科学确定商品有机肥重金属限量值

日期:2020-12-10   来源:科技教育科(农牧业转基因生物安全管理办公室)   作者:刘嘉益

分享:
字号:        

目前,我国约1亿吨畜禽粪污用于加工商品有机肥,占商品有机肥原料的90%左右。在商品有机肥标准修订的过程中,商品有机肥重金属限量值的确定,既关系到种植业领域肥料安全性问题,也关系到畜牧业的持续健康发展问题,社会各界都比较关注。目前,标准修订中有关重金属的限量规定,主要是以对人类、作物健康生长和环境安全风险评估为依据,考虑因素包括目前我国已明确规定的“土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准”(GB15168-2018),以及有机肥施用量、作物对重金属的吸收累积量、人体膳食结构和重金属的耐受摄入量等。

商品有机肥重金属范围和限量值的确定,离不开全面系统的数据分析。一般来说,重金属限量值确定前需要确定商品有机肥中重金属进入不同类型土壤、不同栽培体系后的残留和运移规律,最好在长期定位试验基础上,明确商品有机肥中重金属在当前土壤系统中的累积速率和在当季作物中的累积量,并根据食物摄入量和人体重金属耐受摄入量,确定商品有机肥重金属限量值。据了解,美国环保局(USEPA)、加州食品与农业部(CDFA)以及美国肥料协会(TIF)根据风险模型对肥料中有害元素进行了人类健康风险评估。他们建立了肥料重金属安全浓度的广义风险模型,根据不同作物与土壤确定施肥量,然后计算50-100年连续施肥后由肥料带入土壤的重金属浓度与植物吸收的重金属量,评估人类食用这些农作物所摄入的重金属量,建立人类食物中可接受的重金属浓度范围,根据这些基础数据计算可接受的肥料重金属含量。其中,该模型中100年的数据来源于英国洛桑试验站的长期田间定位试验的监测结果,50年的数据来源于美国哥伦比亚河流域灌溉项目的监测结果,而30年的食物摄入重金属量来源于美国食品和药品管理局的“饮食研究”项目的调查监测数据。根据上述研究成果,他们得到了砷、镉、铅、铬、汞、钼、硒、锌、镍等九种重金属元素可接受的风险浓度。现阶段,我国也会借鉴美国等发达国家的限量值确定方法,结合国内已开展的长期定位试验结果和居民膳食习惯,对商品有机肥中重金属限量值进行调整。

我国现行有机肥料标准(NY525-2012)包括了砷、汞、铅、镉、铬的限量值,没有包括铜和锌。此次修订,是否有必要规定铜和锌的限量值呢?从国外的通行做法来看,很多国家都对农用堆肥制定了有毒有害物质的限量标准,大部分标准中都包含了铜、锌的限量,这里包括了美国、加拿大、比利时、荷兰、德国、奥地利、瑞士、意大利、西班牙等国家。同时,国外部分国家例如英国也制定了严格应用堆肥的农业土壤中重金属年加入量。但也有国家未在相关标准中规定铜和锌限量,例如丹麦和法国。需要提及的是,与镉等有毒有害重金属不同,铜和锌都是动植物正常生长发育所必需的微量营养元素,对畜禽养殖、作物生产都是有积极作用的,负面影响相对较小,通过膳食摄入铜、锌产生的健康风险也相对较低。目前,我国土壤耕地质量等级整体偏低,单位生产能力明显低于发达国家,有机肥在土壤培肥、改良土壤微生态、促进作物生长发育方面都有优势,加大有机肥的推广使用力度,不仅是种养殖业协调发展需要,也是提高土壤生产能力,实现“藏粮于技、藏粮于地”,保障粮食安全的需要。因此,商品有机肥标准的修订,也应该立足国情,充分考虑我国农业发展实际进行完善。

首先,对于锌而言,是植物生长的必需营养元素,参与光合作用、促进作物生长发育,同时也是动物和人类生长的必需营养元素。土壤是农作物中锌的主要来源,因此保持农田土壤中适当的锌含量无论是对于土壤本身还是农产品产量品质都有重要意义。农产品是人们获取锌的主要途径,从居民膳食锌的摄入状况上看,当前我国锌摄入不足或吸收利用差的“潜在饥饿”现象普遍。当然植物吸收过量的锌也会产生生长发育受阻等中毒现象。但是我国土壤锌含量整体处于中等水平,约有40%左右的土壤缺锌,有待通过施用锌肥或含锌较高的有机肥等进行合理补充。从我国土壤背景污染水平来看,我国土壤锌点位超标率不足1%,是所有调研的重金属中最低的,不属于我国土壤的主要污染物。从我国畜禽养殖的现状来看,虽然锌的添加比较普遍,但所产生的风险还是较小的。以我们前期获得的一批商品有机肥调研数据为例,219个有机肥中锌平均含量465mg/kg。即便参照美国和加拿大地区A级堆肥的锌限量值500mg/kg,所调研的大部分商品有机肥样品锌属于达标水平。综合看,我认为商品有机肥标准中可暂不对锌进行限量。

尽管铜也是动植物生长的必需营养元素,我国土壤铜含量相对较高。根据《全国土壤污染调查公报》,我国土壤铜点位超标率达2.1%,并且是现有耕地土壤的主要污染物之一;我们开展的长期定位试验也证明,长期施用养殖源有机肥的土壤中铜含量有逐年上升趋势。GB15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中规定,酸性土壤中铜污染筛选值为50mg/kg,中性与碱性土壤铜污染筛选值为100mg/kg,远低于土壤中锌污染筛选值[200mg/kg(pH≤5.5)、250mg/kg(6.5 7.5)]。因此,修订商品有机肥标准,应优先考虑对其中铜进行合理限量。

建议:一是注重标准的可操作性。对铜和锌等重金属污染防治的应重点着眼于我国土壤特点、农作物类型和居民膳食结构,不能简单套用发达国家相关标准,综合考虑畜牧业和种植业发展,避免限量过于严格影响种养循环发展。进一步加强畜牧业和种植业在政策、管理和技术等各方面的交流协作,建立和完善有机肥长期定位试验和重金属的长期监测,构建符合我国实际的风险评估模型。二是加强养殖环节的监管。坚持从源头抓起,通过养殖方式的转变,尽可能降低并规范养殖环节铜等重金属的添加。进一步建立健全畜牧业投入品的生产、使用和监管体系,杜绝超剂量添加现象,同时通过技术创新和安全替代物研发等措施,减少重金属元素等污染风险物质的添加,从而降低重金属等污染从养殖向种植业迁移扩散。三是逐步实施商品有机肥分类施用策略。根据土地利用现状类型,确定多级限量标准,将商品有机肥根据不同限量等级限定在相应区域范围施用。如许多国家目前将有机肥分为一级和二级有机肥,一级有机肥可主要用于可食用作物,其中重金属限量应严格些;二级有机肥可主要用于绿化植物等非食用作物等,重金属限量值可以适当放宽,分级限量标准更有利于种植业和养殖业的协调发展,也符合农业废弃物处理和资源化利用的需求。

  • 蒙公网安备15060302000183号
  • 蒙ICP备19004249号-1
  • 网站地图 网站声明

主办:鄂尔多斯市农牧局     承办:鄂尔多斯市农牧业信息中心
电话:(0477)8581900     地址:鄂尔多斯市康巴什国泰广场(CBD)第二行政办公区T5楼
网站标识码:1506000027     技术支持: 内蒙古海瑞科技有限责任公司