土壤重金屬污染來源很多，如大氣沉降、污水灌溉、污泥施用、有機(jī)肥和化肥的施用等。化肥在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時，也會帶入有害的重金屬元素。如果化肥中重金屬含量限制不嚴(yán)格，長期施用重金屬含量高的化肥會造成土壤重金屬的累積。為防止化肥中重金屬在土壤的累積，很多國家都制定了重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)。但是不同國家的限量標(biāo)準(zhǔn)存在很大差異。本文綜述了我國現(xiàn)行的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，并與美國、歐盟的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，旨在為我國相關(guān)部門對現(xiàn)有的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)的修改或制定新的限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1、我國化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)與存在的問題

為了規(guī)范化肥的生產(chǎn)及防止重金屬在土壤的累積，我國制定了部分化肥中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)。我國肥料及水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了5個有毒重金屬砷、鎘、鉛、鉻、汞的指標(biāo)要求；而其他一些專用肥料，如硫酸銅、微量元素葉面肥料、含氨基酸葉面肥料只規(guī)定了砷、鎘、鉛的限量標(biāo)準(zhǔn)；硫酸銨規(guī)定了砷和鉛的限量標(biāo)準(zhǔn)；氯化銨只對鉛的含量進(jìn)行了規(guī)定（表1）。由我國部分肥料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)、國家或行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)）可知，不同肥料產(chǎn)品的重金屬標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)量或種類）差異很大。其中硫酸銨與工業(yè)磷酸的砷要求非常嚴(yán)格，分別為0.5與1 mg kg-1。硫酸銨中鉛的限量標(biāo)準(zhǔn)值是氯化銨的10倍，除此之外，我國肥料中砷、鉛與鉻的生態(tài)指標(biāo)分別是水溶肥料限量標(biāo)準(zhǔn)值的5倍、4倍與10倍，而微量元素葉面肥料中砷、鎘、鉛則均是水溶肥料限量標(biāo)準(zhǔn)值的2倍，由此可見水溶性肥料在有害元素上的限制更為嚴(yán)格。 表1我國化肥與部分肥料原料的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)(mg kg-1)  

上述化肥的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)為何有著如此明顯的差別（表1），值得思考。一方面，在已制定重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)的化肥中，為什么重金屬的數(shù)量與種類有如此大差異，其依據(jù)是什么？另一方面，上述化肥產(chǎn)品（單質(zhì)肥料或復(fù)合肥）很多是水溶肥料的基礎(chǔ)原料。如果水溶肥基礎(chǔ)原料的限量標(biāo)準(zhǔn)不明確或限制不嚴(yán)格，就容易造成水溶肥料中重金屬含量超標(biāo)。因此，為何水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量標(biāo)準(zhǔn)如此嚴(yán)格，而不少單質(zhì)肥料、復(fù)合肥料的重金屬含量卻不作任何限制，其依據(jù)又是什么？根據(jù)研究，水溶肥料中重金屬主要來自生產(chǎn)原料，且原料中的重金屬一半以上來自磷肥和微量元素肥料。而我國水溶肥料重金屬超標(biāo)主要集中在砷和鎘，大量元素水溶肥中砷含量最高，可達(dá)61.0mg kg-1；微量元素水溶肥以鎘含量最高，平均可達(dá)3.90 mg kg-1。氮肥和鉀肥中重金屬含量極低，作為水溶肥料的原料比較安全，而磷肥（磷酸二氫鉀、磷酸一銨等）和微量元素肥料中重金屬含量普遍較高，如作為生產(chǎn)原料，需嚴(yán)格檢驗(yàn)，否則容易導(dǎo)致產(chǎn)品中重金屬超標(biāo)。

2、美國化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)及其制訂依據(jù) 2.1 美國部分州化肥重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn) 美國的肥料管理制度是由肥料法確定的，目前尚無聯(lián)邦統(tǒng)一的肥料法，而是各州根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)自主開展肥料立法，各州在制定肥料法時均參考美國植物食品管理機(jī)構(gòu)協(xié)會(AAPFCO)所提出的肥料法基本框架要求。在AAPFCO規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，美國各州根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r擬定各自肥料登記中化肥重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)。其中，華盛頓、加利福尼亞和俄勒岡州對化肥重金屬規(guī)定了明確的限量要求。而有些州（如密蘇里）在肥料登記時，對重金屬不做限量要求。 加利福尼亞州僅對化肥中的砷、鎘與鉛含量作了限量標(biāo)準(zhǔn)，每1% P2O5分別為2、4和20 mg kg-1；每1%微量元素分別為13、12和140 mg kg-1。 在明尼蘇達(dá)州的所有肥料產(chǎn)品都必須登記。如果肥料廠家提供了重金屬等非營養(yǎng)成分的數(shù)據(jù)，該州農(nóng)業(yè)部將對之進(jìn)行評估。2003年，明尼蘇達(dá)州議會通過了肥料中砷限量的法規(guī)（MS CH 18C）。該法規(guī)規(guī)定肥料中砷含量不得超過500 mg kg-1。 華盛頓州的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)是按照華盛頓州法典 RCW15.54.800所提的每年土壤所能接受的最大重金屬添加量（表2所示）。該標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)1996年8月所公布的加拿大貿(mào)易備忘錄T-4-93而定的。1979年在《肥料法案和法規(guī)》的授權(quán)下，加拿大農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)食品局（AAFC）推出了一系列化肥的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)。在1993年至1995年期間，AAFC重金屬標(biāo)準(zhǔn)在其它地方的標(biāo)準(zhǔn)制定過程中進(jìn)行了重新評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AAFC重金屬標(biāo)準(zhǔn)仍然有效。該標(biāo)準(zhǔn)是基于土壤長期（45年）可以累積的重金屬的最大接受量，華盛頓州則改為每年土壤所能接受的最大重金屬含量（表2所示）。 表2華盛頓州化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)
在俄勒岡州，所有肥料產(chǎn)品的登記申請中必須包括產(chǎn)品中所含砷、鎘、鉛、鎳的分析數(shù)據(jù)，且每個化肥產(chǎn)品標(biāo)簽都要標(biāo)示重金屬的含量。在實(shí)驗(yàn)室分析表中，則需要提供實(shí)驗(yàn)室所用的重金屬分析方法與最小的檢測限度。其中，在該地區(qū)的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。德克薩斯州的所有肥料在銷售之前都必須進(jìn)行登記。其對肥料的重金屬要求如表4. 表3俄勒岡州化肥產(chǎn)品的重金屬標(biāo)準(zhǔn)(mg kg-1每1%養(yǎng)分)
2.2制定的依據(jù) 美國環(huán)保局（USEPA）、加州食品與農(nóng)業(yè)部（CDFA）以及美國肥料協(xié)會（TIF）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)模型對化肥中有害元素進(jìn)行了人類健康風(fēng)險(xiǎn)評估。他們建立了肥料重金屬安全濃度的廣義風(fēng)險(xiǎn)模型，包括以下內(nèi)容：根據(jù)不同作物與土壤確定施肥量，然后計(jì)算50-100年連續(xù)施肥后由肥料帶入土壤的重金屬濃度（Kd范圍）與植物吸收的重金屬量（PUF范圍），評估人類食用這些農(nóng)作物所攝入的重金屬量，建立人類食物中可接受的重金屬濃度范圍，根據(jù)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算可接受的肥料重金屬含量（RBC）。這三個部門的評估結(jié)果都表明，幾乎在所有的情況下，肥料中的重金屬濃度不會對施肥者、施肥者家庭成員或公眾造成危險(xiǎn)。其中，該模型中100年的數(shù)據(jù)來源于英國洛桑試驗(yàn)站的長期田間定位試驗(yàn)的監(jiān)測結(jié)果，50年的數(shù)據(jù)來源于美國哥倫比亞河流域灌溉項(xiàng)目的監(jiān)測結(jié)果，而30年的食物攝入重金屬量來源于美國食品和藥品管理局的 飲食研究 項(xiàng)目的調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)。

根據(jù)該風(fēng)險(xiǎn)模型，他們得到了可接受的風(fēng)險(xiǎn)濃度（即AAPFCO的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，如下表5）。表中列出了9種元素，我國標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的5種元素都在其中。由于有害元素主要來自磷肥和微量元素肥料，不同肥料配方添加的磷肥和微量元素肥料存在很大差異，因此該標(biāo)準(zhǔn)以每1%P2O5和1%的微量元素為基本單位來設(shè)置限量標(biāo)準(zhǔn)。例如，某一化肥產(chǎn)品若含有10%的P2O5，則該肥料的重金屬含量依次不得超過130、100、1360、610、10、420、2500、260、4200mg kg-1（表5）。 AAPFCO規(guī)定，含有足量磷酸鹽和/或微量營養(yǎng)素的肥料，其含有的金屬含量超過下表所確定的金屬含量時，則被認(rèn)為是摻假肥料（不合格產(chǎn)品）。 表5美國植物食品管理機(jī)構(gòu)協(xié)會（AAPFCO）對化肥中的重金屬限量要求
3、歐盟化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)與制定依據(jù) 在2003年，歐盟頒布了肥料法（ECNo 2003/2003）。受該法規(guī)管制的肥料稱為 歐盟肥料（EC fertilizer） ，歐盟肥料可以在歐盟市場內(nèi)自由流通。不受歐盟肥料法管制的肥料稱為 國家肥料（National fertilizer） ，這些肥料受各國的法律管轄。盡管在歐盟內(nèi)的國家相互承認(rèn)相關(guān)法規(guī)，但具體的指標(biāo)在歐盟內(nèi)仍未統(tǒng)一。歐盟肥料法對單質(zhì)化肥、復(fù)混肥、無機(jī)液體肥、配方肥和微量元素肥等五大類肥料明確了養(yǎng)分含量指標(biāo)。但沒有規(guī)定這些肥料的重金屬限量值。僅在該法規(guī)附錄III中提及了高氮含量氮肥（硝銨）中銅的限定（銅含量不得高于10 mg kg-1）。

在2003年之后，各國對歐盟統(tǒng)一的肥料法（ECNo 2003/2003）陸續(xù)提出了多次修訂方案，在這些方案中也多次呼吁須限定化肥中所含重金屬最大值。但是，各國所制定的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)各不相同（表6）。例如，對于磷肥中鎘含量的限量值，奧地利、芬蘭與瑞典等國的標(biāo)準(zhǔn)分別是75、22、44 mg Cd/kg P2O5（每千克P2O5中所能含有的鎘，單位：mg）。各國對于統(tǒng)一制定歐盟國家肥料中的重金屬限量值，還存在不少爭議。在2016年的肥料法修訂方案中提出了修改意見。該建議分別區(qū)分了大量、中量與微量元素肥料中的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)（表6和表7）。對于大量與中量元素肥料，砷、鉛、鎘、鎳、汞的限定標(biāo)準(zhǔn)分別為60、150、60、2和2 mg kg-1；對于微量元素肥料，砷、鉛、鎘、鎳、汞的限定標(biāo)準(zhǔn)分別為1000、600、200、2000和100 mg kg-1（均以干物質(zhì)的量來計(jì)算），其中鉻暫無限定。

這些標(biāo)準(zhǔn)限量值的提出建立在上述各種有害重金屬元素對人類與環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果的基礎(chǔ)上，同時也參考它們在土壤、飲用水、環(huán)境、人類健康相關(guān)的科學(xué)研究（涉及聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會、世界衛(wèi)生組織與各種研究報(bào)告等）。除此之外，該標(biāo)準(zhǔn)的提出還需廣泛咨詢歐盟各成員國與工業(yè)企業(yè)代表。但是，據(jù)NIPERA的研究，在后期評估過程中發(fā)現(xiàn)，在197個來自12個成員國的無機(jī)磷肥樣品中，約21%的產(chǎn)品無法達(dá)到60 mg Cd/kg P2O5的限量標(biāo)準(zhǔn)，但對于鉛、砷、鎳的標(biāo)準(zhǔn)都沒有問題。因此，如果按照60 mg Cd/kg P2O5的限量標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制執(zhí)行，很多無機(jī)磷肥產(chǎn)品會因?yàn)殒k超標(biāo)而無法在市場上流通。這些建議的標(biāo)準(zhǔn)限量值還處于討論階段，新的肥料法并沒有公布實(shí)施，目前還是執(zhí)行2003年頒布的《肥料法》。 表6歐盟部分國家肥料中重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)與推薦標(biāo)準(zhǔn)（mg kg-1）
4.1不同化肥產(chǎn)品所適用的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)不同的思考 由上述可得，我國不同肥料產(chǎn)品或肥料原料所適用的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)不同，且在重金屬標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)量或種類）上的差異很大（表1），這些肥料產(chǎn)品主要針對砷、鎘、鉛作了重金屬限量要求，其制定依據(jù)值得我們思考。同時，不少市場流通的單質(zhì)肥料及復(fù)合肥沒有對重金屬進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定，而這些肥料不少是水溶性肥料的基礎(chǔ)原料。這容易造成水溶肥基礎(chǔ)原料的限量標(biāo)準(zhǔn)不明確或限制不嚴(yán)格而使得水溶肥料中重金屬含量超標(biāo)的問題。例如，肥料原料工業(yè)磷酸二氫銨（HG/T4133-2010）只要求砷 50mg kg-1，其它元素未作限量要求。而工業(yè)磷酸二氫銨是水溶肥料的常用原料，在水溶肥料配方中添加百分之幾到幾十不等，也有不少廠家直接包裝成水溶肥料商品銷售。但如果工業(yè)磷酸二氫銨在水溶肥料配方中添加量超過50%，根據(jù)砷 50mg kg-1的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，水溶肥成品中砷含量容易超過25mg kg-1，這是水溶肥料有害元素標(biāo)準(zhǔn)（NY 1110-2006）的2.5倍（表1）。因此，為何水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量標(biāo)準(zhǔn)如此嚴(yán)格，而不少單質(zhì)肥料、復(fù)合肥料的重金屬含量卻不作任何限制，這個制定依據(jù)也值得探究。
我國不同肥料產(chǎn)品或肥料原料所適用的重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)不同，一方面，將出現(xiàn)了各肥料行業(yè)競爭不公平的問題；同時，部分單質(zhì)肥、復(fù)合肥重金屬限量不明確或限制不嚴(yán)格也有可能對農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境造成一定的風(fēng)險(xiǎn)（特別是含磷肥料與微量元素肥料）。因此，科學(xué)評估化肥中的重金屬的風(fēng)險(xiǎn)，并明確這些制定的依據(jù)以保證肥料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展非常重要。 4.2長期施肥導(dǎo)致的重金屬累積與科學(xué)健康風(fēng)險(xiǎn)評估的必要性 我國于1995年頒布了《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995），將土壤分為三級。其中，根據(jù)該土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和維護(hù)人體健康，一般農(nóng)田、蔬菜地等的土壤重金屬含量應(yīng)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。在長期施用化肥的情況下，由化肥帶入的重金屬如何影響土壤環(huán)境質(zhì)量是人們關(guān)
綜上所述，可得到以下幾點(diǎn)啟示： （1）我國化肥中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)大量/中量元素肥料與微量元素肥料等類別區(qū)分不同重金屬的限量，所有化肥中重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)可以保持一個標(biāo)準(zhǔn)。 （2）應(yīng)該考慮化肥中的養(yǎng)分含量來確定一些重金屬的限量范圍。 （3）可以借鑒發(fā)達(dá)國家進(jìn)行的化肥有害元素對人類健康風(fēng)險(xiǎn)的評估方式，由評估報(bào)告得到可接受的化肥中重金屬的濃度，科學(xué)評估我國化肥所含重金屬對土壤、環(huán)境和人類健康的風(fēng)險(xiǎn)，并得到風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果。同時，可以參考借鑒國外已有的研究成果，在調(diào)查與長期定位試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù)，由多個部門聯(lián)合制定適合我國國情的化肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)。

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