原文
，卷:12(7)
饲料添加剂引起肉制品铁、锰在土壤中的分布
- *通信:
- 江)辽宁科技大学化学工程学院，辽宁鞍山114051电子邮件: (电子邮件保护)
收到:2016年5月28日;接受:2016年6月20日;发表:2019年6月24日
引用:王航，J小军，吕琳琳，等。饲料添加剂引起肉制品铁、锰在土壤中的分布。环境科学与工程学报2016;12(7):101。
摘要
本研究的目的是测定饲料添加剂、猪、鸡器官和土壤中铁、锰元素的含量。结果表明，饲粮中添加重金属后，部分肉和肝脏堆积，其余大部分随粪便排出。本文采用吸附法模型建立了铁、锰的吸附系数和转移系数的拟合模型。可靠性在95%以上，相对误差在0.5%以内。
关键字
饲料、肉制品;铁、锰;非线性模拟;吸附模型
简介
肉制品对家畜来说意义重大，因为家畜体内的微量元素是家畜生存的关键健康人体的[1］．为了预防疾病和促进动物生长，大量金属被过度添加到饲料中[2］．
新生仔猪对生长较快的铁(Fe)的需要量增加。护理猪每天需要7毫克至16毫克铁来支持代谢活动[3.］．幼猪体内储存了40毫克至50毫克铁，这是在妊娠期间转移的，但这些供应在7天至10天内就会不足[4-5］．
锰(Mn)是动物必需的微量元素，家禽对这种元素的需求量相当高。锰如磷酸酶、胆碱酯酶、碱性磷酸酶、酯酶、酶、ATP等，是多种酶的活化剂。现在，研究发现锰对半乳糖转移酶、多糖聚合酶、RNA依赖性DNA聚合酶都有活化作用。这些影响家禽生长和骨骼发育的酶活性降低。
采用微波消解法测定了饲料-器官-农家肥-不同土壤深度土壤样品中重金属的含量，并测定了各环节的重金属含量。迁移模型研究了不同土壤深度下铁、锰含量的变化规律。利用MATLAB 7.1程序对实验数据进行非线性模拟，得到了铁、锰在土壤中的吸附常数和促进因子，并确定了不同土壤分布中元素的含量。
实验
仪器及材料
原子吸收分光光度计(AA-7000，岛津，日本);MARS微波消解(美国CEM)。
所有实验均使用优质试剂和去离子水。每天稀释铁和锰标准溶液。样品均采自辽宁省鞍山市。测定的最佳条件列于表1．
| 元素 | 波长(nm) | 灯电流(mA) | 带宽(毫米) |
|---|---|---|---|
| 菲 | 248.3 | 12 | 0.2 |
| 锰 | 285.2 | 8 | 0.7 |
表1:Optionaloperatingconditions。
样品制备
将适量饲料、肉制品、肝脏、粪便烘干、碾磨混合，加入硝酸5 ml、过氧化氢3 ml，微波消化仪设定消化温度。冷却至室温后，排出酸残量为1ml ~ 2ml，在容量瓶中加水使其体积达到25ml。
结果与讨论
饲料和肉制品的测定
从干燥材料中计算出的所有样品的铁和锰浓度列在表2．
| 鸡饲料 | Pigfeed | Chickenliver | 鸡 | Pigliver | 猪肉 | 鸡粪 | Pigmanure | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 菲 | 82.4 | 120.1 | 614.7 | 13.5 | 930.9 | 71.2 | 1182.4 | 1021.0 |
| 锰 | 21.9 | 34.7 | 2.84 | 0.41 | 4.21 | 0.7 | 235.3 | 207.2 |
表2:Fe和Mn的原子荧光或原子吸收测定(mg/kg)。
上述结果表明，铁和锰被少量吸收，大部分集中在粪肥中。
锰与肥料土壤测定
铁、锰和水的含量浓度列于表3．
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20. | 25 | 30. | 35 | 40 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 铁(没有肥料) | 80.2 | 73.4 | 70.7 | 63.8 | 61.5 | 58.8 | 56.7 | 54.9 | 53.5 |
| 铁(肥料) | 213.6 | 195.8 | 188.4 | 170.2 | 163.9 | 156.8 | 150.9 | 146.2 | 142.5 |
| 锰(不含肥料) | 31.2 | 30.2 | 29.1 | 28.5 | 27.9 | 27.4 | 26.9 | 26.5 | 26.2 |
| 锰(含粪肥) | 89.2 | 86.1 | 83.6 | 81.5 | 79.9 | 78.4 | 77.0 | 75.8 | 75.0 |
| 水含量 | 12.5 | 13.3 | 14.1 | 15.1 | 16.0 | 16.9 | 17.6 | 18.5 | 19.6 |
表3:不同土层深度的Fe、Mn (mg/kg)和含水量(%)(cm)。
未施有机肥土壤中铁、锰的含量明显低与施用有机肥土壤比较。土壤铁、锰含量随深度的增加而降低。
铁、锰在不同土层深度的设计及参数拟合
根据Langmuir吸附模型，考虑土壤中重金属含量随水的向下迁移，设计了土壤重金属的迁移模型不同深度土壤中重金属含量随土壤含水量和土壤深度的变化分别为:
(1）
C (mg/Kg)——某一深度的浓度，K1-吸附系数，K2-传递系数，X -含水量，L (cm) -土壤深度。
利用MATLAB 7.1进行拟合，将数据与原始数据拟合到误差最小的平方对应点。
根据实验数据表3可见，在一定范围内，含水量与土壤深度呈线性关系。根据铁元素的实验数据表3，为参数K的估计值1和K2由试算确定。K1是213.8280,K2为0.2445，相对误差在0.5%以内，信度大于0.95。
（2）
根据表3，拟合模型的As值。
（3）
在27 cm土壤中，Fe和Mn浓度分别为155.2 mg/kg、77.3 mg/kg，实验数据分别为154.5 mg/kg、77.8 mg/kg，实验值与计算值接近，表明设计模型拟合参数较为理想。
结论
1.铁和锰被少量吸收，大部分集中在肥料中。
2.未施有机肥土壤中铁、锰的含量明显低与施用有机肥土壤比较。土壤铁、锰含量随深度的增加而降低。
3.可靠性在95%以上，相对误差在0.5%以内。
参考文献
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- 苍玲，王玉军，周德明，等。江苏省集约化养殖畜禽饲料和粪便重金属污染研究JEnvironSci。2004; 16(3): 371 - 4。
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- O ?陈志强，陈志强，陈志强，等。铁和叶酸在繁殖猪及其后代中的利用。中国科学(d辑)，2001;
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