柳 均，肖少紅，陳 慧

(湖北省煙草公司，湖北省煙草產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，湖北武漢430030)

近年來，重金屬污染越來越引起社會(huì)關(guān)注，其對(duì)人體的危害也日益受到人們重視［1］，同時(shí)煙草中重金屬也受到了行業(yè)的普遍關(guān)注，而有關(guān)卷煙中“重金屬門”事件更是被吵得沸沸揚(yáng)揚(yáng)［2－3］.不少學(xué)者對(duì)煙草中的重金屬狀況也進(jìn)行了相關(guān)的研究和分析［4－6］.重金屬鉻和鎳是廣泛分布于自然界的元素.環(huán)境中鉻和鎳能通過污染大氣、水源、土壤等環(huán)境因素，通過不同價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而對(duì)作物和人體生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害［7－8］.煙草作為一種經(jīng)濟(jì)作物，在其生長(zhǎng)過程中或多或少會(huì)受到鉻、鎳的污染.有研究顯示，鉻、鎳污染對(duì)煙草生產(chǎn)會(huì)造成一定的影響［9－10］，部分學(xué)者對(duì)煙草中的鉻、鎳可能對(duì)人體的影響進(jìn)行了研究［11－12］.但鉻、鎳在植物體內(nèi)尤其是在煙草葉片中的分布情況研究的較少，大部分的研究均停留在鉛、砷、鎘等重金屬元素在植株的不同器官或部位間的分布［13－16］.一些學(xué)者將煙草葉片分為基部、中部、尖部和邊緣4個(gè)部分進(jìn)行了研究，個(gè)別學(xué)者專門研究了煙葉的脈絡(luò)系統(tǒng)［17－18］，而關(guān)于葉片區(qū)位的研究?jī)H僅停留在葉片細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性等方面［19－21］，對(duì)煙葉葉片中重金屬鉻、鎳的區(qū)位分布情況的研究甚少.為此，筆者采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)湖北產(chǎn)區(qū)不同類型煙草中各部位煙葉不同區(qū)位中重金屬鉻、鎳含量進(jìn)行了測(cè)定，旨在揭示鉻、鎳在煙草葉片中的分布規(guī)律，為合理利用煙葉，提高煙草制品的安全性提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

隨機(jī)選取2012年湖北產(chǎn)烤煙(襄陽市南漳縣，品種:K326)、白肋煙(恩施州巴東縣，品種:鄂煙1號(hào))和馬里蘭煙(宜昌市五峰縣，品種:五峰1號(hào))3種煙草類型且經(jīng)過定級(jí)的上部葉(B2F，B2)、中部葉(C3F，C2)和下部葉(X2F，X1)3個(gè)不同等級(jí)部位的煙葉作為試驗(yàn)樣品，共計(jì)27份.參考高致明［20］、孫建鋒［21］等的方法，分別選取樣品的主脈、葉基部(從葉柄向上數(shù)，第三根一級(jí)側(cè)脈內(nèi)煙葉)、葉中部(葉面正中間上下各兩根一級(jí)側(cè)脈間煙葉)、葉尖部(從葉尖端向下數(shù)，第三根一級(jí)側(cè)脈內(nèi)煙葉)和葉邊緣(葉面最寬處邊緣10 mm內(nèi)上下5 cm內(nèi)的煙葉)樣品.將試樣煙葉回潮后，在干凈的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上用柳葉刀制備待測(cè)試樣.

1.2 測(cè)定方法與數(shù)據(jù)處理

參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［22－23］進(jìn)行樣品制備和鉻、鎳含量的測(cè)定，電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定鉻、鎳的具體參數(shù)見表1，測(cè)定樣品的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息見表2.采用DPS v7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)間差異的顯著性多重比較.

表1 儀器參數(shù)和元素測(cè)定參數(shù)Tab.1 Instrument parameters and determination of elements

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草鉻、鎳含量在部位間的分布

鉻、鎳在煙草不同部位煙葉中基本表現(xiàn)為下部葉＞中部葉＞上部葉(表3).其中鉻在上部葉中分布在1.15～1.33 mg/kg，鎳為1.42 ～2.40 mg/kg;中部葉中鉻含量分布在1.30 ～2.27 mg/kg，鎳為1.80 ～2.59 mg/kg;下部葉鉻為1.37 ～2.39 mg/kg，鎳為1.42 ～3.02 mg/kg.

總得來看，鉻和鎳兩元素在不同類型煙草中表現(xiàn)出鎳含量高于鉻含量的規(guī)律.這可能與土壤中鎳、鉻元素濃度和煙草對(duì)不同元素的吸收特性等有關(guān).

2.2 鉻在煙葉區(qū)位間的分布差異

三類型煙草各部位煙葉區(qū)位中鉻含量均存在一定的差異(表4).

表2 樣品中鉻、鎳測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)信息Tab.2 Chromium and nickel in the sample determination results of statistical information

表3 煙草部位間鉻、鎳含量 (mg·kg－1)Tab.3 The content of chromium and nickel in different parts of tobacco leaves

表4 鉻在煙草葉片區(qū)位間分布的比較 (mg·kg－1)Tab.4 Comparison of the distribution of chromium in tobacco leaf positions

烤煙各部位煙葉中鉻含量的分布:上部葉表現(xiàn)為葉中部、葉基部和葉尖部含量較高，葉邊緣和主脈則較低，其中主脈與葉中部鉻含量差異極顯著，其他區(qū)位間差異不顯著;中部葉則表現(xiàn)出葉尖部、葉邊緣較高，葉中部和葉基部次之，主脈最低，各區(qū)位間差異不顯著;下部葉除了葉基部含量最高外，其他區(qū)位鉻含量分布情況和中部葉類似，其中主脈鉻含量與其他區(qū)位差異顯著或極顯著.總得來看，烤煙中鉻元素以葉尖部、葉基部較高，葉中部、葉邊緣次之，主脈最低.

白肋煙和馬里蘭煙各區(qū)位間鉻含量分布特征基本相似，煙葉三部位中的分布規(guī)律基本表現(xiàn)一致:葉尖部、葉基部和葉邊緣三區(qū)位含量較高，葉中部次之，主脈最低.不同含量水平間基本上表現(xiàn)出顯著差異或極顯著差異水平.

相同部位區(qū)位間的極差值能夠反映鉻含量在區(qū)位間分布的離散程度(表4)，能體現(xiàn)出該元素在煙葉中分布的均勻性.整體來看烤煙煙葉中鉻含量均勻性較好，下部葉較其他兩個(gè)部位均勻性較差.

從上述分析來看，煙葉區(qū)位間鉻含量的分布情況基本表現(xiàn)為:葉尖部、葉基部、葉邊緣＞葉中部＞主脈.從各區(qū)位間鉻含量的極差來看，煙草類型間和部位間均存在一定的波動(dòng).

2.3 鎳在煙葉區(qū)位間的分布差異

鎳元素在不同煙草類型煙葉區(qū)位中的分布與鉻元素表現(xiàn)出明顯的差異(表5).

烤煙中上中下三部位煙葉鎳元素含量基本上表現(xiàn)為主脈含量最高，葉尖部、葉邊緣次之，葉基部和葉中部較低的規(guī)律.上部葉和下部葉中主脈與其他各區(qū)位差異性達(dá)到了顯著或極顯著水平，中部葉區(qū)位間差異性不明顯.

白肋煙中鎳元素的分布規(guī)律基本上與烤煙相似.主要表現(xiàn)為主脈含量最高，葉尖部、葉基部次之，葉邊緣和葉中部稍低的規(guī)律.其中主脈與其他各區(qū)位的差異性達(dá)到了顯著或極顯著水平.

馬里蘭煙中鎳元素分布情況表現(xiàn)為:上部葉中主脈最高，葉尖部次之，葉中部、葉基部和葉邊緣較低;中部葉中主脈最高，葉邊緣、葉尖部次之，葉中部和葉基部較低;下部葉中主脈最高，葉基部、葉邊緣次之，葉尖部和葉中部較低.其中主脈與其他各區(qū)位間均表現(xiàn)出極顯著性差異.總得來看，鎳在馬里蘭煙中基本上以主脈含量最高、葉中部含量偏低，其他區(qū)位居中的規(guī)律.

從極差分析來看(表5)，各部位煙葉以烤煙分布的均勻性較好，馬里蘭煙次之，白肋煙較差，這與白肋煙和馬里蘭煙中鎳元素含量在主脈中分布較其他區(qū)位偏高有關(guān).與鉻元素的分布均勻性比較可知，鎳元素較之要差.

從上述分析來看，煙葉區(qū)位間鎳含量的分布情況基本表現(xiàn)為:主脈＞葉尖部、葉基部、葉邊緣＞葉中部.鎳元素在不同煙草間均勻性分布存在一定差異.

表5 鎳在煙草葉片區(qū)位間分布的比較(mg·kg－1)Tab.5 Comparison of the distribution of nickel in tobacco leaf positions

3 結(jié)語

從鉻和鎳兩元素在地球上的分布來看，鉻元素在地殼中含量比鎳元素高，但鉻元素的存在形態(tài)較鎳元素穩(wěn)定［24］，不易被植物吸收.本文研究顯示，鉻、鎳兩元素在煙草中的含量情況表現(xiàn)為鎳元素高于鉻元素，鎳元素分布的均勻性較鉻元素差.

煙葉生長(zhǎng)始于胚胎分化，至幼葉生長(zhǎng)期已經(jīng)分化完備，在旺盛生長(zhǎng)期細(xì)胞分裂逐漸停止但迅速伸長(zhǎng)擴(kuò)大，經(jīng)過生理成熟期的干物質(zhì)積累，最后到工藝成熟期的細(xì)胞分解衰老［25］.煙葉的葉尖部、葉基部和葉邊緣生理葉齡相對(duì)葉中部老，干物質(zhì)積累水平少.另外，重金屬進(jìn)入植物體后很容易與植株體內(nèi)的蛋白以及其他高分子化合物結(jié)合而被固定，很難再被溶解、運(yùn)輸?shù)龋?5，26］.因此，在生理葉齡較老、干物質(zhì)積累少的葉尖部、葉基部和葉邊緣的重金屬水平相對(duì)葉中部來說較高，主脈最低.煙葉區(qū)位間鉻含量的分布情況基本表現(xiàn)為:葉尖部、葉基部、葉邊緣＞葉中部＞主脈.鎳的分布表現(xiàn)為:主脈＞葉尖部、葉基部、葉邊緣＞葉中部.鎳在主脈中分布較其他區(qū)位高，造成這一現(xiàn)象的原因有待進(jìn)一步研究.

［1］ 李義強(qiáng)，王鳳龍，龔道新.我國(guó)無公害煙葉生產(chǎn)的問題、優(yōu)勢(shì)及對(duì)策［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2009(3):54－57.

［2］ 李妍.國(guó)產(chǎn)香煙重金屬含量:不超標(biāo)，也超高［J］.中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊，2010(42):49－51.

［3］ 潘淑君，李無雙，王榮琴.煙草中重金屬含量防控途徑探討［J］.天津科技，2010(6):96－97.

［4］ 張艷玲，尹啟生，周漢平，等.中國(guó)煙葉鉛、鎘、砷的含量及分布特征［J］.煙草科技，2006(11):49－53.

［5］ 雷麗萍，夏振遠(yuǎn)，方敦煌，等.玉溪煙葉幾種重金屬含量狀況研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，24(4):1612－1614.

［6］ 王曉敏，王書成，郎玉卓，等.重金屬對(duì)煙草的影響及其治理［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，12(7):15－17.

［7］ 宋波，高定，陳同斌，等.北京市菜地土壤和蔬菜鉻含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26(10):1707－1715.

［8］ 蔡信德，仇榮亮，陳桂珠.鎳污染對(duì)土壤微生物的生態(tài)效應(yīng)［J］.生態(tài)科學(xué)，2004(3):273－277.

［9］ 張玉秀，張凱，李金梅，等.鎳在植物體中的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16(3):778－782.

［10］ 賈洋洋，吳敏蘭，李葒葒，等.鉻對(duì)3種煙草的毒害效應(yīng)及毒害臨界值的研究［J］.熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，33(11):59－66.

［11］ 孫邈.微量元素鉻鎳與人體健康［J］.微量元素與健康研究，2010，27(6):63－64.

［12］ 陳慶華，陳玉成.吸煙過程中的重金屬來源解析及預(yù)防［J］.微量元素與健康研究，2005(5):47－49.

［13］ 吳玉萍，夏振遠(yuǎn)，楊虹琦，等.烤煙中砷的檢測(cè)及砷在烤煙不同部位中的含量［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2008，14(2):35－38.

［14］ 徐照麗，吳玉萍，楊字虹，等.不同重金屬在烤煙中的累積分配特征研究［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)報(bào)，2007，26(1):7－10.

［15］ 吳玉萍，徐照麗，雷麗萍，等.烤煙中鉛的檢測(cè)及鉛在煙株旺長(zhǎng)期的含量分布［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2008，25(3):359－361.

［16］ 吳玉萍，夏振遠(yuǎn)，鄧建華，等.鉛、鎘、汞、砷4種元素在煙株中的含量分布［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，22(2):368－371.

［17］ 張苧元，周冀衡，樊再斗，等.烤煙葉片脈絡(luò)系統(tǒng)化學(xué)成分含量的比較［J］.煙草科技，2009(8):46－49.

［18］ 柳均，周冀衡，何軼，等.烤煙葉片結(jié)構(gòu)中微量元素含量及分配的差異性研究［J］.作物研究，2009(23):163－166.

［19］ 高致明，劉國(guó)順，周言記，等.烤煙葉片結(jié)構(gòu)與葉長(zhǎng)度關(guān)系的研究［J］.煙草科技，1991(6):32－36.

［20］ 孫建鋒.烤煙葉片不同區(qū)位生理特性及理化指標(biāo)的比較研究［D］.鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［21］ 聶榮邦，聶紫.烤煙葉片鉀含量分布規(guī)律研究［J］.作物研究，2009，23(3):194－196.

［22］ YC/T31－1996煙草及煙草制品試樣的制備和水分的測(cè)定烘箱法［S］.

［23］ YC/T380－2010煙草及煙草制品鉻、鎳、鉛、硒、鎘、砷的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法［S］.

［24］ 喬永民，黃長(zhǎng)江.汕頭灣表層沉積物重金屬元素含量和分布特征研究［J］.海洋學(xué)報(bào)，2009，31(1):106－116.

［25］ 韓錦峰.煙草栽培生理［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［26］ Koeppe D E.The uptake，distribution，and effect of cadmium and lead in plants［J］.The Science of The Total Environment，1977，7(3):197 －206.