亏缺,只有高量有机肥与化肥配施处理(T4)基本达到锌平衡。适量有机肥与化肥配合施用可保持农田生态系统铜和锌等微量营养元素的平衡,也能有效地降低重金属污染风险,是建立可持续农业的有效途径。     

我国有机肥原料及商品有机肥中四环素类抗生素的检出率及含量

[目的]畜禽粪便等有机肥是抗生素污染农田土壤的重要源头之一.本研究通过调查分析我国有机肥原料及商品有机肥中四环素类抗生素的检出率及含量,为有机肥的安全施用提供依据.[方法]在全国采集有机肥生产的主要原料和辅料样品180个及商品有机肥样品244个,进行土霉素(OTC)、四环素(TTC)、金霉素(CTC)和强力霉素(DXC...     

国内外有机肥标准对比及风险评价

中国是人口最多的发展中国家,生产生活中产生的有机废弃物数量巨大,堆制有机肥是降低有机废物污染风险的重要方式,而有机肥标准则是防止有机肥成为新的土壤污染源,规范有机肥产业健康发展的重要保障。目前我国有机肥不合格现象时有发生,针对有机堆肥的标准仅有一个8年前的行业标准（NY 525—2012）的现状,本文对比了中国、日本、澳大利亚、欧盟、美国有机肥标准的重要指标,对存在的重金属残留、抗生素污染、病原体污染、营养富集及土壤盐渍化等有机肥质量安全风险问题进行分析,为我国有机肥行业未来绿色、健康、可持续发展提出建议。尽管我国现有有机肥质量标准,在具体指标要求方面优于美国,但和欧盟相比还有差距,比如我国重金属Cu、Zn、Ni限量缺失,对Cd等重金属限值要求不够严格,长期施用会导致土壤重金属含量超过风险筛选值,严重影响农作物安全;同时,由于部分畜禽养殖业不合理使用抗生素,加之有机肥生产企业技术的欠缺,农户施用时缺乏指导,监管部门执法不严等因素,我国有机肥施用过程存在较大风险隐患。因此,进一步完善有机肥标准体系,强化对原料中有毒有害物质的限制,要求选用原料批批检,加大准入和过程的落实力度,才能保障我国有机肥产业有序健康发展。     

商品有机肥推广应用中存在的问题及对策建议——以江苏省响水县为例

以江苏省响水县2011—2012年商品有机肥推广工作为例,阐述了商品有机肥存在养分含量低、施肥用工成本大、推广工作无经费保障等问题,并据此提出应大力推广应用有机-无机复混肥、政府要加大支持力度、相关部门加大技术研发及宣传推广力度等对策建议。     

黄石市绿地土壤重金属污染风险评价及来源解析

  目的  城市绿地土壤健康问题日益受到人们的广泛关注。掌握黄石市绿地土壤重金属污染情况,为当地及同类矿冶城市生态建设与转型发展提供技术支撑。  方法  按照多点混合法选择黄石市道路绿地布设采样点,共采集土壤样品48个,测定其多种金属元素含量。使用地累积指数法、潜在生态危害指数法以及多元统计分析法对其进行污染评价;使用ArcGis10.2进行重金属分布可视化分析;利用相关性分析与主成分分析法对各重金属元素进行来源解析。  结果  土壤铅（Pb）、锌（Zn）、铬（Cr）、砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）的平均含量分别为200.12、424.88、109.96、56.74、4.02、376.81 mg kg?1,分别超出湖北省土壤背景值7.49、5.08、1.28、4.61、23.67、12.27倍,除Cr均未超出背景值外,各金属超出背景值样点占总体的比率分别为Cu 100%、Pb 97.92%、Zn 97.92%、As 93.75%、Cd 100%;地累积指数评价结果为53.06% ~ 87.08%样点处于中重度污染水平,89.58%样点的综合潜在生态危害指数大于150。  结论  土壤Cr含量空间分布较为均匀,但仍存在高值区,高值区位于西塞山区某大型冶钢企业附近。土壤Pb、Zn、As、Cu、Cd含量差异大,高值区均位于黄石港区,极高值点均位于下陆区某大型有色金属冶炼厂附近;6种重金属的地累积指数大小、即污染程度依次为:Cd > Pb > Cu > Zn > As > Cr,潜在生态危害指数为:Cd > Cu > As > Pb > Zn > Cr,可见Cd是该研究区域内最主要的重金属污染元素;多元统计分析表明Pb、Zn、As、Cd、Cu来源于人为源,与有色金属冶炼、交通有关,Cr主要来源于岩石的风化和土壤母质等。     

重金属镉、铜在苹果幼树体内的分布特性及生物有机肥对减少重金属效应的研究

通过土壤追施镉、铜,研究了重金属在红富士苹果幼树体内的分布特性以及生物有机肥影响红富士苹果幼树根系吸收重金属的效应.结果表明,重金属镉、铜在苹果植株不同器官含量分布顺序为根系>二年生枝>一年生枝>叶片;根系富集铜的能力大于镉; 生物有机肥可以减少根系对铜的吸收.在低剂量处理下,施用生物肥处理的根系铜含量比不施用的降低15%,在中、高剂量处理下,根系铜含量降低幅度分别为30%和50%; 生物有机肥可以降低苹果根系对镉元素的吸收.在低、中、高剂量处理下,施用生物有机肥处理的苹果根系中镉含量比不施用生物肥处理分别降低了12%,15%,24%.随着土壤中镉浓度加大,生物肥处理的根系镉含量降低的效果越明显,在高剂量处理下,镉含量降低幅度最大.生物有机肥减少根系吸收铜的效果比镉更明显.     

福建农田常用商品肥重金属含量分析及评价

为研究福建省农田常用商品肥中重金属的含量及其风险,采集福建省农田常用商品肥样品,用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和原子荧光光谱法（AFS）测定了11种重金属（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Tl、Ni、Co、V、Cu和Zn）含量,对比分析不同商品肥中重金属含量分布并依据国家标准限值进行评价。结果表明：氮肥中Tl和Co未检出,而氮肥中其他9种重金属以及其他商品肥中11种重金属均有检出。不同商品肥中重金属含量的差异性较大,Tl和Cr表现为中等变异,其他重金属均表现为强变异。磷肥、有机肥和有机-无机复混肥中的各重金属含量相对较高。有机-无机复混肥中40%样品的As含量超出《肥料中有毒有害物质的限量要求》（GB38400—2019）规定的限值,而有机-无机复混肥中其他重金属以及其他商品肥中各重金属含量均在限值之内。不同种类商品肥受生产原料的影响使重金属含量差异较大,应从源头上进行严格控制。所研究的商品肥中重金属含量整体上处于安全水平,但商品肥中重金属可能对农田系统产生的风险不可忽视。考虑到重金属的蓄积性,应从重金属含量、施肥方式及施肥时长等方面重点关注Cd、Hg、As和Pb的潜在污染。     

有机无机肥配施对蔬菜轮作系统重金属污染和产品质量的影响

采用田间试验方法,研究了等氮、磷、钾量条件下,单施化肥和禽畜商品有机肥与化肥配合施用对番茄萝卜青菜轮作系统中的重金属污染和农产品质量的影响。结果表明,中、低量有机肥与化肥配合施用（T2和T3）使蔬菜作物轮作试验中第一季作物番茄的果实产量显著降低,但无机有机肥配施处理使后续作物萝卜和青菜的产量高于单施化肥处理。不同施肥处理番茄果实和青菜地上部的重金属含量和积累量没有显著差异,低量和中量有机肥与化肥配施处理（T2和T3）萝卜肉质根铅含量和所有有机无机肥配施处理（T2、T3和T4）的铅积累量显著低于单施化肥处理。各处理蔬菜可食部分的镉、铅含量均低于食品中污染物限量标准（GB18406.12001）。单施化肥会引起铜的亏缺,配施商品有机肥可有效地减少土壤中铅的积累。因此适量有机肥与化肥配合施用可在一定程度上防止铜和锌等微量营养元素的亏缺,也可有效地降低重金属铅、镉的污染。     

浙江省复混肥料、有机-无机复混肥料和有机肥料品质的研究

浙江省61个具有代表性的复混肥料、有机-无机复混肥料和有机肥料产品的养分含量、物理性状及重金属含量的检测结果表明,浙江省复混肥料、有机-无机复混肥料、有机肥料的养分含量和物理性状总体较好。三类肥料的养分含量合格率分别为:有机肥料95.0%、有机-无机复混肥料72.2%、复混肥料86.3%。从三类肥料的重金属含量的检测情况看,有机肥料中的铜、锌、铅、镉、铬含量均高于有机-无机复混肥料和复混肥料,而且高含量段的分布频率也大。按相应标准判定,有机肥料中35%的样品镉含量超过限量标准,10%的样品铅含量超过限量标准,所有样品的铬含量均在限量标准内;有机-无机复混肥料样品中三种重金属元素均在限量标准内。对有机肥料中的有机肥肥源的重金属含量检测结果表明,有机肥料与其相应的有机肥源中的铜、锌、铅、镉、铬等五种重金属元素的含量均呈显著正相关。     

农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估

为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9 a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3 a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。     

浙江省重点地区猪粪中重金属含量及安全施用评估

【目的】 浙江的规模养殖集中度高,畜禽排泄物资源化利用率达96%以上,通过堆肥和制作有机肥还田是主要的消纳途径,因此粪便中的重金属含量影响土壤安全及作物的生长。饲料是猪粪重金属最主要的来源,因此,本研究检测了浙江省猪饲料和排泄物中的重金属,为作物施用的安全性评价提供基础数据。 【方法】 采集35家不同规模养殖场的仔猪、生长猪和育肥猪3个阶段饲喂的饲料和粪便样本共566个,采用干灰化法、高压消解法消解,用AAS、AFS、ICP-MS法分析了铁、铜、锰、锌、砷、铅、铬、镉和汞9种重金属含量。 【结果】 1) 粪便中8种重金属平均含量趋势为Zn > Cu > Mn > As > Cr > Pb > Cd > Hg,主要残留元素为Zn、Cu、Mn和As,按干物质计其平均值分别为2405、1288、528和28.2 mg/kg,变异系数 ( CV) 分别为83%、34%、6%和15%。猪粪中Cr、Pb、Cd元素含量较低,在0.29～3.52 mg/kg之间,Hg含量仅3.97 μg/kg。猪粪中重金属含量仔猪阶段趋高,育肥猪阶段趋低,各个阶段变异都较大,变异系数CV值介于21%～112%之间,显示各地的生猪饲养中微量元素添加还比较混乱。2) 饲料有机砷的使用存在明显区域差异,萧山地区占72.7%的饲料样本在各阶段猪饲料中均添加有机砷,衢州地区的占33.3%,两个地区各有1家养殖场未使用有机砷。猪粪中54.9%样本砷含量 > 15 mg/kg,16.9%样本砷含量 > 50 mg/kg,2.8%的粪便砷超过70 mg/kg。3) 按畜禽粪便安全使用准则进行判定,69.9%猪粪铜超标,16.9%猪粪砷超标。按有机肥料标准进行判定,猪粪中54.9%样本砷含量超标。按照饲料中金属元素在粪便中的浓缩率:Fe、Zn、Cu为7～10倍,锰约为3倍,当前饲养水平下,Fe、Zn、Cu元素存在过量添加。4) 以浙江全省旱地单位面积承载量估算,当前能消纳猪粪中Zn、Cu的排放,但当每公顷猪粪施用量超过2.27 t (干计) 时,局部地区重金属就有累积风险。 【结论】 应降低猪饲料中微量元素的添加量,禁止饲用有机砷制剂,才能有效降低猪粪施用所导致的重金属污染;按照目前监测猪粪肥重金属元素含量水平,有机肥的施用量用应控制在2.27 t/hm2 (干基) 以内,以防止对土壤造成污染。      

湖南省商品有机肥料质量与重金属污染程度分析

通过检测湖南省2013～2017年的663个商品有机肥料样品,分析与研究湖南省有机肥料的质量和重金属含量状况。结果表明,663个样品的有机质质量分数、总养分、水分、酸碱度和重金属5项指标的总体合格率为75.9%,产品出现不合格指标的分布较为分散,导致不合格产品率较高,建议加强对商品有机肥料质量的监督管理。按照现行NY 525-2012有机肥料中重金属限量标准,663个样品中5种重金属As、Hg、Pb、Cd、Cr含量总体超标状况为CdPbAsCrHg,超标率较低,均在5.0%以内。663个有机肥样品质量受Cd、Pb和As污染的风险较大,相关生产企业及监管部门应加强对肥料中Cd、Pb、As的监测。663个有机肥样品中重金属的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数P综均在安全级别范围。可见,所检测的663个商品有机肥样品中重金属污染程度发展趋势良好,可以在农业生产中安全使用。     

Prediction of heavy metal contents and displacement in soils

Under laboratory conditions, the availability of cadmium, lead and copper in an Orthic Luvisol was investigated when applied to the soil at various initial concentrations. The metals were applied separately or concurrently with the other two heavy metal ions in order to bring about competition for the adsorption sites. The presence of competing metals increased the general availability especially of cadmium in the soil. Lead and copper were to a lesser extent also affected by the competition of other ions. On the basis of our ion-competition results we developed a longterm trend model suitable to predict the consequences of regular heavy metal loading (e.g. in the form of sewage sludge). The model takes into consideration the annual precipitation and the water suction profile of the soil. On the basis of the model predictions it has to be concluded that the threshold values for heavy metals in the sewage sludge regulation (Switzerland) are too high.     

High-throughput characterization of antibiotic resistome in soil amended with commercial organic fertilizers

Journal of Soils and Sediments - The use and abuse of antibiotics in the livestock industry are believed to have contributed to the enhancement of antibiotic resistance in agricultural settings...