華東某省部分禽場(chǎng)重金屬污染檢測(cè)與分析

蒲俊華，陳大偉，劉茵茵，楊章平

（1.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇，揚(yáng)州，225009；2.江蘇省家禽科學(xué)研究所，江蘇揚(yáng)州225125）

近年來(lái)，食品生產(chǎn)過(guò)程中的重金屬污染已開(kāi)始引起人們的重視。重金屬是指一類(lèi)密度大于4.5 kg／dm3～5.0kg／dm3的金屬或類(lèi)金屬物質(zhì)，包括鉛、鎘、汞、鉻、汞、砷等。重金屬可通過(guò)生物鏈的轉(zhuǎn)化，最終進(jìn)入生物體并在其體內(nèi)蓄積且不易降解，對(duì)生物體造成顯著的危害作用［1－2］。禽類(lèi)產(chǎn)品的重金屬污染來(lái)源主要是飲水、飼料等投入品，而值得關(guān)注的是家禽糞便因其含有豐富的有機(jī)質(zhì)等成分被廣泛作為有機(jī)肥應(yīng)用于農(nóng)田或是開(kāi)發(fā)作為飼料［3－5］，這種循環(huán)利用會(huì)加劇重金屬在生物體內(nèi)的積累，最終進(jìn)入食物鏈對(duì)人類(lèi)健康造成潛在威脅。本文旨在通過(guò)對(duì)華東某省部分家禽養(yǎng)殖場(chǎng)的水體、飼料及其糞便重金屬種類(lèi)和含量進(jìn)行排查，了解目前家禽養(yǎng)殖中重金屬污染的來(lái)源及分布，為禽產(chǎn)品的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和安全生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在華東某省內(nèi)家禽主要養(yǎng)殖地區(qū)的鴨場(chǎng)和雞場(chǎng)采集樣品49份，其中鴨場(chǎng)水樣16份，糞樣9份，鴨飼料13份，雞飼料11 份。糞樣經(jīng)70 ℃烘干后粉碎。飼料粉碎過(guò)40目篩。

1.2 樣品分析

水樣稱(chēng)取1g，飼料及糞樣稱(chēng)取約0.3g，加5 mL硝酸（優(yōu)級(jí)純）和1mL30%雙氧水（分析純），微波消解后，140℃趕酸，超純水轉(zhuǎn)移定容于20mL容量瓶，上機(jī)測(cè)定。其中，鉛、鎘、鉻用石墨爐原子吸收法測(cè)定，銅、鋅用火焰原子吸收法測(cè)定（AA800，PE公司）。砷、汞用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP－MS）測(cè)定（X2，Thermo公司）。

1.3 重金屬安全性評(píng)價(jià)方法

采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅（N.L.Nemerow）污染綜合指數(shù)法對(duì)樣品進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)［6－7］。

單因子污染指數(shù)法：Pi＝Ci／Si。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(cè)量值；Si為i污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。水樣限量標(biāo)準(zhǔn)參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（《GB 3838－2002》）；飼料限量標(biāo)準(zhǔn)參考《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（《GB13078－2001》）；糞樣限量標(biāo)準(zhǔn)參考《有機(jī)肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)》（《NY525－2012》）。

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)；（Ci／Si）2max為污染物中的最大單因子污染指數(shù)的平方；（Ci／Si）2ave為各污染物的單因子污染指數(shù)平均值的平方。

1.4 數(shù)據(jù)處理

SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

表1 綜合污染指數(shù)判定Table 1 Comprehensive pollution index judge

2 結(jié)果與分析

2.1 水樣、飼料及糞樣中重金屬含量

49份樣品的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2，由表2可見(jiàn)，重金屬元素銅、鋅、鉛、砷、鎘、鉻、汞在水體中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于飼料和糞樣中含量。銅、鋅、鎘、汞在飼料中的含量遠(yuǎn)低于糞樣中含量。銅、鋅在飼料中的含量平均值分別為20.63和104.12mg／kg，遠(yuǎn)高于鉛、砷、鎘、汞含量。飼料樣品鉻元素平均含量為36.748 mg／kg，超過(guò)飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量（≤10mg／kg），最高為622 mg／kg，有8 個(gè)樣品含量超標(biāo)，超標(biāo)率為33.3%。部分飼料樣品砷元素超標(biāo)（≤2 mg／kg），最高為5.827mg／kg，其余重金屬元素含量均在飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)。而兩種類(lèi)型飼料，除汞元素外，銅、鋅、鉛、砷、鎘、鉻都以顆粒型的鴨飼料高于粉料型的雞飼料，鉛、砷、鉻含量相差兩倍以上。而顆粒型的鴨飼料中鉻元素含量變動(dòng)范圍很大，相差數(shù)百倍。糞樣中銅鋅含量分別為飼料中含量的近8倍和4倍，鉛鎘含量也為飼料含量的4～5倍。

表2 水樣、飼料及糞樣中重金屬含量Table 2 Heavy metals contents in water，feed and manure mg／kg

2.2 水樣、飼料及糞樣重金屬安全性評(píng)價(jià)

表3 顯示水樣飼料及糞樣重金屬安全評(píng)價(jià)結(jié)果。從表3可見(jiàn)，水樣綜合污染指數(shù)小于0.7，相對(duì)來(lái)說(shuō)是安全的，而飼料綜合污染指數(shù)為2.67，達(dá)到中等污染程度，而這主要是由鉻元素引起的，鉻元素單項(xiàng)污染指數(shù)為3.67，為重度污染，其余元素單項(xiàng)污染指數(shù)均在安全范圍內(nèi)。糞樣綜合污染指數(shù)為1.03，開(kāi)始出現(xiàn)污染。

表3 水樣、飼料及糞樣重金屬安全性評(píng)價(jià)Table 3 Heavy metals in water，feed and manure safety evaluation

3 討論

相比于飼料和糞樣，水體中的重金屬含量非常低，均達(dá)到三類(lèi)水質(zhì)的要求，為水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)用水的要求。這表明目前禽場(chǎng)的水質(zhì)暫時(shí)沒(méi)有受到污染，但已接近警戒水平。水體中重金屬主要來(lái)源是礦山開(kāi)采、金屬冶煉和工業(yè)廢水及城市生活污水等所產(chǎn)生的污染物通過(guò)不同方式進(jìn)入水中，重金屬主要存在懸浮物和沉積物中，一般懸浮顆粒物中重金屬的含量比沉積物中高幾倍，是水體溶解態(tài)重金屬的幾百倍［8］。在此次調(diào)查的禽場(chǎng)中，使用的水源包括生活用水、地下水和池塘及河水。根據(jù)禽場(chǎng)的選址要求，禽場(chǎng)應(yīng)與工業(yè)區(qū)、居民區(qū)和公路等保持一定距離，除部分鴨場(chǎng)外，其余禽場(chǎng)基本采用生活用水或與地下水結(jié)合使用，這也是目前禽場(chǎng)水質(zhì)安全的主要原因。

飼料中鉛、鎘、砷、鎘、鉻、汞的主要來(lái)自于飼料原料，包括因施肥、污水灌溉以及農(nóng)藥施用造成重金屬直接污染農(nóng)作物或通過(guò)土壤吸收積累放大轉(zhuǎn)移至飼料原料中，以及使用的一些礦物原料如麥飯石、膨潤(rùn)土、沸石以及飼用磷酸鹽類(lèi)等在未經(jīng)過(guò)合理脫毒處理情況下，造成其重金屬元素含量超標(biāo)。姚亞軍等［9］對(duì)飼料企業(yè)中所使用的礦物質(zhì)原料如磷酸氫鈣、石粉、膨潤(rùn)土或沸石粉和微量元素添加劑氧化鋅、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸銅和硫酸錳中重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)石粉中鉛、砷和鎘含量超標(biāo)率分別為30%、14%和15.4%。硫酸銅中砷12.54%超標(biāo)，硫酸鋅和氧化鋅中鎘超標(biāo)達(dá)53.3%和33.3%，硫酸錳中鎘超標(biāo)41.67%。

微量元素銅鋅是家禽必需的微量元素，具有多種生物活性作用，在家禽飼料中需要添加銅鋅的礦物質(zhì)添加劑，促進(jìn)家禽的正常生長(zhǎng)生產(chǎn)。本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)銅在鴨飼料和雞飼料中的含量平均值為21 mg／kg和20mg／kg，相比于鴨和雞的銅營(yíng)養(yǎng)需要量5～8mg／kg，實(shí)際的銅含量超過(guò)其需要量的1～3倍，多余的銅隨家禽糞便排出，最終糞便中銅含量可達(dá)到160mg／kg，為飼料含量的8倍。鋅在飼料中的含量略高于其營(yíng)養(yǎng)需要量，在糞便中的含量為飼料中含量的4倍，這表明添加量超過(guò)其需要量越多，其在糞便中排出量越多。Cang等［10］調(diào)查江蘇省畜牧場(chǎng)重金屬污染情況時(shí)的結(jié)果與此結(jié)果比較一致。這可能是因?yàn)榈V物質(zhì)飼料添加劑價(jià)格便宜，超量添加的成本低廉，在養(yǎng)殖業(yè)超量添加的現(xiàn)象較為普遍，在豬飼料中超量添加更為嚴(yán)重，且銅、鋅在飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有限量標(biāo)準(zhǔn)，這也是導(dǎo)致糞樣中銅鋅含量較高的原因，在某些地區(qū)動(dòng)物糞便是其環(huán)境重金屬的重要來(lái)源之一［11］。

4 小結(jié)

本次調(diào)查的家禽養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)均符合地表水質(zhì)量三類(lèi)水質(zhì)要求，飼料中除鉻和砷有部分超標(biāo)外，其余重金屬均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，提示需要加強(qiáng)飼料中鉻和砷的污染控制。家禽糞便屬污染主要是由飼料中銅元素超量添加引起，提示對(duì)飼料中銅的添加量應(yīng)加強(qiáng)控制。

［1］Zhuang P，Zou H L，Shu W S.Biotransfer of heavy metals along a soil－plant－insect－chicken food chain：field study［J］.Environ Sci（China）.2009，21（6）：849－853.

［2］He B，Yun Z J，Shi J B.Research progress of heavy metal pollution in China：sources，analytical methods，status，and toxicity［J］.Chinese Science Bulletin，2013，58（2）：134－140.

［3］呂緒東，王 純.烘干雞糞營(yíng)養(yǎng)成分的分析［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，15（2）：36－37.

［4］李書(shū)田，劉榮樂(lè)，陜 紅.我國(guó)主要畜禽糞便養(yǎng)分含量及變化分析［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（1）：179－184.

［5］李鐵堅(jiān).雞糞飼料喂豬的方法與效果［J］.中國(guó)豬業(yè)，2008（5）：51－54.

［6］張 嫚，生鮮鴨組織中重金屬污染分析與安全性評(píng)價(jià)［J］.食品科技，2011（12）：132－134.

［7］高軍俠，黨宏斌，鄭 敏，等.鄭州市郊農(nóng)田土壤重金屬污染評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)2013，29（21）：116－120.

［8］何 江，王新偉，李朝生，黃河包頭段水 －沉積物系統(tǒng)中重金屬的污染特征［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，23（1）：53－57.

［9］姚亞軍，鐘 芳，彭紅星，等.礦物質(zhì)飼料原料中重金屬元素含量調(diào)查［C］.中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)分會(huì)第十一次全國(guó)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2012：353.

［10］Cang L，Wang Y J，Zhou D M，et al，Heavy metals pollution in poultry and livestock feeds and manures under intensive farming in Jiangsu Province，China［J］.Journal of Environmental Sciences 2004，16（3）：371－374.

［11］Zhang F S，Li Y X，Yang M，et al，Content of heavy metals in animal feeds and manures from farms of different scales in northeast China［J］.Environmental Research and Public Health，2012，9：2658－2668.