垃圾肥對土壤和農產品有害重金屬含量的影響探究

摘 要：垃圾肥中富含有機質和氮磷鉀等養(yǎng)分，在國外已經成為一種廣泛應用的肥料，但是受制于我國垃圾分類體系還不完善，而且垃圾堆肥過程中不能夠消除垃圾中含有的有害重金屬等因素的影響，我國垃圾肥的應用還存在一定的安全風險，在這樣的背景下本文對垃圾肥的應用對于土壤和農產品中有害重金屬含量的影響進行了探究。

關鍵詞：垃圾肥；土壤；農產品；有害重金屬

生活垃圾堆肥中含有較多的有機質、氮、磷和鉀等，雖然在養(yǎng)分含量上低于農家肥，但是合理施放也能夠給農作物生長提供足夠的養(yǎng)分。生活垃圾堆肥在發(fā)達國家已經被廣泛應用于農業(yè)生產之中，而且由于發(fā)達國家在垃圾分揀方面比較完善，對垃圾進行了徹底的分揀，堆肥中的重金屬等有害物質的含量比較低，因此對于土壤環(huán)境和農產品的質量影響比較低。但是在我國垃圾分揀系統(tǒng)還不完善，生活垃圾中包含有環(huán)衛(wèi)垃圾和金屬類物質等，在垃圾堆肥過程中，通過高溫作用能夠有效的降低病原菌的數量，使之達到安全的范圍，但是堆肥過程中沒有辦法消除掉其中含有的重金屬，從而會導致有害重金屬在垃圾肥中累積，并且隨之遷移到土壤環(huán)境以及農產品中，對于土壤環(huán)境和農產品質量造成不利的影響，限制農產品的發(fā)展，并一定程度程度上對人體健康造成損害。為了有效降低垃圾肥中有害重金屬對于土壤環(huán)境和農產品質量的影響，對垃圾肥對土壤環(huán)境和農產品中有害重金屬含量的影響進行研究是十分有必要的，下面從這兩方面進行分析。

一、 垃圾肥施入對土壤造成的有害重金屬污染問題探究

通過研究發(fā)現，垃圾堆肥工藝并不能夠降低垃圾中含有的重金屬離子的含量，而且受到堆肥過程的影響，會使垃圾肥中濕度下降，釋放出CO2以及其它的有機小分子，并且導致pH降低，這些因素會造成重金屬離子的濃度會出現增長。通過EDTA，DTPA進行連續(xù)萃取實驗，結果表明，雖然垃圾堆肥過程中不能夠降低其中含有的重金屬離子，但是能夠使其中能夠被植物吸收和利用的重金屬濃度降低，因此對農產品的重金屬含量的影響不大，從而保證重金屬不會大量富集在農作物內，并通過食物鏈給人們的身體造成不利影響。但是從長遠的角度來看，長時間的應用垃圾肥會造成土壤內有害重金屬的累積，這是一個不可忽視的問題，如何有效的降低垃圾肥中的有害重金屬造成的污染問題，已經成為相關領域的研究重點。

研究人員對垃圾肥對土壤中有害重金屬含量的影響進行了大量的研究，其中潘潔等在田間定位實驗條件下進行了相關研究，發(fā)現如果將施肥量控制在150 t/hm2的范圍之內時，施肥組和對照組土壤內的Pb、Cr、Hg、As和Cd等重金屬的含量是比較接近的，當施肥量超過這一數值時，土壤中的有害重金屬含量會呈現出增加的趨勢，但是并沒有明顯的規(guī)律性，但是隨著垃圾肥使用量的增加，土壤中重金屬的含量也會隨之增加。其實驗結果表明，如果垃圾肥的使用量達到900t/hm2時，會導致施肥土壤中的全Pb和有效Pb分別比對照組增加37.94%和88.74%，但是并沒有超過國家相關標準，在相同的條件下其它的重金屬離子也有比較大的增幅，但是同樣不會超出國家土壤重金屬的污染標準。通過上述實驗，其得出了垃圾肥的適當應用是安全的，但認為長時間的使用垃圾肥是否會導致土壤中重金屬含量超標，還需要進行長時間的定位研究來進行確定。研究認為，垃圾肥的容量和土壤的類型有關，而決定土壤中垃圾肥容量的因素包括農產品衛(wèi)生質量和產量等因素，若其中任何一項指標中達到了極限，則認為垃圾肥的使用量已經達到了該類型土壤的最大容量。在這個原則下，周德智等在黃棕壤、潮土、紅壤中對生菜、青菜、小麥農作物進行了垃圾肥的使用實驗，通過數學模型計算和實驗結果比對，其確定了不同土壤中種植不同作物是允許的最大垃圾肥使用量，如其實驗結果認為在潮土中種植蔬菜時，最大的垃圾肥施用量為15 t/hm2，當超過上限值時，會造成有害重金屬污染問題以及農作物的減產等。郭郿蘭等的研究認為，垃圾以及污泥中含有的有害重金屬是低于相關國家標準的，因此在土壤中施入一般施肥量的垃圾肥并不會導致土壤中有害重金屬的累積，而且其通過實驗證明，即使超過4倍用量來施入垃圾肥，也能夠將土壤中的Pb、Cd等重金屬含量控制在安全的范圍之內，不會對土壤環(huán)境造成嚴重影響。

二、 垃圾肥的應用對于農產品的影響

垃圾肥的應用對于不同農作物品質的影響存在一定的差異性，因此在進行垃圾肥對農產品品質的影響研究時，通常會分別對不同農作物進行研究，本文以白菜和玉米為例，分析垃圾肥使用對于農產品品質的影響。

1.垃圾肥對大白菜重金屬含量的影響

潘潔等通過連續(xù)三年在大白菜的栽培土壤中使用垃圾肥，發(fā)現在中黏土以及輕砂土兩種土質上種植的大白菜中Hg、As、Cd、Cr和Pb含量低于國家食品衛(wèi)生相關標準，具體的數據如表1中所示：

通過上述數據可以看出，在300 t/hm2的用量下，連續(xù)三年使用垃圾肥，大白菜中的重金屬含量和空白之間的差別并不大，從中可以判斷出，在合理的使用范圍內，應用垃圾肥來種植蔬菜是安全的，蔬菜品質能夠得到有效的保障。

2.垃圾肥對玉米重金屬含量的影響

葛春暉等對垃圾肥使用對玉米品質的影響進行了實驗探究，通過實驗發(fā)現施入垃圾肥對于玉米中粗蛋白含量具有一定的影響，在低于30t/hm2的施用量下，隨著垃圾肥施用量的增加其玉米中的粗蛋白含量會明顯增加，但是在超過60t/hm2之后，施肥組玉米中的粗蛋白含量則會低于空白組。在重金屬方面，其實驗結果表明，在玉米籽粒中并沒有發(fā)現As和Pb，而玉米中Cr和Cd的含量則會隨著使用垃圾肥量的增加而出現增加，并且在垃圾肥中出現累積，但是在實驗用量下玉米籽粒中含有的Cr和Cd的量遠低于國家糧食重金屬的安全標準，但也說明Cr和Cd的生物有效性較強，容易在籽粒中進行累積。同樣的，在玉米籽粒中檢測到的Hg含量也遠低于相關安全標準，因此可以認為合理的使用垃圾肥并不會導致玉米中有害重金屬含量超標，對玉米有害重金屬含量的影響比較小。

三、結語

垃圾肥中含有的有機質和氮磷鉀的養(yǎng)分有利于植物的生長，對于提高農作物產量和改善農產品品質都有一定的作用，但是長期應用也會造成有害重金屬累積等問題，這一定程度上限制了垃圾肥在農業(yè)的應用。因此應在加強垃圾肥安全性研究的基礎之上，進一步研究提高垃圾堆肥質量的工藝技術，提高其肥效和安全性，從而實現垃圾資源的有效利用，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：劉昊（1972-12）男，漢族，湖南湘潭人，助理農藝師，從事農產品檢測十多年，擁有扎實理論基礎和豐富的檢測經驗。