甘麥鄰，王書杰，劉 麟，沈林園，徐盛玉，吳 德，朱 礪*

(1. 四川農(nóng)業(yè)大學 動物科技學院，成都 611130；2.四川農(nóng)業(yè)大學 畜禽遺傳資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用四川省重點實驗室，成都 611130 ；3.四川農(nóng)業(yè)大學 動物營養(yǎng)研究所，成都 611130)

畜禽糞便重金屬排放及其帶來的環(huán)境影響越來越受到關注[1]，長期施用重金屬超標的畜禽糞便會引起農(nóng)田土壤中部分重金屬富集，導致潛在環(huán)境風險和食品安全問題。針對畜禽糞污中的重金屬治理，國內(nèi)可做了大量的研究[2-3]。在養(yǎng)殖業(yè)糞污中，最常見的金屬性殘留物主要有：銅(Cu)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、汞(Hg)、砷(As)等[4]。其中，鉛和鎘同時還是常見的環(huán)境激素類污染物[5]。前期報道表明，全國范圍內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)主要超標的金屬性成分為Cu、Zn、As、Cd[6]，豬糞便中則主要是Cu、Zn[7]。

從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，針對畜禽產(chǎn)業(yè)上游(飼料、養(yǎng)殖)的研究還不足，養(yǎng)殖過程中正常添加金屬性營養(yǎng)成分是否一定會對環(huán)境造成不利影響是一個值得深入研究的問題[6]。研究金屬性營養(yǎng)成分的正常添加在動物機體的富集和糞便中的殘留情況有助于更深入地揭示養(yǎng)殖對環(huán)境的具體影響效應。本試驗通過對生豬集約化養(yǎng)殖過程中不同養(yǎng)殖階段的飼料和糞便中7種常見金屬(類金屬)元素的殘留量進行檢測和分析，為生豬糞污的優(yōu)化治理和可持續(xù)發(fā)展利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所教學實習豬場采集正常添加各種營養(yǎng)成分的保育、育肥、后備、妊娠和泌乳5個階段健康豬群的飼料及其糞便樣品20例(每階段飼料樣品各1個作為基礎對照，糞便樣品3個)。采用多點混合取樣，取樣后混合均勻，準確記錄豬只養(yǎng)殖階段和體重情況。保育和育肥階段豬為DLY(杜洛克×長白×大白)商品豬，后備、妊娠和泌乳階段豬為LY(長白×大白)二雜母豬。

1.2 測定方法

銅、鋅含量檢測采用GB/T 13885-2003《動物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定 原子吸收光譜法》；總砷含量檢測采用GB/T 13079-2006《飼料中總砷的測定》；鉛含量檢測采用GB/T 13080-2004《飼料中鉛的測定 原子吸收光譜法》；汞含量檢測采用GB/T 13081-2006《飼料中汞的測定》；鎘含量檢測采用GB/T 13082-1991《飼料中鎘的測定方法》；鉻含量檢測采用GB/T 13088-2006《飼料中鉻的測定》。

1.3 評價標準

評價標準參考《豬飼養(yǎng)標準》(NY/T 65-2004);《飼料衛(wèi)生標準》(GB 13078-2017)；《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》(GB/T 25246-2010)；《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB 4284-2018)；《種植根莖類蔬菜的旱地土壤鎘、鉛、鉻、汞、砷安全閾值》(GB/T 36783-2018)；《水稻生產(chǎn)的土壤鎘、鉛、鉻、汞、砷安全閾值》(GB/T 36869-2018)；《飼料衛(wèi)生標準》(GB 13078-2017)。

2 結(jié)果與分析

2.1 采集樣品的基本情況

不同階段豬群日糧中銅和鋅的添加量見表1。由表1可見，除保育階段外，其余4個階段豬飼料中均添加有不同含量的銅和鋅，添加的化合物為CuSO4和ZnSO4，金屬元素含量(金屬元素占化合物比例)分別為0.25和0.35。

表1 日糧中銅和鋅的添加量Table 1 Addition of copper and zinc in feed

2.2 不同養(yǎng)殖階段豬飼料樣品中常見金屬元素含量

由表2可見，5個階段飼料中銅含量為32～47 mg/kg，鋅含量37～161 mg/kg。其中，僅在泌乳階段飼料中檢出鎘，含量為0.022 mg/kg，這部分鎘有可能是飼料原料被污染所形成的殘留；其余樣品中鎘、鉛、鉻、汞、砷均未檢出。

表2 飼料樣品中金屬元素含量Table 2 Metal content in feed sample mg/kg

2.3 不同養(yǎng)殖階段豬糞便樣品中常見金屬元素含量

由表3可見，保育階段豬糞便中銅、鋅含量均為最高。其中，銅含量由高到低依次為：保育>泌乳>后備，育肥和妊娠階段未檢出；鋅含量由高到低依次為：保育>后備>泌乳>育肥，妊娠階段未檢出。鎘元素僅在后備和泌乳階段的1個樣品中檢出，其余樣品均未檢出，這部分鎘有可能是飼料原料被污染所形成的殘留，還需要繼續(xù)追蹤其來源；鉛、汞、砷、鉻4種元素在所有糞樣品中均未檢出。從表4可以看出，本次檢測樣品中存在風險的指標為鋅元素和銅元素，最需要關注的養(yǎng)殖階段是在保育階段。

表3 糞便樣品金屬檢測結(jié)果Table 3 Metal content in fecal sample mg/kg

表4 7種元素在我國部分標準的限制范圍Table 4 The limited range of seven elements in some standards

2.4 飼料中金屬元素在不同階段豬糞中的濃縮倍數(shù)

由表5可見，銅元素僅在保育階段存在濃縮現(xiàn)象，而鋅元素除妊娠階段外均有不同程度濃縮現(xiàn)象，濃縮倍數(shù)從高到低依次為：保育>后備>育肥>泌乳，妊娠階段未檢出。

表5 飼料中銅、鋅在不同階段豬糞中的濃縮倍數(shù)Table 5 Concentration multiples of copper and zinc in swine feces at different stages

3 討 論

本研究中僅保育階段豬糞中存在金屬元素超標的風險，糞便中銅和鋅的含量較高。鎘僅檢出兩個樣品，這部分鎘有可能是飼料原料被污染所形成的殘留，還需要繼續(xù)追蹤其來源。鉛、鉻、汞、砷等常見金屬元素均未檢出。15個糞便樣品中，銅超標(《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》，pH<6.5時)樣品一個；鋅超標(1. 《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》(GB 4284-1984，現(xiàn)行)；2.《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB 4284-2018，即將實施，A級)；3.《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》(GB/T 25246-2010，現(xiàn)行)，最高要求(蔬菜)標準)樣品為保育階段3個樣品，但均達到了《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB 4284-2018，即將實施)B級要求的標準。其余糞便樣品的金屬元素含量均未超過以上任何一項標準。

豬糞便中銅、鋅含量高于其他畜禽糞便[6-7]，對豬糞便中常見金屬元素含量的研究具有典型性和重點性。飼料中添加高銅和高鋅有促進生長和預防疾病等作用[8]。同時，銅和鋅均屬于低毒金屬元素[9]，我國《飼料衛(wèi)生標準》(GB 13078-2017)也未進行明確規(guī)定，只在《豬飼養(yǎng)標準》(NY/T 65-2004)中提出了不同階段豬的營養(yǎng)需要量。相較于《豬飼養(yǎng)標準》中銅、鋅需要量，本研究的飼料樣品均不同程度地高于需要量。本研究中，保育階段豬只糞便中銅元素的相對含量超過飼料中含量，濃縮了1.35倍，鋅濃縮了9.28倍。但銅在其它階段豬只糞便中均未出現(xiàn)濃縮情況，鋅除妊娠階段外均有不同程度濃縮，表現(xiàn)出較大差異。這可能與不同階段豬只的飼養(yǎng)管理模式和生長發(fā)育需求存在較大差異有關。本研究中，育肥和妊娠階段豬糞便中銅元素未檢出，鋅在妊娠階段糞便中也未檢出，育肥和泌乳階段濃縮較少，可能與育肥和泌乳階段機體代謝旺盛有關。通常，對于妊娠母豬的飼養(yǎng)管理中要求在妊娠中期采用嚴格的限飼措施[10-11]，豬只攝入金屬元素總量較低，這有利于提高其糞便的資源化循環(huán)利用程度。

鉛、鎘、汞、砷、鉻等重金屬無促進生產(chǎn)性能的作用，同時還存在中毒風險[12]，因此一般均為附帶添加或者來源于飼料污染。其超標情況也較銅、鋅更少見[4，6]。本研究中，除鎘檢出兩例外，其余金屬元素均未檢出。保育豬糞便中的銅、鋅存在較高的潛在超標風險，需要重點關注。當前飼料中銅、鋅等多以硫酸銅、硫酸鋅等無機形式添加，生物利用度低，可以以金屬螯合物等有機形式添加，以提高其生物利用度，減少添加量的同時也可減少排放量，降低潛在的環(huán)境風險[13-14]。同時，在糞污收集和資源化循環(huán)利用過程中，應充分利用現(xiàn)有研究成果，盡可能降低糞便中的重金屬殘留。

4 結(jié) 論

本試驗表明，除保育階段生豬糞便中鋅存在超過A級標準風險，但仍在B級標準限量之內(nèi)，其余各階段均不存在超標情況。