沈玉君，李 冉，孟海波，趙立欣，李國(guó)學(xué)，周海賓，程紅勝，丁京濤，張 曦，王 健

國(guó)內(nèi)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)分析及其對(duì)中國(guó)的借鑒啟示

沈玉君1,2，李 冉1,2，孟海波1,2※，趙立欣1，李國(guó)學(xué)3，周海賓1,2，程紅勝1,2，丁京濤1,2，張 曦1,2，王 健1,2

（1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100125； 3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193）

中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)量巨大，堆肥是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的主要方式之一，也是養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)回收到土壤中的方法。結(jié)合國(guó)內(nèi)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)制定情況，通過分析對(duì)比無(wú)害化指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分、重金屬、含水率等指標(biāo)，指出中國(guó)存在就農(nóng)業(yè)廢棄物處理缺乏專業(yè)化堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)、對(duì)堆肥產(chǎn)品中氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量的最低限值較高及未建立堆肥標(biāo)準(zhǔn)體系等問題。建議國(guó)家組建堆肥標(biāo)準(zhǔn)制定專家委員會(huì)或堆肥協(xié)會(huì)，進(jìn)一步規(guī)范有機(jī)肥生產(chǎn)運(yùn)行管理，進(jìn)一步修訂有機(jī)肥、生物有機(jī)肥、沼肥等標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的堆肥標(biāo)準(zhǔn)體系。

廢棄物；堆肥；標(biāo)準(zhǔn)；指標(biāo)

0 引 言

近年來，中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年畜禽糞污產(chǎn)生量約38億t，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量約9億t，尾菜產(chǎn)生量約2.6億t[1]。農(nóng)業(yè)廢棄物含有豐富的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，另一方面，隨著中國(guó)土地的高強(qiáng)度利用及化肥的過量施用，農(nóng)田地力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，部分地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)降低量高于20 g/kg土壤[2]。農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物經(jīng)堆肥發(fā)酵后可制成有機(jī)肥，具有培肥地力、提高作物品質(zhì)等特點(diǎn)。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥及有機(jī)肥使用符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。

中國(guó)近年來高度重視有機(jī)肥推廣和使用，通過發(fā)布《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》、開展有機(jī)肥替代化肥試點(diǎn)等措施，大力推動(dòng)有機(jī)肥利用。然而，中國(guó)堆肥及有機(jī)肥行業(yè)還存在小散亂現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)化較低，一定程度上影響了行業(yè)發(fā)展。本文旨在通過系統(tǒng)分析比較國(guó)內(nèi)外堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，為完善中國(guó)堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)體系、提升有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平提供參考。

1 研究方法

本文主要采用文獻(xiàn)調(diào)研及對(duì)比分析方法，系統(tǒng)研究了11個(gè)國(guó)家的18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并分析了中國(guó)堆肥有機(jī)肥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)15個(gè)，比較了國(guó)內(nèi)外在堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)方式、標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)數(shù)值等方面的差異，提出中國(guó)堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)制定的建議。

2 堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化制定及推動(dòng)情況

國(guó)內(nèi)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)的制定情況如表1.2。

2.1 國(guó)外堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化制定及推動(dòng)情況

發(fā)達(dá)國(guó)家主要通過成立專門機(jī)構(gòu)、建立質(zhì)量體系、統(tǒng)一檢測(cè)方法等方式推動(dòng)堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。英國(guó)、意大利通過成立堆肥協(xié)會(huì)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化。英國(guó)有機(jī)廢棄物堆肥協(xié)會(huì)（The Organic Waste Composting Association，OWCA）成立于1992年，為規(guī)范堆肥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，從2005年起堆肥協(xié)會(huì)和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（British Standards Institution）共同建立了PAS 100：2005、PAS 100：2011、PAS 100：2018[8,36]等方法，主要包括堆肥生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)規(guī)程、抽樣和分析方法，以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。意大利由意大利堆肥協(xié)會(huì)（Italian Consortium for Composting，CIC）作為堆肥產(chǎn)品的認(rèn)證系統(tǒng)，對(duì)堆肥產(chǎn)品統(tǒng)一認(rèn)證。在認(rèn)證過程中，由意大利堆肥協(xié)會(huì)（CIC）的認(rèn)證人員進(jìn)行取樣，并在經(jīng)過認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。2008年，意大利已認(rèn)證的堆肥量約為25萬(wàn)t/a，占總產(chǎn)量的20%[37]。堆肥協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)指出，2008年意大利堆肥的平均銷售價(jià)格為每噸3至10歐元。

表1 國(guó)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)

德國(guó)、西班牙通過頒布堆肥條例、建立質(zhì)量保證體系的方式來推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化。德國(guó)涉及堆肥的法律法規(guī)主要有BioAbfV 1998、肥料管理-DüV 2006、土壤保護(hù)法-BBodSchG 1998，對(duì)堆肥無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)、肥料管理等進(jìn)行了規(guī)范。1989年，德國(guó)成立了堆肥質(zhì)量保證組織（Bundesgute Gemeinschaft Kompost，BGK），是一家義務(wù)性檢測(cè)機(jī)構(gòu)，得到了法律的認(rèn)可。加入BGK并進(jìn)行堆肥產(chǎn)品檢測(cè)，可保證堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，并得到法律當(dāng)局、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和食品加工行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)可。1991年，德國(guó)建立了堆肥質(zhì)量保證體系RAL-GZ251，用于質(zhì)量標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品定期檢查，2000年建立了有機(jī)廢棄物質(zhì)量保證體系，2003年建立了污泥堆肥的質(zhì)量保證體系[9]。西班牙在2013年制定了堆肥條例認(rèn)證計(jì)劃（Real Decreto 506/2013[24]），制定了肥料產(chǎn)品基本規(guī)范，主要包括堆肥產(chǎn)品的一般規(guī)定、化肥產(chǎn)品的包裝和識(shí)別及原材料、堆肥產(chǎn)品的登記等[12]。

加拿大主要通過統(tǒng)一堆肥檢測(cè)方法推動(dòng)堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。首次針對(duì)堆肥的獨(dú)特性質(zhì)，在全國(guó)統(tǒng)一了堆肥分析方法（test methods for the examination of composting and compost，TMECC）[38]，詳細(xì)介紹了測(cè)試各種產(chǎn)品參數(shù)的方法。環(huán)境部長(zhǎng)理事會(huì)（The Canadian Council of Ministers of the Environment，CCME）、魁北克省標(biāo)準(zhǔn)化局（the Bureau de Normalization du Québec，BNQ）及加拿大食品檢驗(yàn)局（the Canadian Food Inspection Agency，CFIA）為確保堆肥質(zhì)量及統(tǒng)一的堆肥生產(chǎn)規(guī)則，在1996年共同制定了CCME堆肥質(zhì)量指南[10]，包括外來物質(zhì)、腐熟度、病原體和微量元素4個(gè)方面的內(nèi)容，該指南的制定有助于保護(hù)加拿大環(huán)境、公眾健康及廢棄物資源的合理利用。

2.2 國(guó)內(nèi)堆肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)情況

中國(guó)堆肥及有機(jī)肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定頒布，表2為中國(guó)堆肥標(biāo)準(zhǔn)的制定情況。2012年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布了《有機(jī)肥料（NY 525—2012）》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[26]，主要適用于以畜禽糞便、動(dòng)植物殘?bào)w和以動(dòng)植物產(chǎn)品為原料加工的下腳料為原料，并經(jīng)發(fā)酵腐熟后制成的有機(jī)肥料，對(duì)有機(jī)肥的養(yǎng)分、水分、有機(jī)質(zhì)、重金屬總量、蛔蟲卵死亡率、糞大腸菌群數(shù)等質(zhì)量要求、試驗(yàn)方法、檢測(cè)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等進(jìn)行了規(guī)定。同年衛(wèi)生部和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布了《糞便無(wú)害化衛(wèi)生要求（GB 7959—2012）》[27]，針對(duì)不同的處理方法分別提出了衛(wèi)生要求，并配套了監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)方法。在設(shè)備方面，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)制定頒布了《畜禽養(yǎng)殖糞便堆肥處理與利用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 28740—2012）》[25]，主要對(duì)畜禽養(yǎng)殖糞便堆肥處理設(shè)備和有機(jī)肥加工設(shè)備的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)要求、電氣控制、環(huán)境控制要求等進(jìn)行了規(guī)范。在堆肥及有機(jī)肥生產(chǎn)工藝方面，一般參考《生活垃圾堆肥處理技術(shù)規(guī)范（CJJ 52—2014）》[29]。2019年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范（NY/T 3442—2019）》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了畜禽糞便堆肥的場(chǎng)地要求、堆肥工藝、設(shè)施設(shè)備、堆肥質(zhì)量評(píng)價(jià)和檢測(cè)方法，適用于規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)和集中處理中心的畜禽糞便及養(yǎng)殖墊料堆肥[35]。

表2 中國(guó)堆肥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3 堆肥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.1 無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)

堆肥無(wú)害化是為減少、去除或殺滅糞便等原料中的腸道致病菌、寄生蟲卵等病原體，控制蚊蠅滋生、防止惡臭擴(kuò)散，并使其處理產(chǎn)物達(dá)到土地處理與農(nóng)業(yè)資源化利用要求。主要包括溫度、蛔蟲卵死亡率、糞大腸菌值、沙門氏菌等指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外堆肥無(wú)害化處理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值詳見表3。在溫度方面，《糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 7959—2012）》[27]規(guī)定人工堆肥≥50 ℃持續(xù)10 d以上或≥ 60 ℃持續(xù)5 d以上，機(jī)械堆肥≥50 ℃持續(xù)2 d；加拿大根據(jù)不同堆肥方式對(duì)堆肥溫度及持續(xù)時(shí)間為55 ℃持續(xù)3或15 d以上[10]；意大利堆肥標(biāo)準(zhǔn)是≥55 ℃持續(xù)3 d以上[36]；丹麥堆肥標(biāo)準(zhǔn)是≥55 ℃持續(xù)14 d以上[18]；英國(guó)堆肥標(biāo)準(zhǔn)是≥65 ℃持續(xù)7 d以上[39]；美國(guó)將堆肥產(chǎn)品分為A類產(chǎn)品和B類產(chǎn)品，通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥或反應(yīng)器堆肥下A類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)是≥55 ℃持續(xù)3 d以上，條垛式堆肥下A類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)是≥55 ℃持續(xù)15 d以上，翻堆5 次，B類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)是溫度≥40 ℃持續(xù)5 d且達(dá)到≥ 55 ℃持續(xù)4 h[3]。在病原菌指標(biāo)方面，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)嚴(yán)格，對(duì)蛔蟲卵死亡率、糞大腸菌值和沙門氏菌都做了相關(guān)限值要求，蛔蟲卵死亡率要求≥95%，糞大腸菌值不超過100個(gè)/g，沙門氏菌不得檢出；國(guó)外沒有對(duì)蛔蟲卵死亡率進(jìn)行限制，糞大腸菌值限值為1 000 MPN/g（MPN計(jì)數(shù)法）或100 CFU/g（平板計(jì)數(shù)法），沙門氏菌限值為3 MPN/g或未檢到/25 g（檢測(cè)方法不同，無(wú)可比性，在此不做具體比較）。在含水率方面，中國(guó)[27]、英國(guó)[39]、西班牙[12]、德國(guó)[18]也做出了規(guī)定，分別為<50%、<50%、<40%、<45%。

表3 國(guó)內(nèi)外堆肥無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)

3.2 有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 有機(jī)質(zhì)

有機(jī)質(zhì)能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通透性和透水性，提升土壤肥力。圖1為國(guó)內(nèi)外堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)質(zhì)限值。中國(guó)在新頒布的畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范（NY/T 3442—2019）[35]中要求，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于30%，西班牙堆肥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于35%，德國(guó)在30%以上，歐盟在15%以上，印度在16%以上。日本的有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求在40%以上，歐盟和澳大利亞在20%以上，德國(guó)在15%以上，美國(guó)在30%以上，中國(guó)在有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY525—2012）[26]中要求，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于45%，可以看出，中國(guó)在有機(jī)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求上較為嚴(yán)格。另外，英國(guó)、加拿大、丹麥等發(fā)達(dá)國(guó)家堆肥標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行限制。

圖1 國(guó)內(nèi)外堆肥及有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.2 養(yǎng)分

養(yǎng)分能為農(nóng)作物提供全面營(yíng)養(yǎng)，因此一些國(guó)家對(duì)堆肥及有機(jī)肥養(yǎng)分進(jìn)行了最低限制，如表4所示，可以看出，中國(guó)、日本、歐盟、印度等國(guó)對(duì)總養(yǎng)分（全氮+P2O5+K2O）的最低限制值大于1.2%，英國(guó)、巴西、加拿大、丹麥等一些發(fā)達(dá)國(guó)家并未對(duì)堆肥養(yǎng)分作出約束，畜禽糞便經(jīng)過無(wú)害化處理和腐熟后可作為有機(jī)肥直接施用于農(nóng)田。

表4 國(guó)內(nèi)外堆肥養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.2.3 重金屬標(biāo)準(zhǔn)

研究表明[27]，含有重金屬的肥料施入到土壤中會(huì)導(dǎo)致土壤污染風(fēng)險(xiǎn)[28]，因此重金屬含量是堆肥標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格控制的一類指標(biāo)。表5為國(guó)內(nèi)外對(duì)堆肥產(chǎn)品中重金屬鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎳（Ni）8種重金屬做出的限定，除以上8種重金屬外，有些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉬（Mo）、鈷（Co）等重金屬也有限制。中國(guó)對(duì)重金屬Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限值在50 mg/kg以下，相比其他幾個(gè)國(guó)家最為嚴(yán)格。大部分國(guó)家對(duì)重金屬Cu、Zn、Ni做出了限制，限制值分別為70～1500、200～2800、25～420 mg/kg，中國(guó)并未作出限制。

根據(jù)用途不同，歐盟將堆肥分為生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)、有機(jī)耕種及土壤改良劑3類；加拿大將堆肥分為A類和B類；中國(guó)臺(tái)灣分為畜禽糞便堆肥、一般堆肥及雜項(xiàng)堆肥；中國(guó)香港分為有機(jī)耕種、普通農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及非農(nóng)業(yè)用途，而中國(guó)堆肥標(biāo)準(zhǔn)未按用途進(jìn)行分類限定。

表5 國(guó)內(nèi)外對(duì)堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)

4 討 論

4.1 無(wú)害化指標(biāo)

堆肥過程產(chǎn)熱及溫度的升高是病原體失活、保證衛(wèi)生指標(biāo)合格和堆肥無(wú)害化的重要條件[40-43]。Vinnera?s等[44]研究表明大多數(shù)病原體在高于45 ℃的溫度下會(huì)被迅速殺死。Yanko等[45]發(fā)現(xiàn)，溫度是影響病毒失活的主要因素，關(guān)鍵在于要不斷保證有效的堆肥條件，并使所有的堆肥物質(zhì)達(dá)到熱失活溫度，要保證堆肥的最高溫度高于50 ℃。Strauch[46]分析了歐洲幾個(gè)反應(yīng)器中的堆肥，在達(dá)到失活溫度（37～70 ℃）時(shí)，反應(yīng)器中的沙門氏菌、病毒和蛔蟲卵很容易被殺滅。但當(dāng)溫度僅在49～53 ℃時(shí)，沙門菌仍能生存。Mitscherlich等[47]表明，病原菌含量不會(huì)在低溫下緩慢降低，沙門氏菌可以在6～47 ℃下生長(zhǎng)。為確保堆肥過程中病原菌能夠迅速失活，國(guó)內(nèi)外大部分堆肥指令或指南要求堆肥溫度需達(dá)到55 ℃，并維持一定時(shí)間。為簡(jiǎn)化堆肥產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)步驟，大多數(shù)國(guó)家未對(duì)蛔蟲卵死亡率做出規(guī)定。研究表明[48]，在發(fā)酵溫度為60～70 ℃下，作用3 d，可使蛔蟲卵失活，蛔蟲是土源性線蟲最常見的寄生蟲之一，蛔蟲是人體內(nèi)最常見的寄生蟲之一，溫帶、熱帶、經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、溫暖潮濕和衛(wèi)生條件差的國(guó)家或地區(qū)流行更為廣泛，是農(nóng)村地區(qū)人群中感染率最高的寄生蟲。因此在堆肥標(biāo)準(zhǔn)中有必要對(duì)蛔蟲卵死亡率進(jìn)行限制。

4.2 有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分指標(biāo)

國(guó)內(nèi)外堆肥原料主要包括城市固體廢棄物、污泥、畜禽糞便、酒業(yè)廢棄物及農(nóng)業(yè)植物殘?jiān)?，不同廢棄物有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分存在一定的差異。綜合各國(guó)數(shù)據(jù)可知[37]，城市固體廢棄物有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為48.5%±8.87%、1.55%±0.29%、0.47%±0.14%；污泥原料中有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為46.4%±9.52%、1.86%±0.73%、1.24%±0.80%；畜禽糞便中有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為58.6%±10.97%、2.46%±0.64%、1.30%±0.55%；酒業(yè)廢棄物有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為79.89%±4.18%、3.13%±0.75%、0.61%±0.25%。隨著堆肥的進(jìn)行，可溶性有機(jī)物將逐漸被微生物降解，堆肥結(jié)束后，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較堆肥前下降40%～50%，養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)損失31%～42%[49]。中國(guó)有機(jī)肥對(duì)總養(yǎng)分要求大于5.0%，有機(jī)質(zhì)大于30.0%，大部分廢棄物堆肥后生產(chǎn)的有機(jī)肥都難以達(dá)到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，這一方面導(dǎo)致了有機(jī)肥生產(chǎn)過程中添加化肥情況的發(fā)生，另一方面使得不添加化肥的有機(jī)肥難以獲得肥料登記證進(jìn)行銷售?；诖丝紤]，部分發(fā)達(dá)國(guó)家為推動(dòng)廢棄物資源化利用并未在堆肥標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分指標(biāo)做出明確的規(guī)定。

4.3 重金屬指標(biāo)

重金屬等微量元素可能存在于堆肥原料中，長(zhǎng)期在土壤中過量積累可能導(dǎo)致對(duì)植物、動(dòng)物和人類的毒性?？梢钥闯觯鲊?guó)對(duì)相同重金屬的限制值不盡相同，中國(guó)相比大多國(guó)家及地區(qū)對(duì)重金屬Pb的標(biāo)準(zhǔn)限制值最為嚴(yán)格，質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制在50 mg/kg以下，部分國(guó)家未對(duì)8種重金屬完全做出限制，中國(guó)未對(duì)Cu、Zn和Ni做出限制。在中國(guó)，重金屬元素被應(yīng)用于飼料添加劑中，從而使大量的重金屬隨畜禽糞便排入到環(huán)境中。Zhang[50]對(duì)中國(guó)21個(gè)省共計(jì)263個(gè)堆肥和有機(jī)肥樣品的重金屬含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明Cu、Zn和Ni的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為580.4、2 818和214.6 mg/kg，其中35.0%、13.3%和16.7%的樣品超過了德國(guó)堆肥標(biāo)準(zhǔn)，建議今后在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)制定中考慮對(duì)重金屬Cu、Zn和Ni做出限制。

目前國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)均將重金屬總量作為重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)，然而眾多研究普遍認(rèn)為，重金屬的生物活性及環(huán)境行為更大程度上由其在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)決定，而不是它們的總濃度。因此，在今后的標(biāo)準(zhǔn)制定中可以考慮將重金屬的有效態(tài)含量納入到標(biāo)準(zhǔn)體系中。

同時(shí)，在某些情況下，由于堆肥原料、堆肥方法及堆肥用途的不同，應(yīng)對(duì)堆肥產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)限定，如歐盟分為3個(gè)級(jí)別，加拿大分為2個(gè)級(jí)別。

5 國(guó)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中國(guó)的借鑒啟示

5.1 成立專業(yè)機(jī)構(gòu)推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

可以看出，歐美各國(guó)針對(duì)廢棄物處理標(biāo)準(zhǔn)成立了專業(yè)的協(xié)會(huì)，如英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、英國(guó)有機(jī)廢物堆肥協(xié)會(huì)（OWCA）、意大利堆肥協(xié)會(huì)（CIC）等負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及實(shí)施，而中國(guó)就農(nóng)業(yè)廢棄物處理缺乏專業(yè)化堆肥及有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)，有必要組建堆肥標(biāo)準(zhǔn)制定專家委員會(huì)或堆肥協(xié)會(huì)，進(jìn)一步規(guī)范有機(jī)肥生產(chǎn)運(yùn)行管理，建議進(jìn)一步修訂有機(jī)肥、生物有機(jī)肥、沼肥等標(biāo)準(zhǔn)，完善建立有機(jī)肥工程設(shè)計(jì)規(guī)范和運(yùn)行管理規(guī)范及液態(tài)有機(jī)肥工程設(shè)計(jì)規(guī)范和運(yùn)行管理規(guī)范、液態(tài)有機(jī)肥、沼液有機(jī)肥、沼渣有機(jī)肥等方面的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)由堆肥協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)推動(dòng)堆肥有機(jī)肥檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立，不定期的對(duì)堆肥產(chǎn)品或有機(jī)肥進(jìn)行關(guān)鍵指標(biāo)的抽查，定期對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境如土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮、有效磷、重金屬含量等進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到施用的全過程監(jiān)管審查。

5.2 合理規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

可以看出，美國(guó)、英國(guó)、丹麥等發(fā)達(dá)國(guó)家只規(guī)定了畜禽糞便的無(wú)害化指標(biāo)，而不對(duì)氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行約束，畜禽糞便經(jīng)過無(wú)害化處理和腐熟后都可作為有機(jī)肥直接施用于農(nóng)田。中國(guó)現(xiàn)行有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了有機(jī)肥中氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量的最低限值。實(shí)際上，大部分畜禽糞便生產(chǎn)的有機(jī)肥都難以達(dá)到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，為有力促進(jìn)堆肥有機(jī)肥的推廣利用，建議不強(qiáng)行規(guī)定氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最低限值。同時(shí)將重金屬Cu、Zn和Ni的限制值納入到標(biāo)準(zhǔn)體系并放寬重金屬Pb的限制值。還可參照歐盟、加拿大、美國(guó)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)堆肥原料、堆肥方法及堆肥用途的不同，堆肥產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)限定，制定符合自己國(guó)家國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)，有效推動(dòng)堆肥行業(yè)的發(fā)展。

5.3 完善堆肥標(biāo)準(zhǔn)體系助力行業(yè)進(jìn)步

歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視肥料品質(zhì)和施用標(biāo)準(zhǔn)，并且一直在完善肥料各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格管控堆肥及有機(jī)肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，積極探索有機(jī)肥施用技術(shù)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，在堆肥特性分析檢測(cè)方法、工藝技術(shù)規(guī)程、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面，基本形成了堆肥標(biāo)準(zhǔn)體系。相比國(guó)外有機(jī)肥質(zhì)量、施用等標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)堆肥質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容尚欠齊全，存在標(biāo)準(zhǔn)參照混亂的現(xiàn)象，對(duì)于堆肥及有機(jī)肥料未進(jìn)行嚴(yán)格劃分或進(jìn)行整合標(biāo)準(zhǔn)體系更沒有建立。中國(guó)目前正在大力推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，堆肥是重要的產(chǎn)品形式，亟待建立完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。

6 結(jié) 論

針對(duì)中國(guó)堆肥及有機(jī)肥生產(chǎn)的問題，在加強(qiáng)科技研發(fā)力度基礎(chǔ)上，更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)堆肥及有機(jī)肥各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)管，制定并完善國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步規(guī)范有機(jī)肥生產(chǎn)運(yùn)行管理，修訂有機(jī)肥、生物有機(jī)肥、沼肥等標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的堆肥標(biāo)準(zhǔn)體系，制定符合自己國(guó)家國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)，有效推動(dòng)堆肥行業(yè)的發(fā)展。

[1] 農(nóng)業(yè)部發(fā)展計(jì)劃司. 關(guān)于印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用試點(diǎn)的方案》的通知[Z]. 2016.

[2] 周健民. 淺談我國(guó)土壤質(zhì)量變化與耕地資源可持續(xù)利用[J].中國(guó)科學(xué)院院刊，2015，30(4)：459－467. Zhou Jianmin. On the change of soil quality and sustainable utilization of cultivated land resources in China[J]. Chinese Academic Journal Electronic Publishing House, 2015, 30(4): 459－467. (in Chinese with English abstract)

[3] Environmental Protection Agency. Markets for compost: EPA/530-SW90-073A [S]. 1993.

[4] Environmental Protection Agency. Organic Materials Management Strategies: EPA530-R-99-016[S]. 1999.

[5] Environmental Protection Agency. Control of Pathogens and Vector Attraction in Sewage Sludge: EPA/625/R-92/013[S]. 2003.

[6] Environmental Protection Agency. A Plain English Guide to the EPA Part 503 Biosolids Rule: EPA/832/R-93/003[S]. 1994.

[7] Environmental Protection Agency. Use of Composting for Biosolids Management: EPA 832-F-02-024 [S]. 2000.

[8] Standards B, Institution L. Specification for Composted Materials: PAS 100: 2011[S]. 2011.

[9] Bundesgute Gemeinschaft Kompost, Ed. Deutsches Institut fur Gutesicherung und Kennzeichnung e. V. , Sankt Augustin: RAL-GZ 251[S]. 2007.

[10] Canadian Council of Ministers of the Environment. Canada Guidelines for Compost Quality[S]. 2005.

[11] Waste Management Policy Branch. Ontario Compost Quality Standards[S]. 2012.

[12] Presidencia M d l. Real Decreto 865/2010, de 2 de julio, sobre sustratos de cultivo[J]. BOE, 2013, 170: 61831–61859.

[13] Saveyn H, Eder P. End-of-waste Criteria for Biodegradable Waste Subjected to Biological Treatment(Compost & Digest): Technical Proposals[M]. Publications Office of the European Union, 2014,

[14] Environment Mot. Solid waste management and recycling technologly of Japan[S]. 2012.

[15] Ho Um M, Lee Y. Quality Control for Commercial Compost in Korea[M]. 2019.

[16] The Standards Australia Committee CS-037, Garden Soils and Potting Mixes. Australian Standard. Composts, soil conditioners and mulches: AS454－2003[S]. 2003.

[17] Recycled Organics Unit. Producing Quality Compost: PO Box 6267[S]. 2007.

[18] Milj?-og F?devareministeriet. Bekendtg?relse om anvendelse af affald til jordbrugsform?l: BEK nr 1001 af 27/06/2018 (G?ldende) [S]. 2018.

[19] Danish Environmental Protection Agency. The composting process[S]. 2018.

[20] Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Compost-physical and chemical specifications: ISIRI 10716[S]. 2015.

[21] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 肥料中糞大腸菌群的測(cè)定：GB/T 19524.1—2004[S]. 2004.

[22] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 肥料中蛔蟲卵死亡率的測(cè)定：GB/T 19524. 2—2004[S]. 2004.

[23] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料：GB 18877—2009[S]. 2009.

[24] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)：GBT 23349—2009[S]. 2009.

[25] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 畜禽養(yǎng)殖糞便堆肥處理與利用設(shè)備：GB∕T 28740—2012[S]. 2012.

[26] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 有機(jī)肥料：NY 525-2012[S]. 2012.

[27] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部. 糞便無(wú)害化衛(wèi)生要求：GB 7959—2012[S]. 2012.

[28] 寧夏回族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)廳寧夏回族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范：DB64T 871—2013[S]. 2013.

[29] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 生活垃圾堆肥處理技術(shù)規(guī)范：CJJ 52—2014[S]. 2014.

[30] 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 城市生活垃圾堆肥處理廠技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)：CJT 3059—1996[S]. 1996.

[31] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 生活垃圾堆肥處理廠運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程：CJJ 86—2014[S]. 2014.

[32] 中華人民國(guó)和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn). 固體廢物處理處置工程技術(shù)導(dǎo)則：HJ 2035—2013[S]. 2013.

[33] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 建標(biāo)141—2010 生活垃圾堆肥處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 2010.

[34] 香港有機(jī)資源中心. 香港堆肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 2005.

[35] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部. 畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范：NY/T 3442—2019[S]. 2019.

[36] Standards B, Institution L. Specification for Composted Materials: PAS 100: 2018 [S]. 2018.

[37] Bernal M P, Sommer S G, Chadwick D, et alCurrent approaches and future trends in compost quality criteria for agronomic, environmental, and human health benefits[J]. Advances in Agronomy, 2017, 143－233.

[38] The US Department of Agriculture , The Composting Council Research and Education Foundation. Test Methods for the Examination of Composting and Compost[S]. 1995.

[39] Slater R A, Frederickson J. Composting municipal waste in the UK: some lessons from Europe[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2001, 32(3): 359－374.

[40] 于俊娥. 牛糞堆肥中添加抑菌劑對(duì)大腸桿菌的殺滅效果及堆肥發(fā)酵的影響[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007. Yu June. The Effect of Adding Bacterial Inhibitor to Cattle Manure Composting on Sterilization Impact and Composting of[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2007. (in Chinese with English abstract)

[41] Grewal S K, Rajeev S, Sreevatsan S, et al. Persistence of mycobacterium avium subsp. paratuberculosis and other zoonotic pathogens during simulated composting, manure packing, and liquid storage of dairy manure[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2006, 72, 565–574.

[42] Grewal S, Sreevatsan S, Michel Jr F C. Persistence of Listeria and Salmonella during swine manure treatment[J]. Compost Science & Utilization, 2007, 15: 53–62.

[43] Grewal S, Sreevatsan S, Michel Jr F C. Persistence of Listeria monocytogenes and Salmonella enterica serovar typhimurium during simulated composting, pack storage, and aerated and unaerated liquid storage of swine manure[J]. Compost Science & Utilization, 2007, 15: 53–62.

[44] Vinneras B, Agostini F, Jonsson H. Sanitisation by composting[M]// Microbes at Work From Wastes to Resources. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo, 2010.

[45] Skanavis C, Yanko W A. Evaluation of composed sewage sludge based soil amendments for potential risks of Salmonellosis[J]. Journal of Environmental Health, 1994, 56(7): 19– 23.

[46] Strauch D. Microbiological Treatment of Municipal Sewage Sludge and Refuse as Means of Disinfection Prior to Recycling in Agriculture[S]. Studies in Environmental Science Elsevier, 1991.

[47] Mitscherlich E, Marth E H. Microbial survival in the environment: bacteria and rickettsiae important in human and animal health[M]. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1984.

[48] 周群英，高延耀. 環(huán)境工程微生物學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[49] Tirado S M, Michel F C. Effects of turning frequency, windrow size and season on the production Of Dairy manure/sawdust composts[J]. Compost Science & Utilization, 2010, 18(2): 70－80.

[50] Zhang X, Meng H, Shen Y, et al. Survey on heavy metal concentrations and maturity indices of organic fertilizer in China[J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2018, 11(6): 172－179.

Analysis of composting standards at home and abroad and its enlightenment to China

Shen Yujun1,2, Li Ran1,2, Meng Haibo1,2※, Zhao Lixin1, Li Guoxue3, Zhou Haibin1,2, Cheng Hongsheng1,2, Ding Jingtao1,2, Zhang Xi1,2, Wang Jian1,2

(1,100125,; 2.,,100125,;3.,,100193,

In recent years, with the rapid development of modern agriculture in China, the production of agricultural wastes has increased sharply. Agricultural organic wastes can be made into organic fertilizer after composting and fermentation, which has the characteristics of increasing fertility and improving crop quality. Therefore, the use of agricultural waste compost and organic fertilizer is in line with the direction of sustainable agricultural development. The composting and organic fertilizer industry in China still has small scattered phenomenon and low standardization, which affects the development of the industry to some extent. Through the systematical analysis and comparison of compost and manure standards at home and abroad, and the analysis of comparative index of harmless, organic matter, total nutrient and moisture content of heavy metals and indicators, the paper points out that China's agricultural waste treatment is lack of professional compost and manure standards committee, N, P, K in the composting products and the lowest limit of organic matter content is higher, and compost standard system and a series of problems has not been established. Europe and the United States professional association has been established for the standard of waste disposal, therefore, suggesting a compost standard or composting association expert committee. At the same time the composting association is responsible for building a compost manure detection network, irregular or organic fertilizer for composting product key indicators of spot check, on a regular basis on the agricultural environment such as soil organic matter, soil total nitrogen, available phosphorus, heavy metal content, and testing, realizing the whole process from production to use regulatory scrutiny. We will further standardize the production and operation management of organic fertilizers, revise the standards for organic fertilizers, biological organic fertilizers, and marsh fertilizers, and reasonably set the standard limits. There is no mandatory minimum limit for the content of nitrogen, phosphorus, potassium and organic matter. At the same time, the limits of heavy metals Cu, Zn and Ni are included in the standard system and the limits of heavy metals Pb should be relaxed. Europe and the United States, and other developed countries attach great importance to quality of fertilizer and application of standards, and all the while perfecting fertilizer standards, strictly control quality of compost and manure standards, actively explore technology and evaluation standard, organic fertilizer application on compost characteristic analytical method of process technology, procedures, product quality standards, engineering technical standards series standard, and basicly form a compost standards system. Therefore, China also needs to improve the compost standard system, explore the organic fertilizer application technology and evaluation standards. Through the above measures and improvement methods, the development of China's organic fertilizer and compost industry will be promoted to make the utilization of agricultural waste more effective.

wastes; composting; standard; indicator

2018-10-29

2019-05-30

北京市科技計(jì)劃課題：有機(jī)廢棄物炭肥料化與污染物協(xié)同脫除技術(shù)研究與示范（Z141100000614008）；2018年度農(nóng)村環(huán)境保護(hù)研究課題：國(guó)內(nèi)外有機(jī)肥行業(yè)發(fā)展及管理現(xiàn)狀分析

沈玉君，博士，高級(jí)工程師，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化研究。Email：shenyj09b@163.com

孟海波，博士，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化研究。Email：newmhb7209@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.12.032

X71

A

1002-6819(2019)-12-0265-07

沈玉君，李 冉，孟海波，趙立欣，李國(guó)學(xué)，周海賓，程紅勝，丁京濤，張 曦，王 健. 國(guó)內(nèi)外堆肥標(biāo)準(zhǔn)分析及其對(duì)中國(guó)的借鑒啟示[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(12)：265－271. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.12.032 http://www.tcsae.org

Shen Yujun, Li Ran, Meng Haibo, Zhao Lixin, Li Guoxue, Zhou Haibin, Cheng Hongsheng, Ding Jingtao, Zhang Xi, Wang Jian. Analysis of composting standards at home and abroad and its enlightenment to China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(12): 265－271. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.12.032 http://www.tcsae.org