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猪粪含丰富的有机质,能提供蔬菜等农作物所需要的营养元素,满足其生长发育的需要,所以,猪粪(包括经沼气发酵后的沼渣)一直是作为绿色有机肥料的典型,特别是近年来迅猛发展的农业循环经济(生猪养殖—猪粪—有机肥—农作物)更是把其作为替代化肥的无公害有机肥料。然而,基于现代饲料工业的畜牧养殖业,其所用饲料中含有各种添加剂,包括多种重金属元素和抗生素,而这些添加剂绝大部分随畜禽粪便排出体外。重金属及一些抗生素(中间代谢产物)在土壤中相对稳定,难降解,毒性强,具有蓄积效应。因此,大量施用含有这些饲料添加剂残留的猪粪(特别是在一定区域内长期使用)是否会影响土壤质量(微生物区系)、是否会在蔬菜等农作物中迁移并最终危及食品安全,一直是近年来国内外饲料添加剂生态毒理研究的焦点。本文通过对浙江不同地区三个典型猪场饲料添加剂在土壤和蔬菜中的迁移及残留研究,得到了以下主要结果:1.猪粪中饲料添加剂的残留及影响评估根据浙江猪场的现实情况及有关数据资料,参照猪场环境影响评价方法,从饲料配方入手,对抽取作为研究的三个典型猪场的生猪排泄物进行分析,并在此基础上,重点研究饲料添加剂在食物链中的迁移情况。结果表明,义乌猪场随猪粪排入环境的Cu、Zn、As和Mn的量分别为639.54kg/a、1420.67kg/a、72.83kg/a和203.49kg/a,其中,用作有机肥料直接进入土壤的量分别达303.14kg/a、673.40kg/a、34.52kg/a和96.37kg/a;余姚猪场随猪粪排入环境的Cu、Zn、As和Mn的量分别为496.28kg/a、1139.51kg/a、25.60kg/a和148.88kg/a,其中,用作有机肥料直接进入土壤的量分别达136.95kg/a、314.50kg/a、7.07kg/a和41.04kg/a;萧山猪场随猪粪排入环境的Cu、Zn、As和Mn的量分别为558.14kg/a、1427.50kg/a、69.91kg/a和186.05kg/a,其中,用作有机肥料直接进入土壤的量分别达183.07kg/a、468.22kg/a、22.93kg/a和61.65kg/a。各养猪场生猪产尿量分别为6906t/a、5997t/a和7545t/a;各养猪场猪舍臭气NH3和H2S排放量分别为NH3 6.02t/a、H2S 1.19t/a,NH3 5.18t/a、H2S 1.02t/a和NH3 6.57t/a、H2S 1.29t/a。2.猪粪对农田土壤微生物的影响义乌猪粪土壤中细菌、真菌和放线菌含量分别比对照组高319.11%、205.19%和155.61%(p<0.05);余姚猪粪土壤中细菌、真菌和放线菌含量分别比对照组高144.93%、325.21%和128.11%(p<0.05);萧山猪粪土壤中细菌、真菌和放线菌含量分别比对照组高71.40%、85.26%和42.90%(p<0.05)。义乌猪粪土壤中固氮菌和根瘤菌的含量分别比对照组低56.52%和39.63%(P<0.05);余姚猪粪土壤中的根瘤菌含量亦明显低于对照土壤24.89%(P<0.05)。结果提示,随着猪粪使用时间的延长,虽可增加土壤微生物的总量,但却显著减少了植物生长繁殖最为重要的固氮菌和根瘤菌的数量。3.猪粪(饲料)重金属在土壤及蔬菜中的残留三地猪粪土壤中重金属Cu、Zn、As、Cd、Pb和Mn的含量,义乌猪场分别比对照组高928.03%,441.69%,106.72%,69.14%,27.44%和27.52%(p<0.05);余姚猪场分别比对照组高311.54%,259.93%,117.07%,219.05%,52.82%和129.65%(p<0.05);萧山猪场分别比对照组高1040.26%,332.73%,96.10%,136.84%,82.90%和57.19%(p<0.05);其中,义乌猪粪土壤中Cu、Zn、Cd含量分别超过国家标准133.98%、75.91%和356.67%,余姚猪粪土壤中Cu、Zn、Cd含量分别超过国家标准27.62%、52.05%和123.33%,萧山猪粪土壤中Zn、Cd含量分别超过国家标准14.88%和50.00%,而对照土壤除义乌Cd有超标外,其他均未超标。猪粪组蔬菜Cu、Zn、Cd、Pb和Mn的含量普遍高于对照组2-3倍,且地上部分中Zn、Cd和Pb含量已存在不同程度超标;三地猪粪组韭菜、青菜和芹菜地下部分中Zn、Cd和Pb含量全部超标;对照组蔬菜中均未检出As,但在使用猪粪的蔬菜中则均检测到不同含量的As;此外,蔬菜地下部分各重金属含量均高于地上部分。4.猪粪(饲料)抗生素在土壤及蔬菜中的残留所有使用猪粪的土壤中均检测到土霉素(OTC)和金霉素(CTC)残留,其中义乌猪粪土壤中的CTC含量和萧山猪粪土壤中的OTC含量分别达1.5057mg/kg和1.1449mg/kg;除萧山对照土壤检测到微量OTC外,其余对照土壤均未检测到OTC或CTC;对蔬菜的检测表明,使用猪粪的蔬菜,其地下部分已经可以检测到OTC和CTC,而对照组则均未检出OTC和CTC,提示OTC和CTC会在土壤中蓄积,并随时间的延长可在蔬菜(地下部分)中蓄积。5.饲料添加剂的污染评价及在食物链中的迁移规律采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评估法结合实验测定数据对土壤和蔬菜进行分析评价。义乌、余姚和萧山猪粪土壤的内梅罗综合污染指数分别为3.524、1.753和1.217,受污程度大大高于对照土壤(1.990、0.576和0.264),除义乌对照土壤受轻度污染外,余姚和萧山对照土壤都处于清洁状况。猪粪组蔬菜无论地上部分还是地下部分的内梅罗综合污染指数均显著高于对照组,除余姚青菜和三地萝卜外,其他都已受污染,严重威胁了其食用安全性。三种蔬菜中,Cd在地下部分的富集系数较高,Zn、Mn和Pb的迁移系数较高;义乌猪粪组韭菜地下部分的OTC和CTC的富集系数为所有蔬菜中最高的,分别为0.114和0.083;芹菜在六种重金属中的迁移率普遍高于其他几种蔬菜。根据饲料添加剂在食物链中的迁移分析,若萧山猪场每年用1500t猪粪种植韭菜,则最终进入韭菜地上部分的Cu、Zn、As、Mn的含量分别为1.7035kg、7.1149kg、0.2735和0.3368kg;进入韭菜地下部分的OTC含量为3.6553kg。