徐曉燕　唐迪　王晶晶

摘要：采用微波消解-火焰原子吸收分光光度法測定鎮(zhèn)江丘陵地區(qū)典型茶園土壤和茶葉中重金屬元素Pb、Cd、Cu、Zn的含量，Hg含量測定采用冷原子熒光法。結(jié)果表明，鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園茶葉和土壤中5種重金屬元素背景值都在相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明茶葉和土壤未受到這5種重金屬的污染，茶葉和茶區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好。但茶區(qū)土壤綜合污染指數(shù)已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。少數(shù)茶園已受到Cd或Pb的污染，茶葉中Cd是易富集元素。

關(guān)鍵詞：茶園土壤；茶葉；重金屬；污染指數(shù)；鎮(zhèn)江地區(qū)

中圖分類號：S155.46；X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：0439-8114（2014）05-1041-03

隨著無公害茶葉的提出，茶葉產(chǎn)品中的有害物質(zhì)包括農(nóng)藥殘留、重金屬、有害微生物等衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺[1]。重金屬元素在土壤中積累到一定限度會對植物產(chǎn)生危害，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，最終通過食物鏈進(jìn)入人體而危害人類健康[2，3]。為提升鎮(zhèn)江地區(qū)茶園茶葉的發(fā)展水平，對該地區(qū)代表性茶園的土壤和茶葉進(jìn)行抽樣檢測。

鎮(zhèn)江位于江蘇西南部，丘陵地貌，土壤呈微酸性，茶葉生產(chǎn)歷史悠久，是江蘇主要產(chǎn)茶市之一。近年來，隨著茶園周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展及茶園中化肥、農(nóng)藥使用量的增加，茶區(qū)的空氣、土壤等均受到不同程度的影響。本研究用微波消解-火焰原子吸收分光光度法和冷原子熒光法測定重金屬元素鉛、鎘、銅、鋅、汞在土壤和茶葉中的含量，對鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)研，并進(jìn)行重金屬元素的污染評價(jià)，以摸清鎮(zhèn)江地區(qū)茶園土壤中重金屬元素的分布特征及污染現(xiàn)狀，為防治土壤重金屬污染和無公害茶園的建設(shè)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣

以鎮(zhèn)江地區(qū)10個代表性的茶園為取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣。采樣面積不低于0.67 hm2，每個取樣點(diǎn)取樣6次，每次按“S”形5點(diǎn)取樣法取土樣和茶樣，取樣時(shí)分點(diǎn)挖取表層5～35 cm土樣，剔除大的根系和礫石等雜物，裝入干凈布袋。茶葉取一芽兩葉。土樣經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干、木棍碾碎、去渣、過20目篩處理。茶葉經(jīng)烘干、碾碎、過20目篩處理。

1.2 土樣和茶葉樣品的前處理

采用xt-9912型智能微波消解儀對土樣和茶樣進(jìn)行前處理。土壤樣品的消解采用4 mL硝酸+1 mL氫氟酸+0.5 mL高氯酸消解體系，茶葉樣品的消解采用5mL硝酸+1 mL過氧化氫消解體系。電熱板150 ℃預(yù)熱30 min。土壤微波消解程序見表1，茶葉微波消解程序見表2。消解結(jié)束后電熱板趕酸至體積小于0.5 mL。

1.3 Pb、Cu、Hg、Zn、Cd元素的測定

用島津公司的AA-6300原子吸收分光光度計(jì)測定土壤樣品和茶葉樣品中Cd、Pb、Cu、Zn?；鹧嬖游辗止夤舛扔?jì)測量工作條件為鉛283.3 nm，鎘228.9 nm，銅324.6 nm，鋅213.9 nm，電流8 mA，狹縫0.7 nm，燃燒器高度7 nm，燃?xì)饬髁?.8 L/min，助燃?xì)饬髁?5 L/min。Hg含量采用AFS-2100冷原子熒光法的進(jìn)行測定，副高壓270 V，加熱溫度200 ℃，A道燈電流30 mA，載氣流量300 mL/min，屏蔽氣流量900 mL/min。

1.4 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.1 評價(jià)模式 評價(jià)采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法（內(nèi)梅羅指數(shù)法）相結(jié)合的方法進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)綜合污染指數(shù)法的計(jì)算結(jié)果得出評價(jià)結(jié)論。

1）單項(xiàng)污染指數(shù)法計(jì)算公式：

Pi=Ci/Si

式中，Pi為污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測值；Si為污染物i的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)Pi≤1時(shí)表示未受污染，當(dāng)Pi﹥1時(shí)表示受到污染，且Pi越大污染越嚴(yán)重。

2）綜合污染指數(shù)法計(jì)算公式：

P綜=■

式中， P綜為綜合污染指數(shù)；Pmax為單項(xiàng)污染指數(shù)最大值；Pave為單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

1.4.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]和[5]對茶區(qū)土壤和茶葉進(jìn)行分析評價(jià)。無公害食品茶葉產(chǎn)地環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)和無公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1.4.3 土壤污染分級標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]中對土壤污染實(shí)行分級標(biāo)準(zhǔn)，土壤污染分級標(biāo)準(zhǔn)等級見表4。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤和茶葉中重金屬元素的背景值

2.1.1 土壤重金屬元素的背景值 鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園5種重金屬元素在土壤中的背景值見表5。從含量范圍可以看出茶園土壤重金屬元素的背景值差異較大，平均含量Pb>Zn>Cu>Cd>Hg。各重金屬變異系數(shù)均介于10%和100%之間，表明各茶園重金屬元素的差異屬于中等變異，其中Cd的變異系數(shù)較大，表明各個茶園之間Cd背景值的差異大。從重金屬的平均含量看，Pb、Cd、Zn、Cu和Hg均未超過無公害食品茶葉產(chǎn)地環(huán)境條件的規(guī)定。Cd的含量0.10～0.54 mg/kg，最大值超過了無公害食品茶葉產(chǎn)地環(huán)境條件的規(guī)定（0.30 mg/kg），超標(biāo)率僅為20%，表明鎮(zhèn)江地區(qū)個別茶園土壤受到Cd污染威脅。

2.1.2 茶葉重金屬元素的背景值 鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園5種重金屬元素在茶葉中的背景值見表6。茶葉中重金屬元素的背景值差異也較大，平均含量Zn>Cu>Pb>Cd>Hg。各重金屬變異系數(shù)介于10%和100%之間，表明各茶園茶葉中重金屬元素的差異屬于中等變異，其中Pb、Cd變異系數(shù)較大，表明各茶園之間差異較大。無公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)僅對Pb作了規(guī)定，茶葉中Pb的背景值為4.53 mg/kg，未超過無公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)，但Pb的含量范圍1.77～10.65 mg/kg，最大值超過了無公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為30%，少數(shù)茶園茶葉受到Pb污染的威脅。無公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)對Cd未做任何規(guī)定，5種重金屬中僅Cd在茶葉中的平均含量高于土壤中Cd的平均含量，表明鎘易富集在茶葉中。

2.2 土壤和茶葉中重金屬污染評價(jià)

2.2.1 土壤重金屬元素的污染評價(jià) 單項(xiàng)污染指數(shù)是以污染物的實(shí)測值和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算的，表示污染物在環(huán)境中實(shí)際濃度超過評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的程度，即超標(biāo)倍數(shù)。綜合污染指數(shù)法是兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，突出了較重要的污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響，是當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境評價(jià)最常用的方法之一[7]。根據(jù)各元素的實(shí)測值，單項(xiàng)污染評價(jià)方法采用參考文獻(xiàn)[4]為評價(jià)依據(jù)；綜合污染評價(jià)采用參考文獻(xiàn)[6]為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)及評價(jià)和綜合污染指數(shù)及評價(jià)見表7。

從單項(xiàng)污染指數(shù)看，重金屬對土壤的污染程度依次是Cd>Pb>Zn>Cu>Hg。5種重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明土壤未受到這5種重金屬元素的污染。但其中Cd的單項(xiàng)污染指數(shù)較高，為0.93，是目前茶區(qū)土壤需要重點(diǎn)防治的重金屬，其次是Pb。

總之，鎮(zhèn)江地區(qū)茶園土壤綜合污染指數(shù)為0.72，大于0.7，已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。

2.2.2 茶葉重金屬元素的污染評價(jià) NY5244-2004《無公害食品茶葉標(biāo)準(zhǔn)》僅對Pb作了規(guī)定，Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)為0.91，小于1，表明茶葉未受到Pb的污染。但Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)偏高，表明對茶葉中Pb的污染要加以防范。

3 小結(jié)與討論

鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園茶葉和土壤中5種重金屬的背景值都在相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明茶葉和土壤未受到Pb、Cd、Cu、Zn、Hg的污染，土壤環(huán)境質(zhì)量總體表現(xiàn)良好。但茶區(qū)土壤綜合污染指數(shù)已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。少數(shù)茶園受到Cd、Pb的污染，茶葉中Cd是易富集元素。

Cd是一種重金屬元素，由于其難降解性和高積累性，導(dǎo)致能在作物體內(nèi)大量累積[8]，影響作物的生長發(fā)育，造成產(chǎn)量、品質(zhì)的下降[9]。Cd還會通過食物鏈進(jìn)入人體，在體內(nèi)的生物學(xué)半衰期可長達(dá)10～40年，在各組織器官尤其是肝組織和腎組織中會累積相當(dāng)長的一段時(shí)間，并對胚胎發(fā)育和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[10，11]。本研究的單項(xiàng)污染指數(shù)表明，鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤中首要污染物是Cd，少數(shù)茶園土壤已受到Cd污染威脅；Cd在茶葉中易富集，在茶葉中的含量高于土壤中含量。要加以重視，找到污染源，消除Cd對環(huán)境的污染。

茶葉中Pd是首要污染物，少數(shù)茶園茶葉已經(jīng)受到Pd的污染。Pd的污染來源一是土壤中的Pd易被茶樹根系所吸收；二是茶園周圍大氣中的Pd濃度增高，這和近幾年這些茶園周圍汽車量的增加有密切關(guān)系，汽車排放出的尾氣中含有大量的Pd，造成茶葉的Pd污染。

盡管茶區(qū)綜合污染水平為尚清潔，但要引起重視，對Cd和Pd要積極的加以防范和防治。無公害茶、有機(jī)茶是世界茶葉發(fā)展的方向，要生產(chǎn)符合有機(jī)茶衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)茶葉，必須嚴(yán)格防范控制土壤和茶葉重金屬污染，保證茶園的環(huán)境質(zhì)量，確保優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 潘根興，成杰民，高建琴，等.江蘇吳縣土壤環(huán)境中某些重金屬元素的變化[J].長江流域資源與環(huán)境，2000，9（1）：51-55.

[3] 何璐君.開陽縣茶園土壤重金屬元素含量及污染評價(jià)[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（4）：184-186.

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[8] 鐘格梅，唐振柱. 環(huán)境鎘污染及其對人群健康影響研究進(jìn)展[J].應(yīng)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012，18（5）：317-320.

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[11] SIU E R，MRUK D D，PORTO C S，et al. Cadmium-induced testicular injury[J]. Toxicology and Applied Pharmacology，2009， 238（3）：240-249.

2.2 土壤和茶葉中重金屬污染評價(jià)

2.2.1 土壤重金屬元素的污染評價(jià) 單項(xiàng)污染指數(shù)是以污染物的實(shí)測值和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算的，表示污染物在環(huán)境中實(shí)際濃度超過評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的程度，即超標(biāo)倍數(shù)。綜合污染指數(shù)法是兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，突出了較重要的污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響，是當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境評價(jià)最常用的方法之一[7]。根據(jù)各元素的實(shí)測值，單項(xiàng)污染評價(jià)方法采用參考文獻(xiàn)[4]為評價(jià)依據(jù)；綜合污染評價(jià)采用參考文獻(xiàn)[6]為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)及評價(jià)和綜合污染指數(shù)及評價(jià)見表7。

從單項(xiàng)污染指數(shù)看，重金屬對土壤的污染程度依次是Cd>Pb>Zn>Cu>Hg。5種重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明土壤未受到這5種重金屬元素的污染。但其中Cd的單項(xiàng)污染指數(shù)較高，為0.93，是目前茶區(qū)土壤需要重點(diǎn)防治的重金屬，其次是Pb。

總之，鎮(zhèn)江地區(qū)茶園土壤綜合污染指數(shù)為0.72，大于0.7，已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。

2.2.2 茶葉重金屬元素的污染評價(jià) NY5244-2004《無公害食品茶葉標(biāo)準(zhǔn)》僅對Pb作了規(guī)定，Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)為0.91，小于1，表明茶葉未受到Pb的污染。但Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)偏高，表明對茶葉中Pb的污染要加以防范。

3 小結(jié)與討論

鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園茶葉和土壤中5種重金屬的背景值都在相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明茶葉和土壤未受到Pb、Cd、Cu、Zn、Hg的污染，土壤環(huán)境質(zhì)量總體表現(xiàn)良好。但茶區(qū)土壤綜合污染指數(shù)已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。少數(shù)茶園受到Cd、Pb的污染，茶葉中Cd是易富集元素。

Cd是一種重金屬元素，由于其難降解性和高積累性，導(dǎo)致能在作物體內(nèi)大量累積[8]，影響作物的生長發(fā)育，造成產(chǎn)量、品質(zhì)的下降[9]。Cd還會通過食物鏈進(jìn)入人體，在體內(nèi)的生物學(xué)半衰期可長達(dá)10～40年，在各組織器官尤其是肝組織和腎組織中會累積相當(dāng)長的一段時(shí)間，并對胚胎發(fā)育和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[10，11]。本研究的單項(xiàng)污染指數(shù)表明，鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤中首要污染物是Cd，少數(shù)茶園土壤已受到Cd污染威脅；Cd在茶葉中易富集，在茶葉中的含量高于土壤中含量。要加以重視，找到污染源，消除Cd對環(huán)境的污染。

茶葉中Pd是首要污染物，少數(shù)茶園茶葉已經(jīng)受到Pd的污染。Pd的污染來源一是土壤中的Pd易被茶樹根系所吸收；二是茶園周圍大氣中的Pd濃度增高，這和近幾年這些茶園周圍汽車量的增加有密切關(guān)系，汽車排放出的尾氣中含有大量的Pd，造成茶葉的Pd污染。

盡管茶區(qū)綜合污染水平為尚清潔，但要引起重視，對Cd和Pd要積極的加以防范和防治。無公害茶、有機(jī)茶是世界茶葉發(fā)展的方向，要生產(chǎn)符合有機(jī)茶衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)茶葉，必須嚴(yán)格防范控制土壤和茶葉重金屬污染，保證茶園的環(huán)境質(zhì)量，確保優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)。

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[11] SIU E R，MRUK D D，PORTO C S，et al. Cadmium-induced testicular injury[J]. Toxicology and Applied Pharmacology，2009， 238（3）：240-249.

2.2 土壤和茶葉中重金屬污染評價(jià)

2.2.1 土壤重金屬元素的污染評價(jià) 單項(xiàng)污染指數(shù)是以污染物的實(shí)測值和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算的，表示污染物在環(huán)境中實(shí)際濃度超過評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的程度，即超標(biāo)倍數(shù)。綜合污染指數(shù)法是兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，突出了較重要的污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響，是當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境評價(jià)最常用的方法之一[7]。根據(jù)各元素的實(shí)測值，單項(xiàng)污染評價(jià)方法采用參考文獻(xiàn)[4]為評價(jià)依據(jù)；綜合污染評價(jià)采用參考文獻(xiàn)[6]為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)及評價(jià)和綜合污染指數(shù)及評價(jià)見表7。

從單項(xiàng)污染指數(shù)看，重金屬對土壤的污染程度依次是Cd>Pb>Zn>Cu>Hg。5種重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明土壤未受到這5種重金屬元素的污染。但其中Cd的單項(xiàng)污染指數(shù)較高，為0.93，是目前茶區(qū)土壤需要重點(diǎn)防治的重金屬，其次是Pb。

總之，鎮(zhèn)江地區(qū)茶園土壤綜合污染指數(shù)為0.72，大于0.7，已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。

2.2.2 茶葉重金屬元素的污染評價(jià) NY5244-2004《無公害食品茶葉標(biāo)準(zhǔn)》僅對Pb作了規(guī)定，Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)為0.91，小于1，表明茶葉未受到Pb的污染。但Pb的單項(xiàng)污染指數(shù)偏高，表明對茶葉中Pb的污染要加以防范。

3 小結(jié)與討論

鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園茶葉和土壤中5種重金屬的背景值都在相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，表明茶葉和土壤未受到Pb、Cd、Cu、Zn、Hg的污染，土壤環(huán)境質(zhì)量總體表現(xiàn)良好。但茶區(qū)土壤綜合污染指數(shù)已達(dá)到警戒級，污染水平尚清潔。少數(shù)茶園受到Cd、Pb的污染，茶葉中Cd是易富集元素。

Cd是一種重金屬元素，由于其難降解性和高積累性，導(dǎo)致能在作物體內(nèi)大量累積[8]，影響作物的生長發(fā)育，造成產(chǎn)量、品質(zhì)的下降[9]。Cd還會通過食物鏈進(jìn)入人體，在體內(nèi)的生物學(xué)半衰期可長達(dá)10～40年，在各組織器官尤其是肝組織和腎組織中會累積相當(dāng)長的一段時(shí)間，并對胚胎發(fā)育和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[10，11]。本研究的單項(xiàng)污染指數(shù)表明，鎮(zhèn)江地區(qū)典型茶園土壤中首要污染物是Cd，少數(shù)茶園土壤已受到Cd污染威脅；Cd在茶葉中易富集，在茶葉中的含量高于土壤中含量。要加以重視，找到污染源，消除Cd對環(huán)境的污染。

茶葉中Pd是首要污染物，少數(shù)茶園茶葉已經(jīng)受到Pd的污染。Pd的污染來源一是土壤中的Pd易被茶樹根系所吸收；二是茶園周圍大氣中的Pd濃度增高，這和近幾年這些茶園周圍汽車量的增加有密切關(guān)系，汽車排放出的尾氣中含有大量的Pd，造成茶葉的Pd污染。

盡管茶區(qū)綜合污染水平為尚清潔，但要引起重視，對Cd和Pd要積極的加以防范和防治。無公害茶、有機(jī)茶是世界茶葉發(fā)展的方向，要生產(chǎn)符合有機(jī)茶衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)茶葉，必須嚴(yán)格防范控制土壤和茶葉重金屬污染，保證茶園的環(huán)境質(zhì)量，確保優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)。

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