孫國榮,楊海峰,黃志英,王 昇,倪苗娟,王紅梅,白 冰

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所,上海201403)

銅、鐵、鋅、錳等金屬元素是動(dòng)物生長和生產(chǎn)所必需的微量營養(yǎng)性物質(zhì)。美國NRC、我國的各類飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)都推薦了營養(yǎng)需要量。但由于一些金屬元素兼具有抑菌、抗病等促生長作用,飼料中普遍存在超生長所需量添加的現(xiàn)象。為指導(dǎo)飼料企業(yè)和養(yǎng)殖單位科學(xué)合理使用此類營養(yǎng)性飼料添加劑,提高飼料和養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量安全水平,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)飼料產(chǎn)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展,2009年國家出臺(tái)了《飼料添加劑安全使用規(guī)范》,對不同類別飼料中營養(yǎng)性添加劑規(guī)定了推薦使用量和最高限量。但超出最高限量使用的情況仍較嚴(yán)重[1-4]。由于動(dòng)物飼料中使用的礦物添加劑多為無機(jī)鹽類,動(dòng)物對其的消化利用率極低。絕大部分礦物元素又被排泄到環(huán)境中。研究表明,畜禽糞便中的銅、鋅與飼料中銅、鋅含量呈顯著正相關(guān)[1-2,5-6],飼料中過高的金屬污染不僅增加了有機(jī)肥利用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[5],而且對養(yǎng)殖場周邊的土壤、水質(zhì)均造成不同程度的污染[6-7],并可通過食物鏈對農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品產(chǎn)生潛在的食品安全隱患[4,6-7]。本研究旨在對上海地區(qū)配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的含量進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上,對上海地區(qū)配合飼料中微量元素的污染情況進(jìn)行評估,為市場監(jiān)管、有機(jī)肥使用及農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境安全隱患排查提供重要參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采集上海市飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站2011年10月—2016年10月上海地區(qū)送檢飼料樣品的檢測數(shù)據(jù),分析豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料中銅、鐵、鋅、錳的含量。濃縮料、添加劑預(yù)混合飼料按照在配合飼料中的添加比例換算配合飼料及精料補(bǔ)充料中各元素的含量。

1.2 檢驗(yàn)方法

樣品檢驗(yàn)依據(jù)GB∕T 13885—2003《動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定》。具體方法如下：全價(jià)配合飼料、濃縮料、精料補(bǔ)充料粉碎后過40目篩,先在電爐上碳化至無煙,轉(zhuǎn)移到550℃ 茂福爐中灰化3 h,冷卻后用鹽酸溶解后過濾、定容至50 mL,添加劑預(yù)混合飼料直接用鹽酸溶解后過濾、定容至50 mL,然后用火焰原子分光光度計(jì)進(jìn)行銅、鐵、鋅、錳含量的測定。銅、鐵、鋅、錳的測量波長分別為324.4 nm、248.3 nm、279.5 nm、213.8 nm。

1.3 主要儀器和試劑

美國安捷倫公司AA-240型火焰原子分光光度計(jì)。鹽酸為分析純,水符合GB∕T6682三級用水。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及安全性評價(jià)

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

安全性評價(jià)采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)法[7]。

單因子污染指數(shù)法：

式中：Pi為i污染物的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci為i污染物的實(shí)際測量值;Si為i污染物的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8](農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào)-“飼料添加劑安全使用規(guī)范”中同種畜禽限量值的最高值)。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法：

式中：P綜合為多個(gè)污染物的綜合污染指數(shù)為污染物中最大單因子污染指數(shù)的平方各污染物的單因子污染指數(shù)平均值的平方。

等級 綜合污染指數(shù) 污染程度 污染水平1 P綜合≤0.7 安全 清潔0.7＜P綜合≤1.0 警戒線 尚清潔3 2 1.0＜P綜合≤2.0 輕度污染 開始污染4 2.0＜P綜合≤3.0 中度污染 一定程度污染5 P綜合＞3.0 重度污染 嚴(yán)重污染

2 結(jié)果與分析

2.1 配合飼料中銅、鐵、鋅、錳含量分析

2.1.1 配合飼料中銅的含量

配合飼料中銅含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。結(jié)果表明,上海地區(qū)飼料中銅的平均含量為80.08 mg∕kg,眾數(shù)為 120 mg∕kg,最大值為 1 785 mg∕kg。

豬全價(jià)配合料中銅含量最高,平均為101.54 mg∕kg,其次為牛精料補(bǔ)充料和雞全價(jià)配合飼料,分別為29.01 mg∕kg、15.55 mg∕kg,其中豬全價(jià)配合飼料銅含量是農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào)推薦量的10.2倍。豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料銅含量的極大值分別為1 785.00 mg∕kg、155.00 mg∕kg、99 mg∕kg,是農(nóng)業(yè)部1224公告限量值的8.93倍、4.43倍、2.83倍。

牛精料補(bǔ)充料銅含量的超標(biāo)率最高,達(dá)24.7%,其次為豬全價(jià)配合飼料,為6.4%,最低為雞全價(jià)配合飼料,超標(biāo)率為3.8%。

表1 配合飼料中銅的含量Table 1 Copper level in the compound feed

2.1.2 配合飼料中鐵的含量

配合飼料中鐵的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。結(jié)果表明,上海地區(qū)生產(chǎn)配合飼料中鐵的平均含量為175.92 mg∕kg,眾數(shù)為 156 mg∕kg,最大值為 2 730 mg∕kg。

配合飼料中鐵含量從高到低依次為豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料,分別為 190.92 mg∕kg、128.75 mg∕kg、56.31 mg∕kg。 豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料鐵含量的極大值分別為2 730.00 mg∕kg、800.00 mg∕kg、144.00 mg∕kg,是農(nóng)業(yè)部公告第1224 號(hào)限量值的3.16 倍、1.07 倍、0.19 倍。

配合飼料中鐵的超標(biāo)率相對較低,不高于1.3%,從高到低依次為雞、豬、牛飼料。

表2 配合飼料中鐵的含量Table 2 Iron level in the compound feed

2.1.3 配合飼料中鋅的含量

配合飼料中鋅含量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。結(jié)果表明,配合飼料中鋅的平均含量為146.83 mg∕kg,眾數(shù)為120 mg∕kg,最大值為 3 900 mg∕kg。

豬全價(jià)配合飼料中鋅含量最高,為108.82 mg∕kg,其次為牛精料補(bǔ)充料,為105.56 mg∕kg,最低為雞全價(jià)配合飼料。豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料中鋅的極大值依次為3 900 mg∕kg、320 mg∕kg、390 mg∕kg,分別是最高限量值的19.5倍、2.13倍、2.6倍。

配合飼料中鋅的超標(biāo)率較高,為14.1%,其中豬全價(jià)配合飼料和牛精料補(bǔ)充料超標(biāo)嚴(yán)重,超標(biāo)率分別為19.2%和16.5%,雞全價(jià)配合飼料的超標(biāo)率最低,為1.8%。

2.1.4 配合飼料中錳的含量

配合飼料中錳的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。結(jié)果表明,配合飼料中錳的平均含量為79.24 mg∕kg,眾數(shù)為60.00 mg∕kg,最大值為 1 260 mg∕kg。

雞全價(jià)配合飼料中錳含量為 122.54 mg∕kg,其次為牛精料補(bǔ)充料和雞全價(jià)配合飼料,分別為70.70 mg∕kg和 65.72 mg∕kg。 豬、雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料中錳的極大值依次為 800 mg∕kg、1 260 mg∕kg、160 mg∕kg,分別是最高限量值的 5.33 倍、8.40 倍、1.07 倍。

配合飼料錳含量的超標(biāo)率為3.7%,其中雞全價(jià)配合飼料中錳含量超標(biāo)率為10%,豬全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料超標(biāo)率相對較低,分別為1.8%和1.1%。

表4 配合飼料中錳的含量Table 4 Manganese level in the compound feed

2.2 配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的安全性評價(jià)

配合飼料中銅、鐵、鋅、錳的安全性評價(jià)結(jié)果見表5。結(jié)果表明,配合飼料中污染指數(shù)最高為鋅,其次為錳和銅,最低為鐵。其中：豬全價(jià)配合飼料中鋅元素的單項(xiàng)污染指數(shù)最高,為1.23,屬于輕度污染;雞全價(jià)配合飼料中錳元素的單項(xiàng)污染指數(shù)為0.82,污染程度均達(dá)到安全警戒線水平;牛精料補(bǔ)充料中銅元素的污染指數(shù)為0.83,污染程度均達(dá)到安全警戒水平;配合飼料鐵元素的單項(xiàng)污染指數(shù)均低于0.7,處于安全水平。

配合飼料銅鐵鋅錳綜合污染指數(shù)為0.78,達(dá)到污染警戒線水平,豬全價(jià)配合飼料的綜合污染指數(shù)最高,為0.97,污染程度達(dá)警戒線,雞全價(jià)配合飼料、牛精料補(bǔ)充料綜合污染程度相對較小,處于安全水平。

表5 配合飼料中Cu,Fe,Zn,Mn的安全性評估Table 5 Safety evaluation of Cu,Fe,Zn,Mn in compound feed

3 討論

參照我國農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào),上海地區(qū)配合飼料中銅、鐵、鋅、錳均有不同程度超標(biāo),主要以鋅、錳、銅污染為主,鐵的污染相對較小,其中豬配合飼料中鋅的污染最為嚴(yán)重,其次為牛配合飼料中的銅和雞配合飼料中的錳,應(yīng)引起高度重視。

3.1 豬、雞配合飼料中銅、鋅污染

農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào)對銅、鋅的使用給出了限量規(guī)定,但超標(biāo)使用的情況仍非常普遍。華北、華東、廣東、江西、四川等地區(qū)或省市豬、禽配合飼料中銅、鋅、隔、鉛、釩等均有不同程度的超標(biāo),尤以銅、鋅最為普遍[2-4,7,9]。本研究結(jié)果得出了相似的結(jié)果。上海地區(qū)豬、雞配合飼料中鋅的極大值分別是最高限量值的19.5倍、2.13倍,其中豬配合飼料中鋅的單項(xiàng)污染指標(biāo)超過1,已屬于輕度污染狀態(tài);豬、雞配料中銅的極大值是最高限量值的8.93倍、4.43倍,單項(xiàng)污染指數(shù)均較高,說明上海地區(qū)飼料中高銅、高鋅現(xiàn)象確實(shí)普遍存在。但與以往研究銅、鋅超標(biāo)率均較高不同,上海地區(qū)豬、雞配合飼料中銅、鋅超標(biāo)率相對較低,這可能與上海地區(qū)飼料監(jiān)管力度較大有關(guān)。上海市在年度備案、審查、批文、免稅監(jiān)測等環(huán)節(jié)均包括對GB 13078—2001和農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào)執(zhí)行情況的抽查,除此之外,上海市農(nóng)委每年對飼料企業(yè)進(jìn)行不定期抽檢,抽檢項(xiàng)目多包含國家法規(guī)要求。

在現(xiàn)代規(guī)?；B(yǎng)殖模式下,飼養(yǎng)密度大,養(yǎng)殖周期短,養(yǎng)殖環(huán)境變差,交叉污染嚴(yán)重,造成飼養(yǎng)動(dòng)物,尤其是集約化程度較高的豬雞對動(dòng)物疫病的控制力弱,不得不依靠重金屬超量添加和抗生素等藥物頻繁使用來維持較高的生產(chǎn)效率,這可能是單胃動(dòng)物飼料中金屬元素容易超標(biāo)的主要原因。

3.2 牛配合飼料中銅、鋅污染

和長期普遍關(guān)注豬、雞飼料不同,奶牛、肉牛等反芻動(dòng)物飼料中重金屬污染的調(diào)查分析報(bào)道相對較少。李成會(huì)等[10]2011年報(bào)道,唐山地區(qū)的奶牛飼料中鐵、銅、鋅均較高。王飛等[2]的研究同樣表明,肉牛飼料中重金屬超標(biāo)率大于雞,僅次于豬。本研究得出了相似的結(jié)果。上海地區(qū)牛精料補(bǔ)充料中銅、鋅含量的超標(biāo)率高于豬、雞,分別達(dá)24.7%和19.2%,而且銅的單項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到0.83,污染程度達(dá)到安全警戒線。說明反芻動(dòng)物飼料同樣存在銅、鋅等重金屬元素超標(biāo)使用情況,時(shí)態(tài)不容樂觀,應(yīng)該引起足夠重視。

與豬雞飼料銅、鋅超量添加的原因不同,肉牛、奶牛等反芻動(dòng)物中大量添加微量金屬元素可能與其的特殊作用有關(guān)。微量元素缺乏可能導(dǎo)致蹄病的發(fā)生,降低繁殖機(jī)能[11-14]。飼糧中添加銅、鐵、鋅極顯著提高牛的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)換效率[15]。此外,某些反芻動(dòng)物對特定重金屬有較高的耐受性,不易出現(xiàn)中毒癥狀[13],這也是導(dǎo)致飼料中銅、鐵、鋅、錳大量添加的原因之一。

3.3 雞配合飼料中錳污染

目前關(guān)于重金屬污染的報(bào)道多集中于銅、鋅、鉛、鎘、汞等,關(guān)于鐵、錳等關(guān)注較少。本次研究表明,有10%雞飼料中錳的含量高于農(nóng)業(yè)部公告第1224號(hào)最高限量值(150 mg∕kg),安全性評價(jià)結(jié)果顯示,雞飼料中錳的單項(xiàng)污染指標(biāo)僅低于豬料中鋅的污染,污染程度已達(dá)到安全警戒水平。這與原澤鴻等[3]的報(bào)道一致。原澤鴻等研究表明,四川省產(chǎn)蛋高峰期配合飼料、產(chǎn)蛋前期配合飼料中錳含量均高于我國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(2004年9月1日實(shí)施)推薦的蛋雞營養(yǎng)需要量。說明高錳在雞配合日糧中不是個(gè)例。