生态养猪场发酵床垫料中砷残留测定

马建民，郭 彤，郭秀山

(北京农业职业学院 畜牧兽医系，北京 房山 102442)

砷(As)作为一种重金属，具有很强的致畸、致癌、致突变和对生物细胞的破坏及抑制作用。在传统的猪饲料中，氨基苯胂、洛克沙胂等砷制剂常被作为生长促进剂或预防、治疗附红细胞体病的药物使用，导致猪的排泄物中含有砷元素。在发酵床养猪模式中，猪粪尿直接排泄到发酵床垫料上，必然会引起垫料的砷累积。

该研究以北京市大兴区三个生态养猪厂为研究地点，采用氢化物原子吸收分光光度法，对发酵床中的砷进行浓度测定，从而了解发酵床养猪垫料砷残留规律，为垫料资源化利用提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料：2011年秋采集于北京大兴某生态养猪场发酵床垫料。选择使用1年、2年和3年的育肥猪发酵床。沿对角线，每一发酵床内均取三点，分别为粪便集中排泄区、中间区、以及外角区。每个点分别从上至下用环刀取上层(0～15 cm)、中层(30～40 cm) 和下层(60～70 cm)的垫料样品，取得的每层垫料样品用四分法(平铺成圆形, 分成四等分, 取相对的两份混合, 然后再平分)混匀，粪尿点除外。各取2 kg置于自封袋中密封，防止水分挥发，放于有冰袋的保温盒中，贴上标签备用。

试剂：浓盐酸(GR)，硼氢化钾、氢氧化钠、碘化钾、抗坏血酸。

仪器：普析通用TAS-990原子吸收分光光度计；WHG-103A型流动注射氢化物发生器。

1 ug/mLAsⅢ母液：As标准溶液(1 000 mg/L, 介质：10%HClC 国家钢铁总院，批号12033042)；精密量取As标准溶液0.1 mL，放入100 mL的容量瓶中，加入碘化钾0.8 g，用10%盐酸溶液，定容，倒入烧杯中,放置电加热板上加热至微沸,放冷后加入0.5 g抗坏血酸。此标液浓度为1 ug/mLAsⅢ母液。放置在茶色瓶中密封避光保存，有效期半年。

1.2 试验方法

1.2.1 垫料的前处理 样品干燥粉碎后，称取样品1.00 g。放到坩埚中，电热板加热，直到样品完全碳化(要避免样品燃烧)。将坩埚转移到已在550 ℃温度下预热15 min的马福炉中灰化3 h，冷却后取出；取10 mL盐酸(6 mol/L),开始慢慢一滴一滴加入，边加边旋动坩埚，直到不冒泡为止，然后快速加入，放置电热板上加热直到内容物近乎干燥，在加热期间务必避免内容物溅出。用上述盐酸5 mL加热溶解残渣后，分次用5 mL左右的水将样品溶液转移到50 mL容量瓶中。冷却后，用水定溶。过滤得样品分解液做样品空白。精密量取样品分解液4 mL放入100 mL容量瓶，加入碘化钾0.8 g,用10%盐酸溶液定容，倒入烧杯中,放置电加热板上加热至微沸,放冷后加入0.5 g抗坏血酸。此为样品母液。

1.2.2 样品中总砷的测定 精密量取AsⅢ母液0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL，放入100 mL容量瓶中，用10%盐酸定容，得到1、2、4、6、8 ng/mL的系列标液做试剂空白。采用氢化物原子吸收分光光度法测得砷标准曲线，得标准曲线方程：y=0.0502x+0.0104，R=0.9952，y为吸光度；x为浓度。

精密量取样品母液2 mL及AsⅢ母液0.2 mL，放入100 mL的容量瓶中，加入碘化钾0.8 g，用10%的盐酸溶液定容，倒入烧杯中,放置电加热板上加热至微沸,放冷后加入0.5 g抗坏血酸。测定样品回收率为94%～98%。，达到方法要求。

取样品母液，稀释到砷标准曲线范围之内。按标准曲线法计算样品砷含量。

2 结果与分析

2.1 发酵床中砷残留量

发酵床中砷残留量见表1。

表1 生态养猪场发酵床垫料中砷残留量Table 1 Arsenic residues in padding of pig-on-litter system

2.2 发酵床垫料中砷的富集

猪发酵床垫料中砷含量的测定结果表明，不同使用年限的垫料内砷的变异性均较大。随着使用年限的增加砷的残留呈现倍增式增加。砷在垫料的不同位置，不同深度分布有一定差异。1年、2年垫料中间区残留较多，随着年限的增加，粪便区砷出现了富集。不同深度砷残留规律性不强，中下层砷残留一般大于表层，提示砷残留易于下沉。

3 讨 论

我国垃圾农用控制标准[1]规定总砷含量小于30 mg/kg。有机肥料新行业标准NY525-2011[2]规定总砷的含量小于15 mg/kg。结果表明,使用3年的发酵床垫料砷残留没有超过国家标准。张霞[3]检测了江苏发酵床养猪垫料中重金属残留。其中使用7年的垫料和2年垫料，砷残留分别是3.27和3.97 mg/kg。2年的残留量与本研究相当。应三成等[4]对泸州、乐山、简阳等市的使用1～3发酵床垫料中砷含量测定为11.43、14.02和32.80 mg/kg。其结果与本结果相差较大。

可见使用多年的发酵床砷残留基本没有超过国家相关规定。本研究为近一步研究砷残留来源及转化提供了基础数据。

参考文献：

[1] NY525-2011.有机肥料新标准[S]．

[2] GB8172-1987.城镇垃圾农用控制标准[S]．

[3] 张 霞,顾洪如,杨 杰,等.猪发酵床垫料中氮、磷、重金属元素含量[J].江苏农业学报,2011,27( 6) : 1 414-1 415．

[4] 应三成,吕学斌,何志伟,等.不同使用时间和类型生猪发酵床垫料成份比较研究[J]. 西南农业学报, 2010,23(4):1 279-1 281.