胡明勇，蔣麗萍，張 嘯，鄒 碩，崔曉玉

（長(zhǎng)沙市土壤肥料工作站，湖南 長(zhǎng)沙410013）

肥料是植物的糧食[1]，農(nóng)作物的高產(chǎn)離不開(kāi)肥料的施用。不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，施肥都是最有效的糧食增產(chǎn)措施[2]。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)肥料的使用量急劇增加，然而，有機(jī)肥的生產(chǎn)原料——規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽糞便、生活垃圾、污泥、工農(nóng)業(yè)廢棄物等存在有害重金屬[3]，部分化肥因生產(chǎn)工藝限制也存在重金屬殘留風(fēng)險(xiǎn)，使得重金屬隨著肥料的施用滲入土壤中，容易造成環(huán)境污染，耕地質(zhì)量下降，可能導(dǎo)致土壤及農(nóng)作物重金屬超標(biāo)，甚至通過(guò)食物鏈危害人類健康。

為貫徹落實(shí)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，解決當(dāng)前日益嚴(yán)重的農(nóng)田污染狀況，我國(guó)于2009年底發(fā)布了《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》(GB/T 23349-2009)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)肥料中的有害重金屬含量進(jìn)行了嚴(yán)格限制。目前，國(guó)內(nèi)已有少量關(guān)于肥料中的重金屬對(duì)土壤環(huán)境污染的研究報(bào)道[4-10]，然而缺少針對(duì)不同區(qū)域肥料使用安全現(xiàn)狀的研究資料。筆者以《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》(GB/T 23349-2009)為參考，調(diào)查分析了長(zhǎng)沙市部分常用肥料中的重金屬含量情況，為充分了解和評(píng)價(jià)當(dāng)前商品肥的安全現(xiàn)狀、控制土壤重金屬污染提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 肥料樣品的采集

供試樣品為2013年4月至12月期間，從長(zhǎng)沙市的肥料生產(chǎn)企業(yè)或銷售點(diǎn)抽取的常用肥料，共20個(gè)樣品。其中尿素3個(gè)，氯化鉀3個(gè)，過(guò)磷酸鈣3個(gè)、鈣鎂磷肥3個(gè)，復(fù)混（合）肥4個(gè)，有機(jī)肥4個(gè)。樣品經(jīng)研磨并過(guò)0.18mm 孔徑篩后，密封于塑料封口袋儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測(cè)定方法

稱量1 g（精確到0.000 1）肥料樣品，加入10 m L 的HCl、HNO3進(jìn)行消解。消解液中Cd、Pb、Cr、As、Hg 含量采用ICP-MS 測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類肥料中Cd 含量差異

從表1 可以看出，各類肥料樣品中的Cd 含量差異比較明顯。從不同類型間比較來(lái)看，以有機(jī)肥Cd 含量最高，最大為2.94 mg/kg，其次為復(fù)混（合）肥和氯化鉀，兩者平均值分別為0.98 mg/kg 和0.96 mg/kg，含量最低的是過(guò)磷酸鈣，平均含量?jī)H為0.23 mg/kg。各類肥料樣品中的平均Cd 含量順序?yàn)椋河袡C(jī)肥﹥復(fù)混（合）肥﹥氯化鉀﹥鈣鎂磷肥﹥尿素﹥過(guò)磷酸鈣。從同類型肥料不同樣品間Cd 含量來(lái)看，復(fù)混（合）肥中最低值為0.24 mg/kg，最高為2.50 mg/kg，兩者相差9.4 倍，說(shuō)明該類肥料中Cd含量差異較大，其次為鈣鎂磷肥，樣品高低之間相差2.5倍，其他4種肥料樣品間Cd 含量差異不大。各類肥料樣品Cd 含量雖然存在較大差異，但均未超過(guò)《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》（GB/T 23349-2009）限量標(biāo)準(zhǔn)。

表1 各類肥料樣品中Cd 含量

2.2 不同種類肥料中Pb 含量差異

表2 為不同種類肥料中Pb 含量的統(tǒng)計(jì)情況，從肥料中Pb 含量平均值來(lái)看，以鈣鎂磷肥最高，其次為復(fù)混（合）肥，相對(duì)較低的為過(guò)磷酸鈣和尿素。各類肥料樣品中的平均Pb 含量順序?yàn)椋衡}鎂磷肥﹥復(fù)混（合）肥﹥氯化鉀﹥有機(jī)肥﹥過(guò)磷酸鈣﹥尿素。同類型肥料不同樣品間Pb 含量也存在較大差異，其中復(fù)混（合）肥樣品間Pb含量最大相差22.9 倍，有機(jī)肥和鈣鎂磷肥分別為18.6倍和11.3 倍。各類肥料樣品間的Pb 含量雖然存在較大差異，但都處在正常范圍內(nèi)，均未超過(guò)GB/T 23349-2009限量標(biāo)準(zhǔn)值。

表2 各類肥料樣品中Pb 含量

2.3 不同種類肥料中Cr 含量差異

由表3 可知，在6 類肥料中，Cr 含量平均值為45.42～89.80 mg/kg，過(guò)磷酸鈣Cr 含量相對(duì)較高，而復(fù)混（合）肥Cr 含量相對(duì)較低，各類肥料樣品中的平均Cr 含量順序?yàn)椋哼^(guò)磷酸鈣﹥鈣鎂磷肥﹥氯化鉀﹥有機(jī)肥﹥尿素﹥復(fù)混（合）肥。從同種肥料的Cr 含量范圍值來(lái)看，不同樣品間差異較大，其中復(fù)混（合）肥不同樣品間最大相差4.2 倍。以《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》(GB/T 23349-2009)的Cr 含量限值作為評(píng)價(jià)依據(jù)，抽樣結(jié)果表明，6 類肥料20個(gè)樣品中，Cr 含量均在150 mg/kg 以下，無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。

表3 各類肥料樣品中Cr 含量

2.4 不同種類肥料中As 含量差異

表4 為各類肥料樣品中的As 含量統(tǒng)計(jì)情況，從各類肥料樣品中的As 含量平均值來(lái)看，以復(fù)混（合）肥最高，達(dá)到38.12 mg/kg，有機(jī)肥最低，僅為1.78 mg/kg，各類肥料樣品中的平均As 含量順序?yàn)椋簭?fù)混（合）肥﹥鈣鎂磷肥﹥過(guò)磷酸鈣﹥氯化鉀﹥尿素﹥有機(jī)肥。從范圍值來(lái)看，同類型肥料不同樣品間As 含量差異較大，其中復(fù)混（合）肥As 含量最高相差969 倍，其次為鈣鎂磷肥，相差374 倍，過(guò)磷酸鈣As 含量相差較小，為3 倍左右。根據(jù)《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》(GB/T 23349-2009)的As 含量限值標(biāo)準(zhǔn)，6 類肥料中，僅復(fù)混（合）肥存在As 超標(biāo)現(xiàn)象，超過(guò)限值標(biāo)準(zhǔn)94%，超標(biāo)率達(dá)25%。

表4 各類肥料樣品中As 含量

2.5 不同種類肥料中Hg 含量差異

由各類肥料樣品中的Hg 含量統(tǒng)計(jì)情況可知（表5），6 類肥料樣品中的Hg 含量平均值也存在較大差異，其中氯化鉀Hg 含量平均值最高達(dá)0.5 mg/kg，過(guò)磷酸鈣最低為0.07 mg/kg，各類肥料樣品中的平均Hg 含量順序?yàn)椋郝然洨冣}鎂磷肥﹥復(fù)混（合）肥﹥有機(jī)肥﹥尿素﹥過(guò)磷酸鈣。同類型肥料不同樣品間Hg 含量也存在較大差異，其中鈣鎂磷肥Hg 含量最高相差39 倍，而過(guò)磷酸鈣Hg 含量相差僅為2 倍。抽樣結(jié)果表明，各類肥料樣品間的Hg 含量均未超過(guò)GB/T 23349-2009Hg 含量的限值標(biāo)準(zhǔn)。

表5 各類肥料樣品中Hg 含量

3 結(jié)論

對(duì)長(zhǎng)沙市6 類常用肥料的5 項(xiàng)重金屬指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，結(jié)果表明：有機(jī)肥中Cd 含量最高，尿素和過(guò)磷酸鈣含量較低；Pb 以鈣鎂磷肥和復(fù)混（合）肥含量相對(duì)較高，尿素和過(guò)磷酸鈣含量較低；Cr 以過(guò)磷酸鈣含量最高，復(fù)混（合）肥含量較低；As 以復(fù)混（合）肥中含量最高，有機(jī)肥含量相對(duì)較低；Hg 以氯化鉀和鈣鎂磷肥含量相對(duì)較高，過(guò)磷酸鈣含量相對(duì)較低。根據(jù)《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》（GB/T 23349-2009）的限值標(biāo)準(zhǔn)，除復(fù)混（合）肥存在砷超標(biāo)外，其他5 類肥料的鎘、鉛、鉻、汞均未超標(biāo)，說(shuō)明長(zhǎng)沙市常用肥料中除砷存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)外，其他重金屬含量基本處于安全范圍內(nèi)。因此，肥料使用中，應(yīng)警惕復(fù)混（合）肥帶來(lái)的砷污染風(fēng)險(xiǎn)。

4 討論

調(diào)查分析的6 類常用肥料中，參照《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》（GB/T 23349-2009），除復(fù)混（合）肥存在一定As 超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)外，其他5 類肥料均無(wú)重金屬超標(biāo)現(xiàn)象。重金屬在不同類型肥料中的分布存在一定規(guī)律性，與其生產(chǎn)原料和工藝密切相關(guān)。如尿素是以液態(tài)NH3和CO2為原料合成的簡(jiǎn)單有機(jī)化合物，并且其合成過(guò)程中也有部分重金屬通過(guò)其它的渠道流失，因此As、Cd、Pb、Cr、Hg 的含量相對(duì)較低。氯化鉀主要是以可溶性鉀鹽礦采用溶解結(jié)晶法、浮選法生產(chǎn)，因礦物原料中含有一定的As、Cd、Pb、Cr、Hg，導(dǎo)致生產(chǎn)的肥料中重金屬含量略高。過(guò)磷酸鈣和鈣鎂磷肥均屬于礦質(zhì)磷肥，通過(guò)化學(xué)和物理方法制備，肥料中重金屬含量受礦物品質(zhì)及生產(chǎn)工藝的影響較大，容易出現(xiàn)Cd 等重金屬含量超標(biāo)，但筆者調(diào)查的2 類肥料樣品中均未出現(xiàn)重金屬超標(biāo)現(xiàn)象，可能與生產(chǎn)原料中重金屬含量不高有關(guān)。復(fù)混（合）肥通常是在不同單質(zhì)肥料的基礎(chǔ)上制得，由于磷肥等的混合會(huì)帶入部分重金屬，因此其重金屬含量相對(duì)高于單純的尿素和氯化鉀的含量。筆者調(diào)查分析的復(fù)混（合）肥樣品中As 含量超標(biāo)，可能與生產(chǎn)原料中As 含量較高有關(guān)。有機(jī)肥料通常是以禽畜糞便、動(dòng)植物殘?bào)w等富含有機(jī)質(zhì)的副產(chǎn)品資源為原料，經(jīng)發(fā)酵腐熟后制成，因目前很多飼料廠和養(yǎng)殖場(chǎng)普遍使用含有重金屬元素的飼料添加劑，如Cd、Pb、Zn 等，所以禽畜糞便中的重金屬含量較高，導(dǎo)致生產(chǎn)的有機(jī)肥中部分重金屬含量偏高。此次調(diào)查的有機(jī)肥樣品中Cd 含量相對(duì)較高，與其成產(chǎn)原料中鎘含量偏高有關(guān)。因此，肥料中重金屬含量的控制應(yīng)從生產(chǎn)原料的品質(zhì)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行把關(guān)，從而確保所生產(chǎn)肥料的質(zhì)量安全。

[1]宋志偉.土壤肥料[M].高等教育出版社，2009：8-10.

[2]王激清，馬文奇，江榮風(fēng)等.我國(guó)肥料利用率的現(xiàn)狀及調(diào)控措施[C].首屆全國(guó)測(cè)土配方施肥技術(shù)研討會(huì)論文集，2007：137-142.

[3]程旭艷，王定美，喬玉輝,等.中國(guó)商品有機(jī)肥重金屬分析[J].環(huán)境污染與防治，2012，34（2）：72-76.

[4]陳林華,倪吾鐘,李雪蓮,等.常用肥料重金屬含量的調(diào)查分析[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，26(2)：223-227.

[5]劉榮樂(lè)，李書(shū)田，王秀斌，等.我國(guó)商品有機(jī)肥料和有機(jī)廢棄物中重金屬的含量狀況與分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24(2)：392-397.

[6]譚曉冬，董文光.商品有機(jī)肥中重金屬含量狀況調(diào)查[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2006，23(1)：50-51.

[7]朱建華，楊曉磊，嚴(yán) 瑾，等.上海商品有機(jī)肥中重金屬含量及影響因素研究.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，26(4):113-116.

[8]田 野，劉善江，陳貴梅，等.有機(jī)肥中重金屬含量對(duì)農(nóng)田土壤的影響.廣州化工，2010,38(12)：192-193.

[9]鐘 杭，婁 烽.浙江省商品有機(jī)肥重金屬含量調(diào)查與分析.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，25(5)：1092-1095.

[10]楊曉磊，王寓群，嚴(yán) 瑾，等.有機(jī)肥料重金屬在土壤和作物中的積累效應(yīng)研究.農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2013，14(7)：1021-1025.