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3.2猪粪及农田土壤中重金属含量的相关性

猪粪中的重金属主要由其饲粮带来，Cr 可以增强胰岛素在体内的生理功能，进而提高动物的生长、繁殖性能;Cu、Zn 的添加也可以提高动物的生长性能。在畜牧生产中，Cu、Zn、Cr 除去饲料原料，如谷物、饲草等所带来的之外，还由畜牧生产者额外添加矿物原料，导致在猪粪中Cu、Zn 过高的超标率。Cr 为土壤中超标率排在第二的重金属，Cr 与猪粪中较多重金属元素存在显著正相关，可以发现土壤中的Cr 元素与猪粪中的Cr、Zn 和Cd 具有显著正相关。可以认为土壤中的Cr、Zn 在很大程度上由猪粪带来。

农田中超标率最高的元素为Cd，其与猪粪中的其他任何一种重金属元素都没有显著相关，与猪粪中的Cd 元素更是呈负相关。金属Cd 具有较大的动物毒性，在动物生产当中并无积极作用，故而土壤中的金属Cd 不是由施用动物粪便的有机肥所导致。金属Cd 较多地应用在电子制造行业中，如镉镍电池、镉镀层、颜料等，故土壤中的金属Cd 有很大可能是灌溉水被污染所导致。土壤中Cu 的超标率也较高，且在猪粪中Cu 的超标率为100%，可以推测在生产中Cu 的添加量极高;相关分析中，土壤和猪粪中Cu 并无显著相关，只有较小的相关性，由此推测土壤Cu 在一定程度上是由猪粪所带来，但并不是主要因素。

土壤与猪粪中相对应重金属有显著正相关关系的为Hg、Cr、Pb，说明土壤中这些重金属在很大程度上是由猪粪所带来。

3.3猪粪及农田土壤中重金属主成分分析及标志性重金属的筛选

从图 3 可以看出，8 种重金属分成两个主成分，与第一主成分相关性较大的为Ni、Pb、Cr、Hg、Cu、Zn，第二主成分为As、Cd。第一主成分主要由工业废弃物的重金属和粪便中的重金属所组成，第二主成分主要由工业废水中的重金属组成。其中Ni、Pb、Cr、Hg 聚在一起，Cu、Zn 聚在一起，二者在第一主成分上呈负相关。在相关分析中，Hg、Cr、Pb 与对应的重金属呈显著正相关，Ni 元素由于数据问题，无法检测相关性。As、Cd 在主成分分析的变量投影重要性较低，在主成分分析中忽略。

将主成分分析与相关分析结合起来可以看出，Cu、Zn 在一定程度上来源于猪粪，通过施用有机肥累积在农田土壤中。土壤中的Pb、Cr、Hg 与饲料中相应的Pb、Cr、Hg 具有显著正相关，说明有机肥中的Pb、Cr、Hg 在土壤中累积，会提高土壤中相应的浓度。建议在畜牧生产中降低Cu、Zn、Cr 的添加量，或者在饲料中的添加改为有机螯合物的添加形式，可以提高动物对金属元素的利用率。并且在畜牧生产中严格控制饲料原料的Pb、Hg 含量，防止在粪便有机肥中的累积。

Ni 由于数据缺失原因，无法进行相关性分析。在主成分分析中，Ni 的VIP 值较高，说明Ni 的浓度也可以较好地解释土壤和粪便中重金属的变异。这个结果与王飞等在2013 年的结果不同，他们的分析中，以Cr 元素为最大。这可能与其分析中纳入了其他动物粪便有关。

从上述分析可以看出，土壤中重金属超标率最高的是Cd，并且不是来源于粪便有机肥，而是由工业废弃物通过污水灌溉所致。

4 结论

土壤Pb、Cr、Hg 与猪粪有机肥中相应重金属显著相关，而Ni 因为数据原因无法进行相关分析。但Pb、Ni 是重金属污染中标志性重金属。

土壤Cu、Zn 与猪粪有机肥中的Cu、Zn 相关性不大，但猪粪有机肥中的Cu、Zn 对土壤重金属中Cu、Zn 累积具有一定的作用。

原标题：猪粪与农田土壤中重金属累积污染的相关分析

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