淺析豬糞便重金屬污染的危害

陳 輝

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部豬遺傳育種重點開放實驗室，湖北 武漢 430070）

隨著我國生豬養(yǎng)殖規(guī)?；M(jìn)程地不斷加快，生豬養(yǎng)殖過程中糞便所產(chǎn)生的重金屬污染已成為廣泛關(guān)注的環(huán)境問題[1]，這些污染不符合當(dāng)前綠色高效的生豬養(yǎng)殖理念。造成生豬養(yǎng)殖糞便重金屬污染的原因有很多，但主要原因是由于在豬日糧中大量添加重金屬添加劑，部分重金屬如As、Cu、Zn等嚴(yán)重超過國標(biāo)所要求的添加量（17～35倍），而生豬對重金屬的生物利用率較低，進(jìn)而導(dǎo)致大量未充分利用的重金屬元素通過糞便被排出體外，造成重金屬污染[2-3]。由于重金屬具有難遷移、難降解、易富集以及危害大等特性，對生態(tài)環(huán)境、畜禽產(chǎn)品安全、人類健康等方面均產(chǎn)生了消極影響[3-4]，因而在養(yǎng)豬生產(chǎn)中積極防控重金屬污染具有重要意義。文章闡述了豬糞便重金屬污染的危害，并簡要分析了當(dāng)前我國豬糞便污染的現(xiàn)狀。旨在闡明豬糞便重金屬污染防控的必要性和緊迫性。

1 豬糞便重金屬污染現(xiàn)狀

為給生豬重金屬污染提供可參考的依據(jù)，大量學(xué)者對全國主要生豬養(yǎng)殖地糞便污染進(jìn)行了調(diào)研。2018年，有學(xué)者對全國21省市規(guī)?；i場糞便重金屬含量進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示，95.2%的省市豬糞便中Cu的平均含量超標(biāo)，85.7%的省市Zn含量超標(biāo)，研究建議應(yīng)在飼料源頭控制Cu和Zn的添加量[5]。相似的研究發(fā)現(xiàn)，在對我國部分省市規(guī)模化豬場糞便的數(shù)據(jù)分析表明，豬糞便中Cu、Zn的超標(biāo)率分別為59.84%和95.08%，進(jìn)一步對重金屬形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，豬糞便中Cu和Zn具有較高的活性，從而易流失至環(huán)境當(dāng)中[6]。有人對湖南長沙規(guī)?；i場糞便重金屬含量進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，豬糞便中Cd、Pb等10種重金屬檢出率為100%，而Cu和Zn的超標(biāo)率高（Cu為35.00%～83.33%和Zn為11.67%～75.00%），提示在養(yǎng)殖過程中需要注意對糞便的處理[7]。劉興華等[8]對山東規(guī)?；i場配合飼料以及豬糞重金屬含量進(jìn)行了測定，表明豬糞中Zn和Cu的含量高于國標(biāo)，且發(fā)現(xiàn)與日糧中Zn和Cu含量具有顯著相關(guān)關(guān)系，這提示日糧中重金屬飼料添加劑過量添加是豬糞便重金屬的主要來源。對寧波地區(qū)的分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，豬糞便中Cu的超標(biāo)率為83.3%，而Zn的超標(biāo)率高達(dá)100%，研究建議在生豬養(yǎng)殖過程中控制微量元素的含量[9]。平頂山的分析數(shù)據(jù)表明豬糞便Cu含量超標(biāo)，超標(biāo)率為35.2%，而Zn等其他重金屬含量未超標(biāo)[10]。謝云發(fā)等[11]對西部地區(qū)青海豬糞便污染情況進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示豬糞便中Cu和Zn的含量嚴(yán)重超標(biāo)，均為100%，且該研究發(fā)現(xiàn)仔豬階段糞便中Cu和Zn的超標(biāo)倍數(shù)高于豬其他生理階段。上述研究說明，我國當(dāng)前生豬養(yǎng)豬過程中存在著嚴(yán)重的重金屬污染，Cu和Zn等重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，因而有效防控重金屬污染對生豬養(yǎng)殖具有積極意義。

2 豬糞便重金屬污染的危害

豬糞便中的重金屬排出體外進(jìn)入至周邊生態(tài)環(huán)境，會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生消極作用，同時殘留的重金屬對于生豬等畜禽本身具有毒害作用，進(jìn)而影響畜產(chǎn)品安全，最終影響人們的健康。

2.1 危害生態(tài)環(huán)境

由于經(jīng)由豬糞便排出的重金屬難降解，而富集于土壤或水中進(jìn)而導(dǎo)致影響生態(tài)環(huán)境。未得到合理處理的糞便排放至環(huán)境中容易造成酸雨、水體富營養(yǎng)化、土壤金屬污染等諸多環(huán)境問題，嚴(yán)重影響了畜禽本身的健康以及人類的安全[12]。在水污染方面，饒中秀等[7]最近的研究認(rèn)為，長沙地區(qū)規(guī)模化豬場養(yǎng)殖廢水中As、Hg等有毒重金屬含量均存在超標(biāo)現(xiàn)象。在土壤污染方面，潘春方等[13]認(rèn)為土壤重金屬的富集程度與動物糞便的堆積量和堆積時間呈正相關(guān)；而長期施用重金屬含量較高的豬糞便肥料會加劇土壤中重金屬Cu等含量的顯著富集[14]。蔡敏[15]研究了施用豬糞水對土壤質(zhì)量的影響，數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明豬糞水中Zn、Cu、Mn等有毒重金屬含量較高，直接作為肥料使用可能容易導(dǎo)致土壤重金屬污染以及土地鹽漬化。由此表明，重金屬通過豬糞便被排出體外，富集于水源中以及土壤中，進(jìn)而影響生態(tài)環(huán)境。

2.2 危害畜禽本身及產(chǎn)品安全

殘留于豬糞便中的重金屬通過食物鏈又被生豬采食，從而對生豬本身及其產(chǎn)品安全造成消極影響。研究表明，重金屬含量超標(biāo)是影響畜禽產(chǎn)品的一個重要因素之一，生豬在重金屬嚴(yán)重超標(biāo)的環(huán)境下會對其生長產(chǎn)生負(fù)面影響，容易造成鉻中毒、鉛中毒等不利影響[16]。同時，畜禽體內(nèi)富集高含量的重金屬離子時會誘導(dǎo)產(chǎn)生不利的抗性基因，貢嬌娜的研究認(rèn)為豬日糧中硫酸銅的添加量與豬腸道抗銅大腸桿菌的發(fā)生率呈正相關(guān)[17-18]。其次，豬體內(nèi)累積的重金屬會導(dǎo)致其慢性中毒，進(jìn)而使其器官壞死等，最終對生豬正常生產(chǎn)性能的發(fā)揮帶來了嚴(yán)重的阻礙作用[19]。常見的豬重金屬中毒有鉛中毒（導(dǎo)致豬神經(jīng)機(jī)能紊亂以及共濟(jì)失調(diào)等不良影響）和汞中毒（影響消化和泌尿系統(tǒng)，損害神經(jīng)系統(tǒng)）[20]，由此表明，重金屬中毒會對生豬本身的正常生長帶來負(fù)面影響。除此以外，重金屬污染對豬肉的安全也會帶來負(fù)面影響，重金屬對豬肉的保鮮也會產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，張藝同認(rèn)為重金屬污染是導(dǎo)致豬肉污染的主要化學(xué)風(fēng)險因子[21]。有研究對我國2015—2017年豬肉重金屬（汞、鉻、砷以及鉛等重金屬）污染情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果表明上述重金屬均存在不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象[22]。在對某部豬肉砷鉛污染情況的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，所檢豬肉中砷和鉛的超標(biāo)率分別為20.69%和3.45%，研究認(rèn)為該地豬肉存在較輕程度的鉛污染和較重程度的砷污染[23]。因此，重金屬污染會通過食物鏈重新回到豬體內(nèi)，進(jìn)而影響其本身健康及其肉品安全。

2.3 危害人的健康

當(dāng)人食用重金屬含量超標(biāo)的豬肉時，重金屬會通過間接作用對人的健康產(chǎn)生負(fù)面作用。重金屬對人的健康危害主要體現(xiàn)在重金屬進(jìn)入人體內(nèi)后會結(jié)合機(jī)體中的一些有機(jī)成分（蛋白質(zhì)和酶等物質(zhì)），導(dǎo)致蛋白變性，從而使其失活，從而對人的肝腎、神經(jīng)和血液循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生不利作用[19,24]。由于重金屬污染的豬肉被人食用后，重金屬會深入人體內(nèi)，當(dāng)人體內(nèi)積累到一定程度后，會導(dǎo)致產(chǎn)生慢性中毒、器官損傷等不良作用，進(jìn)而影響人們的健康[16]。對人比較常見的重金屬殘留危害是鉛（損害腦細(xì)胞）、汞（造成老年癡呆甚至腦死亡）等有毒重金屬，嚴(yán)重危害人的健康[24]。說明重金屬進(jìn)入人機(jī)體內(nèi)會進(jìn)行積累，導(dǎo)致產(chǎn)生慢性中毒，最終影響人的健康[16]。

3 小結(jié)與展望

綜合全文，我國規(guī)?；i場普遍存在著重金屬污染，并且重金屬污染會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化、影響人健康以及畜禽產(chǎn)品安全等消極影響，因而形式非常嚴(yán)峻，迫切需要科學(xué)合理的措施對其進(jìn)行有效防控。目前豬糞便重金屬污染形勢依然嚴(yán)峻，迫切需要開發(fā)有效的重金屬污染防控措施，這提示畜牧研究者、生產(chǎn)者需要正確認(rèn)識和重視豬糞便重金屬污染的現(xiàn)狀，積極地采取防控措施，從而保證我國生豬養(yǎng)殖朝著健康、綠色以及可持續(xù)發(fā)展的方向前進(jìn)[25]。相信隨著畜牧科學(xué)的不斷向前發(fā)展，利用各種生化技術(shù)對豬糞便進(jìn)行處理，對其進(jìn)行無害化、資源化處理，真正的實現(xiàn)糞便高效利用，因此豬糞便重金屬污染將會得到有效的解決，進(jìn)而促進(jìn)我國生豬養(yǎng)殖實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。