沈 月，麻萬諸，鄧勛飛，陳思力，陸若輝，*

(1.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310029； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所，浙江 杭州 310021)

有機(jī)肥是無公害農(nóng)業(yè)、綠色食品和有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的主要肥料[1]。有機(jī)肥的合理利用可以有效解決畜禽糞便直接排放污染環(huán)境的問題，改善土壤理化性狀，提高土壤供肥容量與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力[2-3]。我國政府提出到2020年化肥使用量零增長的目標(biāo)，明確提出以有機(jī)肥替代化肥、加快推進(jìn)有機(jī)肥資源利用的政策路線[4]。然而，有機(jī)肥原料來源繁多、成分復(fù)雜，質(zhì)量參差不齊，部分有機(jī)肥產(chǎn)品存在重金屬超標(biāo)或總養(yǎng)分不達(dá)標(biāo)等問題[5-6]，若不加強(qiáng)管理，易給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)[1]。

20世紀(jì)90年代初，研究人員曾就我國主要有機(jī)肥中的養(yǎng)分和有害元素開展過調(diào)查[7]，但隨著畜禽養(yǎng)殖方式的轉(zhuǎn)變，作為有機(jī)肥主要原料的畜禽糞便的成分發(fā)生了較大的變化[1]。近年來，有機(jī)肥料的行業(yè)限量標(biāo)準(zhǔn)也經(jīng)歷了多次更新[8]，從NY 525—2002到NY 525—2011再到 NY 525—2012。相應(yīng)地，商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)的含量很可能隨著時(shí)間和限量標(biāo)準(zhǔn)的更新而表現(xiàn)出不同的演變特征。然而，目前國內(nèi)外很少有多年持續(xù)跟蹤一定區(qū)域內(nèi)商品有機(jī)肥主要質(zhì)量指標(biāo)含量變化的研究[4，8]。

商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)的含量受其原料來源影響很大[2，6，9]，而部分原料的質(zhì)量又與當(dāng)?shù)氐娘暳咸砑?、食材、廢棄物緊密相關(guān)。據(jù)此推測，不同區(qū)域商品有機(jī)肥的重金屬等質(zhì)量指標(biāo)會呈現(xiàn)出區(qū)域性差異。目前，僅見少量新近研究描述性地闡述商品有機(jī)肥中重金屬含量的區(qū)域差異[10]，但仍欠缺關(guān)于商品有機(jī)肥中重金屬含量時(shí)空演變的研究。

本研究針對2008—2017年浙江省范圍內(nèi)的主要商品有機(jī)肥及其肥料來源，從時(shí)間和空間2個(gè)維度分析商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)含量的特征演變，以及不同有機(jī)肥原料的重金屬含量變異，以期為掌握近年來研究區(qū)域內(nèi)商品有機(jī)肥的質(zhì)量變化，和持續(xù)開展有機(jī)肥質(zhì)量監(jiān)控提供支持。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2008—2017年共采集了浙江省商品有機(jī)肥樣本2 355個(gè)，覆蓋全省11個(gè)地級市(以下簡稱為市)的主要有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)，其時(shí)空分布如圖1所示，其中，杭州、嘉興和金華的樣本數(shù)量都超過了300個(gè)。2008—2011年間，商品有機(jī)肥樣本數(shù)量大幅增長，2013年達(dá)到最高峰(361個(gè))，隨后樣本數(shù)量穩(wěn)定在300個(gè)左右。

考慮到商品有機(jī)肥的原料主要來自生產(chǎn)當(dāng)?shù)兀虼嗽谡憬≈饕袡C(jī)肥企業(yè)中相應(yīng)采集有機(jī)肥原料樣本296個(gè)，全部從參與2008—2017年調(diào)查的商品有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)中選擇，主要采集時(shí)間為2013年3月和6—12月。選取原則是兼顧各市典型的有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)和主要原料類型，在全省的分布和原料來源構(gòu)成上具有代表性。原料樣本涵蓋了餐廚殘余、混合、雞糞、菌菇渣類、牛糞、生活垃圾、污泥、羊糞和豬糞，其中，豬糞最多，約占45%。采樣范圍覆蓋全省除溫州、舟山、衢州外的所有市。

1.2 主要質(zhì)量指標(biāo)含量測定

商品有機(jī)肥樣本中各指標(biāo)含量參照NY 525—2012《有機(jī)肥料》測定。其中，有機(jī)質(zhì)(簡記為OM)含量采用重鉻酸鉀容量法測定；總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O，簡記為T_NPK)含量采用硫酸-過氧化氫消煮，消煮液定容后，氮用定氮儀法、鉀用火焰光度計(jì)法、磷用分光光度計(jì)法測定；水分(簡記為WC)含量用真空烘箱法測定；pH值采用pH計(jì)法測定；重金屬含量采用王水消煮，砷(As)含量用原子熒光光度法，汞(Hg)含量用測汞儀法，鉛(Pb)、鉻(Cr)、鎘(Cd)含量用原子吸收分光光度法測定。有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分和重金屬含量以烘干質(zhì)量計(jì)，水分含量以鮮樣質(zhì)量計(jì)。

圖1 2008—2017年調(diào)查的商品有機(jī)肥樣本時(shí)空分布Fig.1 Temporal-spatial distribution of investigated organic fertilizers in 2008-2017

1.3 主要質(zhì)量指標(biāo)的時(shí)空變異分析

以NY 525—2012頒布實(shí)施為分割節(jié)點(diǎn)，劃分2008—2012年和2013—2017年2個(gè)時(shí)間段。以市為區(qū)域單元，分別獲取商品有機(jī)肥中各主要質(zhì)量指標(biāo)含量的平均值(剔除0值)，以及2個(gè)時(shí)間段下各市商品有機(jī)肥中重金屬(Cd、Pb、As、Hg和Cr)、總養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)、水分平均含量和酸堿度，前后時(shí)間段相比，后者增加的表示商品有機(jī)肥中該質(zhì)量指標(biāo)含量在2008—2017年間呈增加趨勢，反之則表示呈下降趨勢。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010整理數(shù)據(jù)，后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析主要基于R軟件進(jìn)行，應(yīng)用到的主要程序包為sp、gstat、stat和ggplot2，分別進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析、可視化做圖等。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要質(zhì)量指標(biāo)含量的總體情況

2008—2017年間，調(diào)查的商品有機(jī)肥中各重金屬指標(biāo)含量變異較大，變異系數(shù)(CV)都超過了99%，其中Cr含量變異系數(shù)最高，達(dá)到了1 573.4%(表1)。Cr的高變異系數(shù)主要是由于實(shí)際檢測中存在3個(gè)特高超標(biāo)值(65 030、38 585、12 262 mg·kg-1)。As、Cd、Pb、Cr、Hg的平均含量分別為7.74、1.84、29.14、100.76、0.34 mg·kg-1。調(diào)查的商品有機(jī)肥中，有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分含量變異較小，平均值分別為58.16%和8.39%，pH值平均為7.76，總體偏堿性。對照NY 525—2012，調(diào)查的商品有機(jī)肥中各主要質(zhì)量指標(biāo)含量的平均值均在限量標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

表1 調(diào)查的商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)含量的總體情況

Table1Overall information of main quality-related ingredients content of investigated organic fertilizers

項(xiàng)目Item重金屬 Heavy metals/(mg·kg-1)AsCdPbCrHgOM/%T_NPK/%WC/%pH范圍Range0.1～1130.04～421～7840.05～65 0300.002～144-970.45～27.50.2～633.2～60均值Mean7.741.8429.14100.760.3458.168.3917.077.76CV/%99.1103.4118.51 573.4263.327.328.457.017.6

CV，變異系數(shù)。下同。

CV，Coefficient of variation. The same as below.

2.2 主要質(zhì)量指標(biāo)含量的年際變化

調(diào)查的商品有機(jī)肥中，各主要質(zhì)量指標(biāo)含量在2008—2017年間均發(fā)生了明顯變化(圖2)。As、Hg、Cr含量總體呈下降趨勢，且As含量表現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢；Pb、Cd含量表現(xiàn)為振蕩，總體變化相對穩(wěn)定，總養(yǎng)分含量和pH值的變化趨勢基本一致，表現(xiàn)為先降后升再趨穩(wěn)定。調(diào)查的商品有機(jī)肥歷年都偏堿性，pH值基本都維持在7.5以上。有機(jī)質(zhì)含量總體上升趨勢較為明顯，自2012年后都穩(wěn)定在60%以上；而水分含量在2011年之后經(jīng)過2 a的穩(wěn)定上升，基本維持在20%左右。

2.3 主要質(zhì)量指標(biāo)含量的空間變異

調(diào)查的商品有機(jī)肥中，各主要質(zhì)量指標(biāo)的平均含量在不同地區(qū)間也存在著明顯差異(圖3)。舟山、衢州、臺州商品有機(jī)肥的總養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量較高；紹興、金華和溫州等地的商品有機(jī)肥中水分含量較高；麗水、嘉興商品有機(jī)肥的pH值較高。從重金屬含量上來看，同樣存在著空間差異性。溫州商品有機(jī)肥的Cr平均含量最高；麗水、金華商品有機(jī)肥的Cd平均含量最高；杭州商品有機(jī)肥的Hg平均含量最高，但也僅為0.45～0.53 mg·kg-1；嘉興、紹興商品有機(jī)肥的As平均含量最高；湖州商品有機(jī)肥的Pb平均含量最高。

在計(jì)算Cr的平均值時(shí)，將3個(gè)特高超標(biāo)值剔除。圖4同。The extremely high values of Cr were excluded in calculating the mean value of Cr. The same as in Fig. 4.圖2 2008—2017年調(diào)查的商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)的含量變化Fig.2 Temporal changes of main quality-related ingredients contents of investigated organic fertilizers in 2008-2017

圖3 商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)含量的空間變異Fig.3 Spatial variability of main quality-related ingredients contents of investigated organic fertilizers

2.4 主要質(zhì)量指標(biāo)含量的時(shí)空演變

調(diào)查的商品有機(jī)肥中，2008—2017年多數(shù)重金屬元素含量在大部分地區(qū)總體呈現(xiàn)下降趨勢(圖4)，尤其是As的平均含量在各地均下降，Hg和Pb的平均含量在大部分地區(qū)也呈現(xiàn)下降趨勢；然而，溫州、臺州商品有機(jī)肥中Hg的平均含量，溫州、臺州、舟山商品有機(jī)肥中Pb的平均含量，溫州、臺州、金華、舟山、嘉興商品有機(jī)肥中Cd的平均含量，以及溫州、麗水商品有機(jī)肥中Cr的平均含量有所增加。

圖4 商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)含量的時(shí)空演變特征Fig.4 Temporal-spatial changes of ingredients contents of investigated organic fertilizers

2008—2017年，調(diào)查的商品有機(jī)肥中水分含量均增加；除舟山外，商品有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)含量也均增加；除湖州外，商品有機(jī)肥中的pH值也均增加。然而，總養(yǎng)分含量僅在嘉興、紹興和金華3市的商品有機(jī)肥中有所增加。

2.5 原料中的重金屬來源及其空間變異

不同商品有機(jī)肥原料中的重金屬含量差異較大(表2)。豬糞中As含量相對較高，平均值為18.62 mg·kg-1，超出NY 525—2012中的限量標(biāo)準(zhǔn)，且有36.1%的檢測樣本超標(biāo)?；谘蚣S和豬糞等的混合樣中也有15.4%的樣品As含量超標(biāo)。此外，豬糞中還有7%以上的樣本Pb、Cd含量超標(biāo)，3.0%的樣本Hg、Cr含量超標(biāo)。羊糞中Cd、Pb、Hg、Cr含量相對較高，As含量相對較低。菌菇渣類Cd含量最高，平均值達(dá)2.44 mg·kg-1。污泥雖然樣本較少，但超標(biāo)現(xiàn)象比較普遍，其中，Pb、Cd、Cr含量較高，且超標(biāo)率普遍在20%以上。生活垃圾除部分樣品Cd含量超標(biāo)外，其他重金屬指標(biāo)均符合限量標(biāo)準(zhǔn)。餐廚殘余中的重金屬含量全部達(dá)到限量要求。總體來看，有機(jī)肥來源中占比較大的豬糞、雞糞和牛糞原料中，豬糞中重金屬超標(biāo)問題相對較嚴(yán)重，雞糞存在少量As、Cd超標(biāo)和Pb含量較高(19.27 mg·kg-1)的問題，牛糞重金屬指標(biāo)總體較好。

表2 不同原料的重金屬含量情況

Table2Overall information of heavy metal contents in raw materials of organic fertilizers

重金屬Heavymetal項(xiàng)目Item餐廚殘余Foodremnants(n=8)混合Mixdung(n=26)雞糞Hendung(n=54)菌菇渣類Mushroomresidue(n=11)牛糞Cowdung(n=41)生活垃圾Householdwaste(n=4)污泥Sludge(n=10)羊糞Sheepdung(n=11)豬糞Pigdung(n=134)As 范圍1.2～8.40.8～68.21～531～361.2～553.7～14.30.8～21.41.0～221～199Range/(mg·kg-1)平均值3.639.1410.2610.359.917.987.684.0418.62Mean/(mg·kg-1)CV/%63.2154.1113.7129.3110.361.181.1149.8133.5PSBML/%015.41811.14.9012.518.236.1Hg范圍0.1～2.30.2～3.10.01～20.01～1.70.1～1.80.3～10.1～0.70.02～110.01～4.3Range/(mg·kg-1)平均值0.550.460.380.380.360.500.221.210.48Mean/(mg·kg-1)CV/%127.1133.9120.1129.180.773.692.5271.4133.9PSBML/%00007.3010.09.13.0Pb范圍2.9～13.70.5～52.30.2～92.610～90.12.3～2323.6～12.40.1～17.13.2～2711.8～219Range/(mg·kg-1)平均值7.688.0519.2724.7515.866.997.8238.9318.35Mean/(mg·kg-1)CV/%45.6135.1111.392.1225.358.366.5199.0171.0PSBML/%0009.10030.007.5Cd 范圍0.4～2.40.06～2.30.06～6.20.9～9.30.03～7.80.4～0.90.2～6.31～8.00.1～56.4Range/(mg·kg-1)平均值0.800.641.112.441.010.631.382.252.04Mean/(mg·kg-1)CV/%84.690.4107.8103.9137.836.9145.0105.6326.0PSBML/%002.00025.020.007.3Cr范圍6.5～21.10.5～1030.2～1998～1905.2～18712.5～376.9～54.88～4801～366Range/(mg·kg-1)平均值11.4423.0434.2363.3722.2423.6722.96126.7039.61Mean/(mg·kg-1)CV/%43.1102.5113.996.5129.651.765.9137.7107.5PSBML/%0009.10020.003.0

PSBML，超標(biāo)率，即依照NY 525—2012，重金屬含量超標(biāo)樣本所占比例。

PSBML， Percentage of samples with heavy metal contents beyond the maximum limits based on NY 525—2012.

通過關(guān)聯(lián)不同商品有機(jī)肥的原料構(gòu)成和地區(qū)差異發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)商品有機(jī)肥的原料來源構(gòu)成和重金屬平均含量也存在著較大差異(圖5)。從原料來源構(gòu)成上看：嘉興和杭州的商品有機(jī)肥原料中，豬糞占比較大(超過50%)；金華的商品有機(jī)肥原料中，牛糞占比最大；寧波的商品有機(jī)肥原料以雞糞為主；其他地區(qū)的商品有機(jī)肥樣本較少，零星以豬糞、混合和羊糞等為主。從不同地區(qū)商品有機(jī)肥原料的重金屬平均含量上看：金華牛糞的各項(xiàng)重金屬含量均小于杭州，而嘉興豬糞的As含量明顯最高。由此可知，各地商品有機(jī)肥中不同重金屬含量的平均值會受到各地區(qū)商品有機(jī)肥原料構(gòu)成和原料中重金屬平均含量的共同影響，如嘉興和紹興商品有機(jī)肥中較高的As含量就與其豬糞中As平均含量高，且豬糞在原料中占比較大明顯相關(guān)。

3 討論

3.1 商品有機(jī)肥主要指標(biāo)含量的時(shí)間演變

本研究發(fā)現(xiàn)，近10 a來，調(diào)查的商品有機(jī)肥中重金屬含量總體呈現(xiàn)下降趨勢，總養(yǎng)分含量和pH值表現(xiàn)出先降后升再趨穩(wěn)定的趨勢，有機(jī)質(zhì)和水分含量從2008—2012年到2013—2017年上升趨勢較為明顯，并自2012年后分別穩(wěn)定在60%和20%?？傮w來說，近10 a來商品有機(jī)肥的質(zhì)量有所提高，主要體現(xiàn)為總有機(jī)質(zhì)含量提高，以及主要重金屬含量不同程度的下降。造成這種變化趨勢的首要原因是，商品有機(jī)肥生產(chǎn)中重要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對主要質(zhì)量指標(biāo)限量標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，尤其是對有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)含量、水分含量、pH值，和對重金屬Hg、Pb和Cr含量限量標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整。2008—2017年間，有機(jī)肥料主要質(zhì)量指標(biāo)的限量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了3輪調(diào)整，從NY 525—2002臨時(shí)過渡到NY 525—2011，再到NY 525—2012(現(xiàn)行有效)[8]。調(diào)查的商品有機(jī)肥中，Pb和Cr的含量自2011年開始逐漸下降并趨于穩(wěn)定，極有可能是受到NY 525—2011中Pb和Cr限量標(biāo)準(zhǔn)提高(上限值降低)的影響，這與廣東省2012—2016年有機(jī)肥中相應(yīng)指標(biāo)含量逐漸下降的研究結(jié)果一致[4]。有機(jī)質(zhì)含量、pH值和水分含量在2012年之后出現(xiàn)明顯上升，主要是由于NY 525—2012中放寬了水分含量和pH值的最高限量標(biāo)準(zhǔn)——分別從20%升到30%和從8.0升到8.5，同時(shí)提高了有機(jī)質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)(從30%到45%)。Hg含量在2012年之后出現(xiàn)下降并趨于穩(wěn)定，主要也是因?yàn)镠g的限量標(biāo)準(zhǔn)大幅度收緊(從5 mg·kg-1到2 mg·kg-1)所致。但是，也有部分有機(jī)肥質(zhì)量指標(biāo)的含量與限量標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整間不存在關(guān)聯(lián)性，如總養(yǎng)分在限量標(biāo)準(zhǔn)提高的情況下反而下降并逐漸趨于穩(wěn)定，這很可能是由于目前有機(jī)肥中的總養(yǎng)分含量普遍較高(8%以上)，因而對限量標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整不敏感。

點(diǎn)的大小表示有機(jī)肥原料樣本數(shù)量(最大值為54，最小值為1)。The point size indicated the sample quantity (maximum of 54， minimum of 1).圖5 不同商品有機(jī)肥原料重金屬含量的地區(qū)差異Fig.5 Regional variability of heavy metals contents in raw materials of investigated organic fertilizers

此外，有機(jī)肥生產(chǎn)規(guī)范化程度和監(jiān)管強(qiáng)度的加強(qiáng)是引起近10 a來商品有機(jī)肥主要質(zhì)量指標(biāo)變化中不可忽視的積極因素。浙江省自2010年出臺《關(guān)于促進(jìn)商品有機(jī)肥生產(chǎn)應(yīng)用的意見》(浙政辦發(fā)〔2010〕151號)以來，商品有機(jī)肥的生產(chǎn)應(yīng)用得到了快速發(fā)展，2011—2017年共推廣應(yīng)用商品有機(jī)肥面積165萬hm2·次，消納當(dāng)?shù)匦笄菖判刮? 976萬t。同時(shí)，有機(jī)肥推廣應(yīng)用量的大幅提升也推動(dòng)了有機(jī)肥監(jiān)管的強(qiáng)化，主要包括企業(yè)登記考核中要求企業(yè)配備化驗(yàn)室和培訓(xùn)合格的專職化驗(yàn)員，企業(yè)對原料和成品的主要項(xiàng)目進(jìn)行檢測，缺乏自檢能力的項(xiàng)目如重金屬須送到有檢驗(yàn)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)化驗(yàn)等，促使有機(jī)肥企業(yè)質(zhì)量與管理能力得到了有效提升。自2013年以來，浙江省畜牧業(yè)向規(guī)?；驼?guī)化轉(zhuǎn)型升級，對飼料添加劑中重金屬的限制和監(jiān)管也在加強(qiáng)。調(diào)查的商品有機(jī)肥中As含量的持續(xù)下降可能就得益于近年來畜禽養(yǎng)殖飼料中砷制劑添加限制的逐步加強(qiáng)[11-12]。

3.2 商品有機(jī)肥中重金屬含量的空間演變

商品有機(jī)肥生產(chǎn)目前具有較強(qiáng)的地域性要求，一般地，除輔料(如木屑、菇渣類)外，其主要原料(如豬糞、牛糞)通常是就近從當(dāng)?shù)孬@取，這是導(dǎo)致商品有機(jī)肥中不同重金屬指標(biāo)含量在浙江省內(nèi)呈現(xiàn)出地區(qū)性差異的基礎(chǔ)。通過將不同原料的重金屬含量與相應(yīng)商品有機(jī)肥的重金屬含量空間變異進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)商品有機(jī)肥原料的構(gòu)成比例和原料中重金屬平均含量的組合結(jié)果與商品有機(jī)肥中相應(yīng)重金屬的空間變異具有較好的一致性。例如，杭州商品有機(jī)肥中較高的Hg含量、嘉興和紹興商品有機(jī)肥較高的As含量、金華和麗水商品有機(jī)肥中較高的Cd含量，都與這些地區(qū)商品有機(jī)肥的原料構(gòu)成及其原料中的重金屬含量具有較大的直接相關(guān)性。同時(shí)，這一結(jié)果也印證了本調(diào)查中有機(jī)肥原料與商品有機(jī)肥樣本的代表性較好。具體來說，不同地區(qū)的有機(jī)肥原料構(gòu)成比例差異是影響其重金屬含量的首要因素。有機(jī)肥生產(chǎn)中的原料來源與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，如嘉興的生豬產(chǎn)業(yè)和金華的奶牛產(chǎn)業(yè)分別在當(dāng)?shù)匦纬闪艘载i糞和牛糞為主的商品有機(jī)肥原料來源。相應(yīng)地，這些地區(qū)生產(chǎn)的有機(jī)肥中重金屬的含量很大程度上是由這些主要原料決定的[5，8，13]，如嘉興商品有機(jī)肥中較高的As含量，即是受其主要原料——豬糞(占比70%)的直接影響。

同時(shí)，有機(jī)肥原料中的重金屬含量也是影響不同地區(qū)商品有機(jī)肥中重金屬含量差異的不可忽視的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)間相同有機(jī)肥原料的部分重金屬指標(biāo)平均含量仍存在較大差異，如豬糞中的As，以及牛糞中的As、Hg、Cr。這與研究人員對華北、黃淮海地區(qū)飼料中重金屬含量進(jìn)行研究時(shí)所發(fā)現(xiàn)的地域差異情況基本一致[10，13]。通常，Cu、Zn、As、Cr、Pb等重金屬作為飼料添加劑在集約化養(yǎng)殖過程中被引入并進(jìn)入畜禽糞便[11，13]。最近的研究表明，不同類型的飼料來源中其主要重金屬指標(biāo)也存在顯著差異，如生豬、奶牛和蛋雞飼料中各主要重金屬指標(biāo)含量的變異系數(shù)分別在70%、50%和100%以上[13]。以As為例，嘉興市是浙江省生豬養(yǎng)殖大市，集約化程度高，相應(yīng)地，飼料喂食強(qiáng)度可能更大。作為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，重金屬添加的益處更可能傾向于被強(qiáng)調(diào)以扶持其發(fā)展，再加上不同飼料源重金屬含量本身存在差異，這些因素很可能共同引起嘉興豬糞中As平均含量較高。此外，不同畜禽品種(如蛋雞、肉雞、奶牛和肉牛)和不同生長時(shí)期(如育雛期、育成期)飼料和畜禽糞便中的重金屬含量最近也被發(fā)現(xiàn)存在顯著差異[10，13-14]。由于本研究并未針對以畜禽糞便為主要原料的商品有機(jī)肥專門設(shè)計(jì)嚴(yán)格的畜禽品種限定或固定采樣時(shí)間，而這些因素很可能共同對有機(jī)肥中重金屬含量的地區(qū)差異性產(chǎn)生影響；因此，后續(xù)還需要進(jìn)一步規(guī)范各地區(qū)有機(jī)肥及其原料(包括畜禽飼料)的調(diào)查采樣和檢測分析，深入解析有機(jī)肥中主要重金屬的風(fēng)險(xiǎn)源頭，以進(jìn)一步分析、論證浙江省有機(jī)肥時(shí)空演變的機(jī)制。

3.3 原料來源對有機(jī)肥中重金屬含量的影響與啟示

商品有機(jī)肥的不同原料中，豬糞和污泥中的重金屬含量通常高于其他來源[1]。本研究中，以豬糞為主要原料的商品有機(jī)肥中As和Cd含量普遍較高，尤其是As，平均含量和超標(biāo)率均最高。這與在我國主要蔬菜種植區(qū)開展的有機(jī)肥調(diào)查情況一致[2]。以城市污泥為原料的商品有機(jī)肥也普遍存在重金屬超標(biāo)的情況。這與劉榮樂等[1]提出的我國不同有機(jī)廢棄物中Cr、Pb等含量均超過現(xiàn)行限量值的結(jié)果相印證。污泥用作輔料添加到以畜禽糞污為主要原料的有機(jī)肥中，很可能會帶來新的污染或加重原有有機(jī)肥原料的重金屬污染，因此，在有機(jī)肥料加工過程中，有機(jī)肥原料和輔料質(zhì)量的監(jiān)測也是必不可少的。

從現(xiàn)有的有機(jī)肥可用資源量來看，畜禽糞便仍是有機(jī)肥的主要原料來源。隨著秸稈焚燒逐漸退出，植物性的原料，如秸稈、核桃皮等的部分替代可以調(diào)節(jié)有機(jī)肥的碳氮比和理化性狀，同時(shí)也可在一定程度上對畜禽糞便中的重金屬等污染物起到稀釋作用，從而降低重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)。隨著城市、農(nóng)村生活垃圾分類的推行和新技術(shù)的運(yùn)用[15]，生活垃圾和餐廚殘余有望成為一個(gè)重要的有機(jī)肥原料分支。農(nóng)村生活垃圾和餐廚殘余重金屬含量低、有機(jī)物含量高，營養(yǎng)元素比較全面，是優(yōu)良的有機(jī)肥來源或輔料。對于浙江省有機(jī)肥中普遍偏高的pH值，混合加入酸性的油渣和餐廚固形物等，可以有效調(diào)節(jié)pH值，并能在一定程度上稀釋有機(jī)肥中的重金屬含量。

4 結(jié)論

本研究調(diào)查了2008—2017年間浙江省主要商品有機(jī)肥中的重金屬、有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分、水分含量和pH值的時(shí)空變異。近10 a來，調(diào)查的商品有機(jī)肥質(zhì)量總體呈上升趨勢，其中，主要重金屬指標(biāo)含量在多數(shù)地區(qū)總體呈現(xiàn)下降趨勢，尤其是全省范圍內(nèi)As平均含量持續(xù)下降，Hg、Pb含量在大部分地區(qū)也呈現(xiàn)下降趨勢，有機(jī)質(zhì)、水分含量和pH值總體增加，但總養(yǎng)分含量總體有減少趨勢。有機(jī)肥主要原料中，豬糞重金屬超標(biāo)問題相對較嚴(yán)重，雞糞存在少量As、Cd超標(biāo)和Pb含量較高的問題，而牛糞重金屬指標(biāo)含量總體較好。近年來，有機(jī)肥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的多次調(diào)整對商品有機(jī)肥中主要質(zhì)量指標(biāo)含量的演變產(chǎn)生了重要影響，而不同區(qū)域商品有機(jī)肥的原料構(gòu)成，以及原料中的重金屬含量差異是造成商品有機(jī)肥重金屬含量呈現(xiàn)出區(qū)域差異性的主要原因。研究結(jié)果可以用于輔助浙江省不同地區(qū)商品有機(jī)肥的后續(xù)質(zhì)量抽查、重點(diǎn)區(qū)域污染風(fēng)險(xiǎn)定位和商品有機(jī)肥質(zhì)量變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警等，并能為后續(xù)評估區(qū)域商品有機(jī)肥用量、土壤重金屬安全使用風(fēng)險(xiǎn)和有機(jī)肥原料源頭追查等提供參考。