我国主要畜禽粪肥重金属污染特征及风险评估

Pollution characteristics and risk assessment of heavy metals in major livestock and poultry manure fertilizer in China

摘要

为科学防范畜禽粪肥还田利用过程中潜在的重金属污染风险，保障农田生态环境安全与农产品质量安全，通过检索中国知网、Web of Science等数据库2004—2025年发表的相关文献，获取10 327个有效数据样本，用于搭建我国多源畜禽粪肥重金属元素含量数据库。通过统计学方法系统分析我国主要畜种（猪、家禽、牛）、不同粪肥（粪便、有机肥、沼液）中重金属的含量差异及超标风险，解析畜禽粪肥重金属污染治理面临的风险挑战。结果表明固态粪肥（粪便、有机肥）重金属富集程度显著高于液态粪肥（沼液）。其中：猪粪便中锌、铜平均含量为1 019.98、531.37 mg/kg，分别为沼液中的110倍和50倍以上；在各类重金属元素中，锌、铜平均含量显著高于其他重金属元素；猪和家禽是粪肥重金属输入的主要贡献者，猪粪便中锌、铜含量在不同畜种中贡献比例分别达64.25%与77.65%。此外，在还田风险方面，粪便中铜、镉的风险发生频率最高，分别达29%与22%；总体来看，粪便还田利用时重金属的单位面积输入量最高，但沼液中的牛、家禽的汞的单位面积输入量超过固态粪肥。为此，本研究提出以下3点建议：一是加强源头管控、健全重金属限量标准体系；二是优化粪肥处理技术，规范还田利用环节；三是强化末端监管，构建风险防控长效机制。本研究可为畜禽粪肥还田利用“分类管控、精准施策”提供科学支撑。

Abstract

To scientifically prevent and control the potential heavy metal pollution risks during the land application of livestock and poultry manure， and ensure the safety of agricultural soil ecological environment and the quality of agricultural products， this study retrieved relevant literature published from 2004 to 2025 from databases such as CNKI and Web of Science. A total of 10 327 valid data samples were obtained to establish a nationwide database of heavy metal contents in multi-source livestock and poultry manure. Statistical methods were used to systematically analyze the differences in heavy metal contents and exceedance risks among major livestock species （pigs， poultry， cattle） and different types of manure （feces， organic fertilizer， biogas slurry）， thereby clarifying the risk challenges faced in the treatment of heavy metal pollution from livestock and poultry manure fertilizer. The results indicated that heavy metal enrichment in solid manure fertilizer （feces， organic fertilizer） was significantly higher than in liquid manure fertilizer （biogas slurry）. For instance， the average zinc （Zn） and copper （Cu） contents in pig feces were 1 019.98 and 531.37 mg/kg， respectively， which were more than 110 times and 50 times of those in biogas slurry. The average contents of Zn and Cu were significantly higher than those of other heavy metal elements. Pigs and poultry were the main contributors to heavy metal input from livestock and poultry manure fertilizer. The contribution ratio of the content of Zn and Cu in pig feces accounted for 64.25% and 77.65% of the total， respectively. In terms of land application risk， Cu and cadmium （Cd） in feces had the highest risk frequency， reaching 29% and 22%， respectively. Overall， the input amount of heavy metals per unit area from feces was the highest when applied to the field； however， the input amount of Hg per unit area from biogas slurry of cattle and poultry exceeded that from solid manure fertilizer. Based on these findings， the study proposes three recommendations： 1） Strengthen source control and improve the heavy metal limit standard system； 2） Optimize manure treatment technologies and standardize land application practices； 3） Enhance end-of-process supervision and establish a long-term risk prevention and control mechanism. The results provide scientific support for implementing categorized management and targeted measures in the land application of livestock and poultry manure.

Graphical abstract

关键词

畜禽粪肥 / 重金属 / 污染特征 / 风险评估 / 中国

Key words

livestock and poultry manure fertilizer / heavy metals / pollution characteristics / risk assessment / China

科学防范粪肥还田利用过程中潜在的重金属污染风险，是筑牢农用地土壤环境安全底线、保障农产品质量安全、推动农业绿色可持续发展的关键举措。我国大力鼓励畜禽粪肥还田利用，根据2021—2024年全国绿色种养循环农业试点县数据显示，已累计收集固态粪肥4 388万t，液态粪肥6 216万m³，累计还田量达75%。其中，固态粪肥2 586万t，液态粪肥5 348万m^3［1］。畜禽粪肥还田利用在补充土壤养分、改善土壤结构等方面发挥着积极作用^［2-3］，但仍需高度关注并科学防范粪肥还田利用中潜在的重金属污染风险。《中共中央 国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》强调“持续深入打好净土保卫战，开展土壤污染源头防控行动”^［4］。畜禽粪肥还田利用是农用地土壤重金属污染的潜在输入源之一^［5-7］。系统解析畜禽粪肥重金属污染和风险特征有助于农用地土壤重金属溯源，支撑农用地土壤重金属污染源头防控^［8-9］。

依据GB/T 25246—2025《畜禽粪便还田技术规范》^［10］，畜禽粪肥是指以畜禽粪污为主要原料，经无害化处理、腐熟后制成的肥料。其中，本研究中的液体粪肥主要是指畜禽粪污经无害化厌氧发酵产生的沼液；固体粪肥主要分为2类，一是经简单堆沤无害化处理后可还田利用的粪便，二是以畜禽粪便为主要原料，经无害化处理、腐熟等深加工后而制成的有机肥。不同粪肥在还田过程中，因处理过程及养殖类型等差异，直接影响粪肥中重金属的形态、活性与输入通量，对土壤重金属的输入风险也不相同。已有研究表明，连续大量施用畜禽粪肥会向土壤-植物系统带入外源重金属元素，从而对土壤质量造成负面影响，甚至威胁农产品安全^［11-15］。

目前我国主要开展粪便中的重金属污染特征分析^［8-9］，尚未对不同畜禽类型下不同粪肥（粪便、有机肥、沼液）中重金属含量特征开展系统研究；我国畜禽粪肥还田实践中粪肥源端仍存在重金属污染底数不清、数据碎片化、系统性评估缺失的现状；从全国尺度系统反映多源畜禽粪肥中重金属含量特征、污染风险评估的研究尚未开展，这直接制约了粪肥安全还田的分类管控与精准施策。

因此，为弥补我国畜禽粪肥重金属基础数据的不足，识别重金属关键风险源与关键污染物，本研究拟从不同粪肥出发，基于2004—2025年全国范围的文献调研，构建多源畜禽粪肥重金属数据库。系统分析我国不同粪肥（粪便、有机肥、沼液）和主要畜种类型（猪、牛、家禽）中重金属元素含量分布、污染特征及相关关系，并结合现行标准开展超标风险评估，以期为建立分级分类的风险管控制度、推动粪肥资源化安全利用提供科学依据。

1　数据来源与研究方法

1.1　数据库构建

分别以“重金属”+“畜禽”+“沼液”、“重金属”+“畜禽”+“粪便”、“重金属”+“畜禽”+“有机肥”等关键词，在中国知网、万方和维普、Web of Science等数据库中展开主题词检索。研究重点关注元素为铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）、汞（Hg）及镉（Cd），这些重金属在环境中具有较高的潜在风险，且在畜禽粪肥中较为常见。考虑到研究的时效性和全面性，搜索年限设定为2004—2025年，只收录我国主要畜禽类型，包括猪、牛和家禽类相关数据，舍弃其余养殖类型数据。

经初步检索获得文献后，进一步执行严格的数据清洗流程：剔除重复记录、数据不全及明显异常值（粪便重金属含量数据均为干重），最终涵盖有效样本10 327个。样本来源覆盖河南、四川、山东等我国主要畜牧养殖产区，在空间分布上具有较好的代表性，能够支撑全国尺度的分析评估。详细样本量分布详见表1。

1.2　研究方法

在畜禽粪肥还田利用过程中，同一区域内通常存在多种来源的粪肥，如猪粪、家禽粪、牛粪等，为精准解析不同畜种粪肥对区域内各重金属元素的贡献程度，本文以锌元素为例，计算某一畜种粪肥的锌含量贡献比例，具体计算公式如下：

某畜种锌含量贡献比例=该畜种粪肥锌平均含量/（猪、家禽、牛共3类畜种粪肥锌平均含量之和）×100%

铜、砷等其余重金属元素在不同畜种粪肥中的含量贡献比例，均采用与上述锌元素相同的计算方法与统计口径。重金属含量特征等统计学分析通过SPSS完成。

在开展畜禽粪肥重金属污染风险评估时，主要考虑了不同畜种不同粪肥类型中重金属风险发生频率，以及畜禽粪肥单位面积重金属实际输入量。NY/T 1334—2007《畜禽粪便安全使用准则》^［16］ 针对不同土壤pH条件及作物类型对铜、锌等重金属提出差异化限量标准。鉴于本研究样本量较大，覆盖多种作物类型与土壤酸碱条件，且部分样本缺失土壤条件与作物类型信息，本研究选取该标准中最高允许含量作为粪便中铜、锌等重金属风险判定基准。在此基础上仍然超标的样本，本研究认为能够揭示出不容忽视的风险，对宏观风险评估与管控可以提供警示与指示作用。其余粪便重金属指标参照GB 38400—2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》^［17］执行。有机肥中砷、镉、铅、铬、汞对照GB 38400—2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》^［17］，沼液中砷、镉、铅、铬、汞对照GB/T 40750—2021《农用沼液》^［18］各指标限值。由于我国尚未制定铜、锌元素标准限值，沼液及有机肥中铜、锌元素限值参照德国腐熟堆肥标准^［19］。各个指标限值详见表2。本研究中，我国不同畜禽粪肥中重金属风险发生频次计算方法如下：

\mathrm{风险}\mathrm{发生}\mathrm{频率}=\mathrm{超过}\mathrm{重金}\mathrm{属限}\mathrm{值样}\mathrm{本数}\mathrm{量}/\mathrm{总样}\mathrm{本数}\mathrm{量}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}

开展畜禽粪肥单位面积重金属实际输入量计算时，参考GB/T 25246—2025《畜禽粪便还田技术规范》^［10］、GB 38400—2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》^［17］、GB/T 40750—2021《农用沼液》^［18］等，确定粪肥还田利用时的常规施用量。其中，粪便推荐施用量为20 000 kg/hm²、有机肥推荐施用量为4 500 kg/hm²、沼液推荐施用量为30 000 kg/hm²。计算单位面积农田施用不同粪肥后重金属的实际输入量计算方法如下：

\mathrm{输入}\mathrm{量}=\mathrm{不同}\mathrm{粪肥}\mathrm{单位}\mathrm{面积}\mathrm{推荐}\mathrm{施用}\mathrm{量}\times \mathrm{重金}\mathrm{属平}\mathrm{均含}\mathrm{量}

2　结果与分析

2.1　不同粪肥类型对比

畜禽粪肥重金属平均含量测定结果见图1。从不同粪肥类型来看，固态粪肥（粪便、有机肥）重金属富集程度显著高于液态粪肥（沼液）。其中，以猪粪便为例，粪便中铜、锌、铬、砷、镉、汞、铅平均含量分别为531.37、1 019.98、26.80、16.47、2.97、0.10、8.63 mg/kg；由猪粪加工制成的有机肥中，铜、锌、铬、砷、镉、汞、铅平均含量分别419.68、912.87、30.86、7.39、1.44、0.36、13.81 mg/kg，普遍是沼液中的平均含量5倍以上；猪粪便、由猪粪加工制成的有机肥中，铜、锌含量分别是沼液中的50、110倍以上，饲料中的重金属添加剂主要进入畜禽排泄物的固体部分（图1）。

畜禽粪便各重金属元素间相关性分析见图2。可见：在不同畜禽种类下，锌和铜呈现显著的正相关性（P<0.01），相关系数为0.73。这在一定程度上反映了锌和铜的同源性，这可能是因为锌铜复合制剂通常以预混料的形式添加到饲料中，适用于育肥猪、蛋鸡等快速生长期动物，而在动物代谢过程中可能存在着协同吸收机制。

2.2　不同重金属元素对比

由图1可见：在粪便、有机肥与沼液中，锌与铜的平均含量均显著高于铅、铬、砷、汞、镉等其他重金属元素；猪粪便、由猪粪加工制成的有机肥中，锌含量平均值分别为1 019.98、912.87 mg/kg，铜的平均含量分别为531.37、4 019.68 mg/kg。为进一步对比分析我国畜禽粪便中重金属含量水平，本研究对不同国家、不同畜种粪便重金属平均含量进行了比较分析，结果见表3。可见：与国内外研究相比，我国猪粪便中锌含量显著高于英国、德国、波兰等国家，但低于加拿大和奥地利；我国猪粪便中铜含量显著高于英国、德国、波兰、加拿大、奥地利等国家。

2.3　不同畜种对比分析

不同畜种粪肥的重金属平均含量贡献比例结果见表4。可见从不同畜种来看：家禽、牛、猪粪便的锌含量贡献比例分别为21.81%、13.94%及64.25%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中锌含量贡献比例分别为29.63%、15.26%及55.12%；家禽、牛、猪粪便的铜含量贡献比例分别为14.04%、8.32%及77.65%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中铜含量贡献比例分别为15.46%、11.63%及72.91%。因此，锌和铜平均含量在不同畜种的贡献比例，呈现猪粪源>家禽粪源>牛粪源的趋势。此外，家禽、牛、猪粪便的铅含量贡献比例分别为37.92%、35.75%、26.33%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中铅含量贡献比例分别为43.41%、23.21%、33.39%。家禽、牛、猪粪便的铬含量贡献比例分别为53.45%、22.25%、24.31%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中铬含量贡献比例分别为52.14%、27.50%、20.35%。家禽、牛、猪粪便的汞含量贡献比例分别为37.14%、34.29%、28.57%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中汞含量贡献比例分别为25.85%、22.07%、52.08%。家禽、牛、猪粪便的镉含量贡献比例分别为70.09%、6.59%、23.31%；由家禽、牛、猪粪源生产的有机肥中镉含量贡献比例分别为49.57%、26.97%、23.46%。因此，镉、铬在不同粪肥中均呈现出家禽粪源>猪粪源>牛粪源。铅、汞、砷在不同粪肥中平均含量基本呈现出家禽粪源与猪粪源高于牛粪源。

总体来看，在不同畜种中，猪和家禽是粪肥重金属输入的主要贡献者，这是因为猪和鸡的养殖规模大，饲料中添加剂的使用量相对较多。

2.4　重金属污染风险评估

畜禽粪肥重金属风险发生频率结果见图3。可见：不同粪肥中的重金属风险发生频率为粪便>有机肥>沼液；在粪便中，重金属风险发生频率依次是猪、家禽、牛。其中：铜的风险发生频率最高，猪、家禽均出现平均浓度超过限值现象，风险发生频率分别为29%和5%；镉的风险次之，在猪、家禽、牛中均出现平均浓度超过限值现象，风险发生频率分别为22%、15%和15%；在家禽粪便中的铬、汞、锌和砷风险发生频率分别为10%、7%、3%和3%；其余重金属含量均未出现超过限值情况。

此外，从有机肥来看，猪中铜、铅、砷、镉的风险发生频率分别为26%、3%、10%及3%。家禽中砷、镉的风险发生频率均为1%；从沼液来看，猪、牛沼液中所有重金属平均含量均未超过限值。然而，家禽沼液中锌、砷风险发生频率分别为0.8%及0.8%（图3）。

尽管固态粪肥（粪便、有机肥）重金属含量较高，但其田间施用量通常远低于沼液。如表5所示，综合考虑施用量与重金属含量，粪便还田时带来的单位面积重金属输入量最高，但牛沼液和家禽沼液的汞单位面积输入量分别为3.02、2.49 g/hm²，超过固态粪肥中汞的单位面积输入量，这凸显了在评估粪肥中重金属的环境风险时，必须关注畜禽粪肥的重金属含量与实际施用量。

3　讨 论

3.1　源头输入风险

基于畜禽粪肥重金属污染特征分析，当前在推进畜禽粪肥安全还田过程中，源头输入风险表现得尤为突出。具体体现在锌铜富集显著，这与以往研究一致^［27-29］。在畜禽养殖过程中，为提升生猪、家禽等畜禽的免疫力、促进生长并改善肉质，饲料中会大量添加铜、锌微量元素，而畜禽对这2种元素的吸收利用率极低，仅有5%~30%被机体吸收，其余70%~95%均随粪便排出体外，这是导致粪污粪肥中锌铜高度富集的直接原因^［30-31］。据报道，中国每年使用的微量元素添加剂有15万~18万t，约有10万t未被动物利用而随粪便排出体外，进而污染环境，成为农用地土壤重金属的重要输入源^［32］。

我国畜禽粪肥还田利用的重金属限量标准体系不完善，限值宽松、覆盖不全的问题成为污染防控的制度短板^［33］。一方面，国家层面尚未出台有机肥、沼液中锌、铜的含量限值标准，本研究中沼液及有机肥的锌、铜限值参照德国腐熟堆肥标准，缺乏符合我国养殖现状和土壤环境特征的本土标准，导致实际监管中缺乏明确依据；另一方面NY/T 1334—2007《畜禽粪便安全使用准则》^［16］中对粪便铜、锌的限值远宽松于国际公认标准，难以有效管控高含量锌、铜粪肥的还田利用。同时，现有标准对不同畜种、不同处理产物的差异化考量不足，未针对猪、家禽等重金属高富集畜种制定更严格的限量要求，也未区分粪便、有机肥、沼液的污染特征设置分级限值，导致标准的实操性和管控效果大打折扣，无法适应“分类管控、精准施策”的防控需求。

畜种间的重金属富集差异显著，进一步加剧了源头管控的复杂性。粪肥中无论是重金属平均含量还是风险发生频率，均呈现出猪>家禽>牛的特征，这和尹梅芳^［34］和李哲^［35］结果一致。这一规律与饲料中重金属添加限量的差异直接相关。如《饲料添加剂安全使用规范》明确规定，配合饲料或全混合日粮中仔猪铜的最高限量为200 mg/kg，而家禽仅为35 mg/kg，养殖端的添加剂使用差异直接导致了粪肥端的重金属污染差异。此外，猪和家禽的养殖规模远大于牛，且养殖集约化程度更高，饲料添加剂的使用更集中，这也是其成为重金属输入主要贡献者的重要原因。

基于此，亟须加快完善重金属限量标准体系，强化源头溯源管理。一方面，优先出台针对有机肥、沼液以及直接还田粪便中锌、铜的国家或行业限量标准，依据不同养殖类型细化限量要求，重点制定猪、家禽粪肥还田的重金属指标限量标准，缩小与国际标准的差距；另一方面，鼓励推行饲料、兽药流向记录跟踪制度，将其与养殖场备案信息联动，依托信息化技术构建“饲料（兽药）—畜禽—粪污粪肥—还田”的全流程流向监控体系，实现重金属污染的源头追溯与精准管控。

3.2　处理与利用环节风险

基于畜禽粪肥重金属污染特征分析，重金属存在处理与利用环节风险分化，固态粪肥是防控重点。分析结果表明，固态粪肥（粪便、有机肥）重金属富集程度显著高于液态粪肥（沼液），这主要是由于畜禽粪肥厌氧发酵后大部分重金属会沉淀于固态残渣中。由于粪肥处理工艺差异，也会导致重金属活性不同，进而呈现出不同的环境污染风险^［36-39］。

固态粪肥（粪便、有机肥）的重金属风险高度集中，其富集程度显著高于液态粪肥（沼液），这一特征与粪污的处理工艺密切相关。畜禽粪污经厌氧发酵后，大部分重金属会因物理沉降、化学吸附等作用沉淀于固态残渣中，导致沼液中的重金属浓度大幅降低，而固态粪肥则成为重金属的主要载体。同时，不同处理工艺会改变重金属的赋存形态，进而影响其环境活性与污染风险；简单堆沤发酵后的粪便直接还田时，铜、锌、镉等重金属多以水溶性或弱结合态存在，活性较高，进入土壤后迁移性强，易被作物吸收并在土壤中累积；有机肥作为粪便深加工产物，发酵过程中部分重金属会被微生物固定或与有机物结合，虽然活性有所降低，但重金属的总量富集效应依然显著，仍存在较高的土壤输入风险。

沼液虽重金属浓度低，但因单位面积施用量远高于固态粪肥，其部分重金属的单位面积输入量已超过固态粪肥，成为液态粪肥还田利用中不可忽视的风险点。根据GB/T 25246—2025《畜禽粪便还田技术规范》^［10］及相关研究^［11］，沼液的推荐施用量远高于固体粪污，如粪便推荐施用量为20 000 kg/hm²、有机肥推荐施用量为4 500 kg/hm²、沼液推荐施用量为30 000 kg/hm²。高施用量直接导致牛、家禽沼液中汞的单位面积输入量分别达3.02 g/hm²、2.49 g/hm²，超过固态粪肥中汞的输入量。此外，沼液的施用方式多为漫灌、滴灌，与土壤的接触面积更大、渗透更深，若重金属长期累积，还可能对地下水环境造成潜在影响。

基于此，仍需继续优化粪肥处理技术，规范还田利用环节。一是鼓励发展清洁养殖。优化粪肥收集与处理方式，如在生猪养殖场，推广干清粪方式，可有效降低废水中重金属污染物浓度；二是规范粪肥还田利用。科学控制粪肥还田量、还田频率及还田方式，防止重金属过量累积；推广深翻耕、覆盖保水等技术，降低重金属迁移风险；三是提升重金属阻控与钝化技术应用。在好氧堆肥、厌氧发酵等关键处理阶段，以及粪肥施用前的关键节点，推广经济实用的钝化技术，降低粪肥中重金属的活性与含量，减少污染风险。

3.3　监管体系风险

当前我国畜禽粪污粪肥重金属污染的末端监管与监测体系仍存在明显短板，难以实现污染风险的动态预警与精准管控，成为制约粪污安全还田的重要因素。一方面，粪污粪肥的质量监测覆盖范围有限，监测点位布设稀疏，且多集中在大型规模化养殖场，中小养殖场和散户的粪污粪肥质量缺乏有效监测，部分不合格粪污未经处理直接还田，带来潜在的重金属污染风险；另一方面，现有监测多聚焦于粪污原料端的重金属含量，缺乏对粪肥还田后土壤重金属累积、迁移转化及作物吸收的长期动态监测，无法全面评估重金属的生态环境效应，也难以及时发现土壤重金属超标的问题。

此外，监管体系的协同性不足，农业、生态环境等部门的监管职责划分不够清晰，存在“多头监管”或“监管空白”的问题。养殖端的粪污处理、粪肥生产端的质量管控、还田利用端的施用规范等环节缺乏有效的衔接，导致部分不合格粪肥流入农田。同时，针对中小养殖场和散户的监管力度不足，缺乏便捷、低成本的粪污检测技术和监管手段，监管难度较大。

强化末端监管，构建风险防控长效机制，需从监测网络建设、部门协同监管、风险预警体系构建等方面发力。一是制定专项监测计划，科学加密布设粪肥、土壤和地下水监测点位，将中小养殖场和散户纳入监测范围，实现粪污粪肥从生产到还田的全链条质量监测，以及土壤重金属的长期动态监测；二是健全多部门协同监管机制，明确农业、生态环境等部门的监管职责，加强养殖、加工、还田等环节的监管衔接，形成监管合力，严厉打击不合格粪肥还田的行为；三是整合饲料使用、养殖规模、粪肥流向、土壤监测及区域环境敏感等多元数据，积极探索区域重金属污染风险评估模型与预警系统，建立多源数据融合的精准风险评估机制，实现重金属污染风险的精准识别、及时预警和有效处置。

本研究仍存在一定的局限性，为后续研究指明了方向。一是本研究仅聚焦于猪、牛、家禽这3类主要畜种，未纳入羊、马等其他畜禽类型，无法全面反映我国畜禽粪肥的重金属污染全貌；二是研究仅在粪肥端开展重金属风险表征，未系统探讨重金属在粪肥还田后在土壤中的迁移转化规律、形态变化及生物有效性，也未分析重金属与土壤本底值、作物吸收之间的关联，难以全面评估其生态环境效应；三是在开展粪肥中重金属含量的风险评估时，只依据NY/T 1334—2007《畜禽粪便安全使用准则》^［16］中最高允许含量，未根据作物类型与土壤pH值分别评估重金属污染风险。后续将结合田间采样监测，分析不同土壤与作物条件下的粪肥中重金属风险情况。四是本研究基于文献调研数据构建数据库，不同研究的检测方法、样品采集条件存在差异，可能对数据的一致性产生一定影响。后续研究需进一步拓展研究对象覆盖范围，纳入更多畜禽类型和不同区域的养殖样本。

4　结 论

为科学防范粪肥还田利用中潜在的重金属污染风险，本研究基于2004—2025年的中国知网、Web of Science等数据库文献，探究我国主要畜禽粪肥重金属污染特征及开展污染风险评估。主要结论如下：

1）从不同粪肥类型来看，中国固态粪肥（粪便、有机肥）重金属富集程度显著高于液态粪肥（沼液）。从不同重金属元素来看，锌铜富集。锌、铜平均含量显著高于其他重金属元素。与其他国家相比，铜含量显著高于英国、德国、加拿大等发达国家，锌含量也处于较高水平；从不同畜种来看，畜种富集差异显著，猪和家禽是粪肥重金属输入的主要贡献者。

2）基于重金属风险评估，提出面临主要风险。一是源头输入风险。粪肥中无论是重金属平均含量还是风险发生频率，均呈现出猪>家禽>牛的特征。同时现有标准体系滞后、限值偏宽松，难以有效管控源头风险。二是处理与利用环节风险，固液风险分化、固态粪肥是防控重点。粪便还田利用时重金属的单位面积输入量最高，但值得注意的是，沼液中的牛、家禽的Hg的单位面积输入量超过固态粪肥。三是监管体系风险。监管重心集中于规模养殖，散养环节监管薄弱，尚未形成畜禽粪肥全链条监管体系，部门间监管协同性不足。

基于此，本研究提出以下3点建议：加强源头管控，健全重金属限量标准体系；优化固态粪肥处理技术，规范还田利用环节；强化末端监管，构建风险防控长效机制。

参考文献

[1] 农业农村部. 2021—2024年全国绿色种养循环农业试点总结报告［R］. 北京： 农业农村部， 2025

[2] Ministry of Agriculture and Rural Affairs. Summary report on the national pilot program of green planting-breeding circular agriculture from 2021 to 2024［R］. Beijing： Ministry of Agriculture and Rural Affairs， 2025 （in Chinese）

[3] 刘晓永， 李书田. 中国畜禽粪尿养分资源及其还田的时空分布特征［J］. 农业工程学报， 2018， 34（4）： 1-14， 316

[4] Liu X Y， Li S T. Temporal and spatial distribution of nutrient resource from livestock and poultry feces and its returning to cropland［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2018， 34（4）： 1-14， 316 （in Chinese）

[5] 李永平， 田艳， 史向远， 周静， 张晓晨， 朱教宁， 林琭， 赵丽. 施用畜禽粪肥对土壤呼吸和玉米产量的影响及其增效分析［J］. 华北农学报， 2017， 32（1）： 193-200

[6] Li Y P， Tian Y， Shi X Y， Zhou J， Zhang X C， Zhu J N， Lin L， Zhao L. Effects of animal manures on soil respiration and maize yield and economic analysis［J］. Acta Agriculturae Boreali-Sinica， 2017， 32（1）： 193-200 （in Chinese）

[7] 中华人民共和国中央人民政府. 中共中央、国务院关于全面推进美丽中国建设的意见［EB/OL］. ［--］.

[8] Central Committee of the Communist Party of China & the State Council. Opinions on Comprehensively Promoting the Construction of a Beautiful China［EB/OL］. ［--］. in Chinese）

[9] Luo L， Ma Y B， Zhang S Z， Wei D P， Zhu Y G. An inventory of trace element inputs to agricultural soils in China［J］. Journal of Environmental Management， 2009， 90（8）： 2524-2530

[10] 刘荣乐， 李书田， 王秀斌， 王敏. 我国商品有机肥料和有机废弃物中重金属的含量状况与分析［J］. 农业环境科学学报， 2005， 24（2）： 392-397

[11] Liu R L， Li S T， Wang X B， Wang M. Contents of heavy metal in commercial organic fertilizers and organic wastes［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2005， 24（2）： 392-397 （in Chinese）

[12] 董同喜， 杨海雪， 李花粉， 乔玉辉， 苏德纯. 华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究［J］. 农业资源与环境学报， 2014， 31（4）： 355-365

[13] Dong T X， Yang H X， Li H F， Qiao Y H， Su D C. Accumulation characteristics of heavy metals in the soil with wheat-corn rotation system in North China［J］. Journal of Agricultural Resources and Environment， 2014， 31（4）： 355-365 （in Chinese）

[14] 梁馨月， 张颖， 金明姬， 赵春子， 朴文华. 吉林省畜禽粪便还田后耕地土壤重金属污染研究［J］. 中国饲料， 2023（17）： 158-164

[15] Liang X Y， Zhang Y， Jin M J， Zhao C Z， Piao W H. Study on soil heavy metal pollution of cultivated land in Jilin Province based on the returning livestock manure to the farmland［J］. China Feed， 2023（17）： 158-164 （in Chinese）

[16] 穆虹宇， 庄重， 李彦明， 乔玉辉， 陈清， 熊静， 郭丽莉， 江荣风， 李花粉. 我国畜禽粪便重金属含量特征及土壤累积风险分析［J］. 环境科学， 2020， 41（2）： 986-996

[17] Mu H Y， Zhuang Z， Li Y M， Qiao Y H， Chen Q， Xiong J， Guo L L， Jiang R F， Li H F. Heavy metal contents in animal manure in China and the related soil accumulation risks［J］. Environmental Science， 2020， 41（2）： 986-996 （in Chinese）

[18] GB/T 25246—2010畜禽粪便还田技术规范 ［S］.北京： 中国标准出版社，2025

[19] GB/T 25246—2010 Technical specification for land application of livestock and poultry manure ［S］. Beijing： Standards Press of China， 2025 （in Chinese）

[20] 史栋方， 李发永， 师美玲， 王群霞， 张胜楠， 李佳斌， 吴宇飞. 绿洲农业区规模化养殖场及周边土壤重金属、抗生素复合污染分析与风险评价［J］. 环境科学研究， 2026， 39（1）： 189-201

[21] Shi D F， Li F Y， Shi M L， Wang Q X， Zhang S N， Li J B， Wu Y F. Analysis and risk assessment of heavy metals and antibiotics composite pollution in soils of large-scale livestock farms and surrounding areas in an oasis agricultural region［J］. Research of Environmental Sciences， 2026， 39（1）： 189-201 （in Chinese）

[22] 艾平， 李柏伦， 金柯达， 蔡炜， 牛文娟， 冉毅， 万小春. 沼肥施用对土壤和不同作物的重金属含量及风险影响Meta分析［J］. 农业环境科学学报， 2025， 44（10）： 2653-2663

[23] Ai P， Li B L， Jin K D， Cai W， Niu W J， Ran Y， Wan X C. Meta-analysis on heavy metal content and risk of biogas digestate application as fertilizer on soil and different crops［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2025， 44（10）： 2653-2663 （in Chinese）

[24] 顾佳， 辛东帅， 姜辞冬， 苏海涛， 翟宏. 江苏某市规模化养殖场土壤重金属污染与生态健康风险评价［J］. 农业环境科学学报， 2025， 44（2）： 398-408

[25] Gu J， Xin D S， Jiang C D， Su H T， Zhai H. Soil heavy metal pollution and ecological health risk assessment of large-scale farms in Jiangsu area［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2025， 44（2）： 398-408 （in Chinese）

[26] 杨雳， 董欣平， 林静， 薄文浩， 白宗旭， 陈涛. 苏南太湖流域农田土壤重金属输入输出清单构建及风险预警［J］. 中国环境科学， 2024， 44（9）： 5085-5098

[27] Yang L， Dong X P， Lin J， Bo W H， Bai Z X， Chen T. Input-output inventory and risk early warning of heavy metal in farmland soil in Taihu Lake Basin， southern Jiangsu［J］. China Environmental Science， 2024， 44（9）： 5085-5098 （in Chinese）

[28] 安婧， 丁子明， 高程程， 胡芳雨， 魏树和. 畜禽粪便污染的环境风险与资源化处理技术分析［J］. 环境科学， 2023， 44（8）： 4764-4774

[29] An J， Ding Z M， Gao C C， Hu F Y， Wei S H. Analysis of the environmental risk of livestock manure pollution and resource treatment technology［J］. Environmental Science， 2023， 44（8）： 4764-4774 （in Chinese）

[30] NY/T 1334—2007畜禽粪便安全使用准则 ［S］. 北京： 中国农业出版社， 2007

[31] NY/T. 1334—2007 Regulation regarding the safe use of livestock and poultry manure［S］. Beijing： China Agriculture Press， 2007 （in Chinese）

[32] GB 38400—2019肥料中有毒有害物质的限量要求 ［S］. 北京： 中国标准出版社， 2019

[33] GB 38400—201 Limitation requirements of toxic and harmful substances in fertilizers ［S］. Beijing： Standards Press of China， 2019 （in Chinese）

[34] GB/T 40750—2021农用沼液 ［S］. 北京： 中国标准出版社， 2021

[35] GB/T 40750—2021 Biogas slurry for agricultural use ［S］. Beijing： Standards Press of China， 2021 （in Chinese）

[36] Verdonck O. Compost specifications［C］. In： International symposium on Composting & Use of Composted Material in Horticulture. 1998， 469： 169-177

[37] Segat J C， Alves P R L， Baretta D， Cardoso E J B N. Ecotoxicological evaluation of swine manure disposal on tropical soils in Brazil［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety， 2015， 122： 91-97

[38] Schultheiß U， Döhler H， Roth U. Heavy metal fluxes in livestock farming and input reduction strategies［J］. Waste Contaminants， 2004： 57-60

[39] Sager M. Trace and nutrient elements in manure， dung and compost samples in Austria［J］. Soil Biology and Biochemistry， 2007， 39（6）： 1383-1390

[40] Sheppard S C， Sanipelli B. Trace elements in feed， manure， and manured soils［J］. Journal of Environmental Quality， 2012， 41（6）： 1846-1856

[41] Kuziemska B， Kuziemska B， Wieremiej W， Jaremko D. Content of magnesium and heavy metals in selected natural fertilisers［J］. Journal of Elementology， 2012（1/2016）

[42] Nookabkaew S， Rangkadilok N， Prachoom N， Satayavivad J. Concentrations of trace elements in organic fertilizers and animal manures and feeds and cadmium contamination in herbal tea （Gynostemma pentaphyllum Makino）［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2016， 64（16）： 3119-3126

[43] Hwangbo J， Hong E C， Na S H， Yu D J， Kim H K， Park M N， Jung K C， Choo H J， Park H D， Seo O S. A study on the amount and chemical compositions of excreta from laying hens［J］. Korean Journal of Poultry Science， 2009， 36（4）： 337-342

[44] 张卫艺， 曹子薇， 直俊强， 张丽丽， 罗一鸣， 孙越. 北京规模化养殖场畜禽粪便中养分、重金属和抗生素含量分析［J］. 畜牧与兽医， 2023， 55（4）： 41-49

[45] Zhang W Y， Cao Z W， Zhi J Q， Zhang L L， Luo Y M， Sun Y. Contents of various components in manure at intensive livestock farms in Beijing［J］. Animal Husbandry & Veterinary Medicine， 2023， 55（4）： 41-49 （in Chinese）

[46] 习彦花， 程辉彩， 刘敬， 林勇， 吴健， 杨玲， 王馨芝. 沼液长期施用对白三叶草地土壤环境质量的影响［J］. 土壤通报， 2024， 55（4）： 1080-1088

[47] Xi Y H， Cheng H C， Liu J， Lin Y， Wu J， Yang L， Wang X Z. Effects of long-term application of biogas slurry on soil environmental quality of Trifolium repens L［J］. Chinese Journal of Soil Science， 2024， 55（4）： 1080-1088 （in Chinese）

[48] 彭来真， 刘琳琳， 张寿强， 李延. 福建省规模化养殖场畜禽粪便中的重金属含量［J］. 福建农林大学学报（自然科学版）， 2010， 39（5）： 523-527

[49] Peng L Z， Liu L L， Zhang S Q， Li Y. Heavy metals content in manure of commercial animal farms in Fujian Province［J］. Journal of Fujian Agriculture and Forestry University： Natural Science Edition， 2010， 39（5）： 523-527 （in Chinese）

[50] 许俊香， 邹国元， 孙钦平， 李钰飞， 赵祥， 郎乾乾， 刘本生， 李吉进. 畜禽粪便Cu、Zn含量特征研究［J］. 江苏农业科学， 2024， 52（11）： 254-259

[51] Xu J X， Zou G Y， Sun Q P， Li Y F， Zhao X. Study on the content characteristics of Cu and Zn in livestock and poultry manure［J］. Jiangsu Agricultural Sciences， 2024， 52（11）： 254-259 （in Chinese）

[52] 周迅， 肖敏， 楚家， 任东， 余文畅. 基于多模型的跨区域耕地土壤重金属源解析［J］. 环境科学学报， 2026， 46（2）： 353-366

[53] Zhou X， Xiao M， Chu J， Ren D， Yu W C. Source apportionment of heavy metals in cropland soils across regions based on multi-model approaches［J］. Acta Scientiae Circumstantiae， 2026， 46（2）： 353-366 （in Chinese）

[54] 胡海平， 王代懿， 张丰松， 徐明德. 东北三省不同规模养殖场畜禽饲料和粪便中锌含量特征［J］. 环境科学研究， 2013， 26（6）： 689-694

[55] Hu H P， Wang D Y， Zhang F S， Xu M D. Contents of zinc in animal feeds and manures from farms of different scales in the northeast of China［J］. Research of Environmental Sciences， 2013， 26（6）： 689-694 （in Chinese）

[56] 黄亚捷， 崔艳智， 王现洋， 王建锋， 车蒙， 周岩， 李君超， 刘海东. 我国畜禽粪污还田利用标准体系现状及问题解析［J］. 中国农业大学学报， 2025， 30（7）： 52-65

[57] Huang Y J， Cui Y Z， Wang X Y， Wang J F， Che M， Zhou Y， Li J C， Liu H D. Current situation and problem analysis of the standard systems for livestock and poultry manure returning to farmland in China［J］. Journal of China Agricultural University， 2025， 30（7）： 52-65 （in Chinese）

[58] 尹梅芳. 不同畜禽粪便中重金属的污染和排放［J］. 中国畜牧业， 2023（11）： 85-86

[59] Yin M F. Pollution and emission of heavy metals in different livestock manure［J］. China Animal Industry， 2023（11）： 85-86 （in Chinese）

[60] 李哲. 不同种类畜禽粪便重金属含量特征及风险评价［D］. 沈阳： 沈阳农业大学， 2023

[61] Li Z. Characteristics and risk assessment of heavy metal content in different types of livestock and poultry manure［D］. Shenyang： Shenyang Agricultural University， 2023 （in Chinese）

[62] 付强， 王敬茹， 宋海燕， 付石军. 畜禽粪污主要污染物处理技术研究进展［J］. 山东畜牧兽医， 2024， 45（2）： 79-82， 86

[63] Fu Q， Wang J R， Song H Y， Fu S J. Research progress on treatment technology of main pollutants from livestock manure［J］. Shandong Journal of Animal Science and Veterinary Medicine， 2024， 45（2）： 79-82， 86 （in Chinese）

[64] 王飞. 粪便有机肥制备过程中重金属转化及阻控特性研究［D］. 杨凌： 西北农林科技大学， 2015

[65] Wang F. Study on characteristic of heavy metal transformation and resistance control during the process of organic fertilizer production from manure ［D］. Yangling： Northwest A & F University， 2015 （in Chinese）

[66] 鲍艳宇， 娄翼来， 颜丽， 关连珠. 不同畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属Pb Cd Cu Zn的变化特征及其影响因素分析［J］. 农业环境科学学报， 2010， 29（9）： 1820-1826

[67] Bao Y Y， Lou Y L， Yan L， Guan L Z. Dynamic change characteristic of heavy metals Pb， Cd， Cu and Zn during aerobic composting of different manure and the analysis of effect factors［J］. Journal of Agro-Environment Science， 2010， 29（9）： 1820-1826 （in Chinese）

[68] 王建才， 朱荣生， 王怀中， 呼红梅， 齐波， 庞丽丽， 黄保华. 畜禽粪便重金属污染现状及生物钝化研究进展［J］. 山东农业科学， 2018， 50（10）： 156-161

[69] Wang J C， Zhu R S， Wang H Z， Hu H M， Qi B， Pang L L， Huang B H. Present status of heavy metal pollution from livestock manure and research progress of its biological passivation［J］. Shandong Agricultural Sciences， 2018， 50（10）： 156-161 （in Chinese）

基金资助

生态环境部环境发展中心科技发展基金项目(ZRZXJJ-202504)