市售化肥重金属含量调查

　　这篇市场调查论文发表了市售化肥重金属含量调查，农业生产离不开肥料，肥料可以增加作物的产量、提高品质和粮食的安全，掌握市售化肥中重金属含量状况对肥料的科学施用、土壤重金属污染防治、提升农产品品质和保障人体健康具有重要的意义。

　　关键词：市场调查论文,化肥,重金属,重庆

　　农业生产对肥料的需求必不可少[1]，肥料尤其是化肥在增加作物产量、提高品质和保证粮食安全方面起到了不可替代的作用[2]。但是，部分化肥因生产工艺限制存在重金属残留风险[3]。施用重金属含量过高的肥料将直接增加土壤中重金属的累积量[4-6]，这是土壤重金属含量超标的一个主要原因[7-8]。由于进入土壤—植物系统中的重金属可通过食物链富集，浓缩、放大后危害人体健康[9]。

　　1材料与方法

　　1.1肥料样品的采集与处理

　　2015~2016年在对重庆市各区县市售化肥进行全面调查的基础上，依据化肥种类、生产厂商、品牌、产地、养分含量等在化肥销售点进行逐一抽样，共计采集128个样品，其中氮肥、磷肥、钾肥和复合(混)肥样品分别为14、16、7和91个，涉及66个化肥生产厂商。抽样按照复混肥料(复合肥料)(GB15063—2001)的规定进行，样品研磨后过0.18mm筛后，密封于卡口袋中存储备用。

　　1.2重金属测定方法

　　参照肥料汞、砷、镉、铅、铬含量的测定(NY/T1978—2010)进行样品分析，Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr含量采用原子吸收光谱法测定，Hg、As用原子荧光光谱法测定。Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr、Hg、As的方法检出限分别为0.5、0.002、0.2、0.2、0.2、0.2、0.004、0.01mg/kg。该研究在样品测定过程中以样本数的10%为比例采用平行试验和加标回收试验进行分析质量控制，加标回收率在90%~l10%之间，相对标准偏差均<10%。

　　1.3评价标准

　　对于Pb、Cd、Hg、As、Cr，参照肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标(GB/T23349—2009)限量值进行评价。由于Cu、Zn、Ni无国家限量标准，参照相关研究[10]，按照土壤环境质量标准(GB15618—1995)中的二级标准(pH值<6.5情况且Cu以农田限量为准)进行评价。Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni在化肥中的限量值分别为200、10、500、5、50、50、200和40mg/kg。1.4统计分析统计分析采用SPSS22.0软件进行。数据正态性检验采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验;不同类型肥料重金属含量均值比较采用Kruskal-Wallis(K-W)检验，由于SPSS未提供上述检验的续后检验，续后检验参考Siegel与Castellan提供的方法[11]进行。所有统计检验的显著性界限水平为0.05。

　　2结果与分析

　　2.1市售化肥中重金属含量统计特征

　　从表1中可以看出，市售化肥中8种重金属含量偏度和峰度分别在0.948~5.822和1.403~42.281之间，属正偏—尖峰态分布，K-S检验结果表明不属于正态分布和对数正态分布(P<0.05)，应以中位值和四分位差表示均值和离散状况。Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr和Zn含量的中位值分别为0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5mg/kg，与评价标准相比，均低于限量值;各重金属元素含量按照中位值由高至低排序依次为Zn>Pb>Cr>Ni>As>Cu>Cd>Hg。一般地，变异系数<10%时，为弱变异性;>100%时，为强变异性;位于二者之间是中等变异性[12]。从变异系数来看，Pb、Ni、Cr属中等变异，其他重金属为强变异，表明不同肥料间Cd、Hg、As、Cu、Zn含量差异较大。

　　2.2不同种类化肥中重金属含量统计特征

　　由不同种类化肥统计结果(表2)可知，重金属在化肥中的平均含量，除Ni、Pb表现为磷肥>钾肥>复合(混)肥>氮肥外，其他6种重金属均呈现磷肥>复合(混)肥>钾肥>氮肥的规律。K-W检验结果表明，不同种类化肥中8种重金属含量存在极显著差异(P<0.01)，续后检验结果进一步指出，As、Cd、Zn含量表现为为磷肥、复合(混)肥>钾肥、氮肥，Cr、Cu含量表现为磷肥>复合(混)肥>钾肥、氮肥，Ni含量表现为磷肥>钾肥、复合(混)肥>氮肥，而Pb、Hg的情况较为复杂，总体表现为磷肥>复合(混)肥、钾肥>氮肥。

　　2.3不同种类化肥中重金属含量评价

　　由表3可知，此次调查抽取的128个市售化肥样本中有10个出现重金属超标，超标率为7.81%。从化肥种类来看，磷肥超标率最高，为12.50%;复合(混)肥次之，为8.79%;氮肥和钾肥未出现超标。从重金属指标来看，Zn超标率最高，为4.69%;Cu次之，为2.34%;第三是As、Ni，均为0.78%;Cd、Hg、Pb、Cr未出现超标。

　　3结论与讨论

　　调查结果显示，重庆市市售化肥样品中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn等重金属含量的均值分别为0.092、0.029、4.84、2.9、20.0、11.6、13.9和22.5mg/kg;不同种类化肥中8种重金属含量的差异极显著，As、Cd、Zn含量表现为为磷肥、复合(混)肥>钾肥、氮肥，Cr、Cu含量表现为磷肥>复合(混)肥>钾肥、氮肥，Ni含量表现为磷肥>钾肥、复合(混)肥>氮肥，而Pb、Hg的情况较为复杂，总体表现为磷肥>复合(混)肥、钾肥>氮肥;此次调查抽取的128个市售化肥样本超标率为7.81%，其中磷肥超标率最高，为12.50%;复合(混)肥次之，为8.79%;氮肥和钾肥未出现超标;从重金属指标来看，Zn超标率最高，为4.69%;Cu次之，为2.34%;第三是As、Ni，均为0.78%;Cd、Hg、Pb、Cr未出现超标。

　　化肥中重金属含量的高低与其生产原料和工艺密切相关[13]。根据此次调查，重庆市农业生产中使用的氮肥主要是尿素，其次为碳酸氢铵，以NH3、CO2等为原料经化工合成，重金属含量最低;钾肥主要为氯化钾，原料绝大多数是水溶性的钾盐矿[14]，生产工艺有冷分解—浮选法、反浮选—冷结晶法、热熔结晶法等[15]，由于生产原料中含有一定的重金属，导致肥料中重金属含量略高[3];磷肥主要为过磷酸钙，属矿质磷肥，通过酸法用硫酸、硝酸、盐酸或磷酸分解磷矿石而制成[10]，因其特殊的加工工艺及原料中含有Cr、Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu、Ni等多种重金属和有害杂质，加工后仍有一部分保留在肥料中，导致重金属含量较高[16]，较为突出的是Cd[17]。

　　复合(混)肥通常是在不同单质肥料的基础上制得，由于磷肥等的混合会带入部分重金属，因此其重金属含量一般相对高于单纯的氮肥和钾肥。此次调查结果显示，重庆市市售化肥总体超标率虽然不高，且Cd、Hg、Pb、Cr含量未出现超标，但是个别化肥厂商生产的磷肥中Cd、Hg含量分别高达1.092、4.174mg/kg，远超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)中的二级标准。在实际化肥施用时，为了便于作物吸收N、P、K养分，一般将化肥施于作物根系附近，可能引起土壤局部重金属含量过高，从而导致农产品中重金属含量也超标。同时，施肥对作物重金属含量的影响还与时间尺度有关，有关研究结果指出，长期施肥影响了小麦和水稻中Cu、Pb、Cr、Cd的含量，长期施肥后小麦和水稻籽粒中的Pb、Cr、Cd含量均明显增加[18]，其中Pb、Cr含量都超过了国家食品卫生标准，施磷处理水稻籽粒中Cd含量也严重超标。另外，长期施用化肥还会加速土壤酸化[19]。土壤的pH值每下降一个单位，Cd的生理活性就会增加近100倍，其结果必然导致农产品中Cd超标[20]。因此，应以化肥重金属含量水平为基础，综合考虑施肥方式、施肥时间及对土壤pH值的影响等因素，充分评价化肥施用对土壤重金属含量的影响，方可确保我国农业的可持续发展和农产品质量安全。

　　作者：陈景春 易廷辉 陈丽  单位： 重庆市农业生态与资源保护站