浅析猪粪便重金属污染的危害

陈 辉

（华中农业大学农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室，农业农村部猪遗传育种重点开放实验室，湖北 武汉 430070）

随着我国生猪养殖规模化进程地不断加快，生猪养殖过程中粪便所产生的重金属污染已成为广泛关注的环境问题[1]，这些污染不符合当前绿色高效的生猪养殖理念。造成生猪养殖粪便重金属污染的原因有很多，但主要原因是由于在猪日粮中大量添加重金属添加剂，部分重金属如As、Cu、Zn等严重超过国标所要求的添加量（17～35倍），而生猪对重金属的生物利用率较低，进而导致大量未充分利用的重金属元素通过粪便被排出体外，造成重金属污染[2-3]。由于重金属具有难迁移、难降解、易富集以及危害大等特性，对生态环境、畜禽产品安全、人类健康等方面均产生了消极影响[3-4]，因而在养猪生产中积极防控重金属污染具有重要意义。文章阐述了猪粪便重金属污染的危害，并简要分析了当前我国猪粪便污染的现状。旨在阐明猪粪便重金属污染防控的必要性和紧迫性。

1 猪粪便重金属污染现状

为给生猪重金属污染提供可参考的依据，大量学者对全国主要生猪养殖地粪便污染进行了调研。2018年，有学者对全国21省市规模化猪场粪便重金属含量进行检测，结果显示，95.2%的省市猪粪便中Cu的平均含量超标，85.7%的省市Zn含量超标，研究建议应在饲料源头控制Cu和Zn的添加量[5]。相似的研究发现，在对我国部分省市规模化猪场粪便的数据分析表明，猪粪便中Cu、Zn的超标率分别为59.84%和95.08%，进一步对重金属形态分析发现，猪粪便中Cu和Zn具有较高的活性，从而易流失至环境当中[6]。有人对湖南长沙规模化猪场粪便重金属含量进行了分析，结果显示，猪粪便中Cd、Pb等10种重金属检出率为100%，而Cu和Zn的超标率高（Cu为35.00%～83.33%和Zn为11.67%～75.00%），提示在养殖过程中需要注意对粪便的处理[7]。刘兴华等[8]对山东规模化猪场配合饲料以及猪粪重金属含量进行了测定，表明猪粪中Zn和Cu的含量高于国标，且发现与日粮中Zn和Cu含量具有显著相关关系，这提示日粮中重金属饲料添加剂过量添加是猪粪便重金属的主要来源。对宁波地区的分析数据发现，猪粪便中Cu的超标率为83.3%，而Zn的超标率高达100%，研究建议在生猪养殖过程中控制微量元素的含量[9]。平顶山的分析数据表明猪粪便Cu含量超标，超标率为35.2%，而Zn等其他重金属含量未超标[10]。谢云发等[11]对西部地区青海猪粪便污染情况进行了分析，结果显示猪粪便中Cu和Zn的含量严重超标，均为100%，且该研究发现仔猪阶段粪便中Cu和Zn的超标倍数高于猪其他生理阶段。上述研究说明，我国当前生猪养猪过程中存在着严重的重金属污染，Cu和Zn等重金属含量严重超标，因而有效防控重金属污染对生猪养殖具有积极意义。

2 猪粪便重金属污染的危害

猪粪便中的重金属排出体外进入至周边生态环境，会对生态环境产生消极作用，同时残留的重金属对于生猪等畜禽本身具有毒害作用，进而影响畜产品安全，最终影响人们的健康。

2.1 危害生态环境

由于经由猪粪便排出的重金属难降解，而富集于土壤或水中进而导致影响生态环境。未得到合理处理的粪便排放至环境中容易造成酸雨、水体富营养化、土壤金属污染等诸多环境问题，严重影响了畜禽本身的健康以及人类的安全[12]。在水污染方面，饶中秀等[7]最近的研究认为，长沙地区规模化猪场养殖废水中As、Hg等有毒重金属含量均存在超标现象。在土壤污染方面，潘春方等[13]认为土壤重金属的富集程度与动物粪便的堆积量和堆积时间呈正相关；而长期施用重金属含量较高的猪粪便肥料会加剧土壤中重金属Cu等含量的显著富集[14]。蔡敏[15]研究了施用猪粪水对土壤质量的影响，数据分析结果表明猪粪水中Zn、Cu、Mn等有毒重金属含量较高，直接作为肥料使用可能容易导致土壤重金属污染以及土地盐渍化。由此表明，重金属通过猪粪便被排出体外，富集于水源中以及土壤中，进而影响生态环境。

2.2 危害畜禽本身及产品安全

残留于猪粪便中的重金属通过食物链又被生猪采食，从而对生猪本身及其产品安全造成消极影响。研究表明，重金属含量超标是影响畜禽产品的一个重要因素之一，生猪在重金属严重超标的环境下会对其生长产生负面影响，容易造成铬中毒、铅中毒等不利影响[16]。同时，畜禽体内富集高含量的重金属离子时会诱导产生不利的抗性基因，贡娇娜的研究认为猪日粮中硫酸铜的添加量与猪肠道抗铜大肠杆菌的发生率呈正相关[17-18]。其次，猪体内累积的重金属会导致其慢性中毒，进而使其器官坏死等，最终对生猪正常生产性能的发挥带来了严重的阻碍作用[19]。常见的猪重金属中毒有铅中毒（导致猪神经机能紊乱以及共济失调等不良影响）和汞中毒（影响消化和泌尿系统，损害神经系统）[20]，由此表明，重金属中毒会对生猪本身的正常生长带来负面影响。除此以外，重金属污染对猪肉的安全也会带来负面影响，重金属对猪肉的保鲜也会产生一定的负面影响，张艺同认为重金属污染是导致猪肉污染的主要化学风险因子[21]。有研究对我国2015—2017年猪肉重金属（汞、铬、砷以及铅等重金属）污染情况进行了统计分析，结果表明上述重金属均存在不同程度的超标现象[22]。在对某部猪肉砷铅污染情况的调研中发现，所检猪肉中砷和铅的超标率分别为20.69%和3.45%，研究认为该地猪肉存在较轻程度的铅污染和较重程度的砷污染[23]。因此，重金属污染会通过食物链重新回到猪体内，进而影响其本身健康及其肉品安全。

2.3 危害人的健康

当人食用重金属含量超标的猪肉时，重金属会通过间接作用对人的健康产生负面作用。重金属对人的健康危害主要体现在重金属进入人体内后会结合机体中的一些有机成分（蛋白质和酶等物质），导致蛋白变性，从而使其失活，从而对人的肝肾、神经和血液循环系统产生不利作用[19,24]。由于重金属污染的猪肉被人食用后，重金属会深入人体内，当人体内积累到一定程度后，会导致产生慢性中毒、器官损伤等不良作用，进而影响人们的健康[16]。对人比较常见的重金属残留危害是铅（损害脑细胞）、汞（造成老年痴呆甚至脑死亡）等有毒重金属，严重危害人的健康[24]。说明重金属进入人机体内会进行积累，导致产生慢性中毒，最终影响人的健康[16]。

3 小结与展望

综合全文，我国规模化猪场普遍存在着重金属污染，并且重金属污染会导致生态环境恶化、影响人健康以及畜禽产品安全等消极影响，因而形式非常严峻，迫切需要科学合理的措施对其进行有效防控。目前猪粪便重金属污染形势依然严峻，迫切需要开发有效的重金属污染防控措施，这提示畜牧研究者、生产者需要正确认识和重视猪粪便重金属污染的现状，积极地采取防控措施，从而保证我国生猪养殖朝着健康、绿色以及可持续发展的方向前进[25]。相信随着畜牧科学的不断向前发展，利用各种生化技术对猪粪便进行处理，对其进行无害化、资源化处理，真正的实现粪便高效利用，因此猪粪便重金属污染将会得到有效的解决，进而促进我国生猪养殖实现绿色可持续发展。