樂山市茶園土壤及茶葉重金屬調查與分析

劉凡 張元勤

摘要：采用原子熒光分光光度法測定As、Hg含量，原子吸收分光光度法測定重金屬Cu、Cr、Cd、Pb含量。以《土壤環(huán)境質量標準GB15618—1995》為依據(jù)，采用單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)對茶園土壤樣品進行評價。結果表明，采樣點土壤中As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb平均含量除Cd超標20%～40%外，其余5種均未超過國家二級土壤重金屬標準限值。重金屬As、Hg、Cu、Cr、Pb的單項污染指數(shù)均小于1.0，屬于安全級別。以NY659-2003、NY/T288-2012為依據(jù)，則46個茶園茶葉原料樣品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd含量均遠低于國標或部頒的最高含量限值。

關鍵詞：土壤;茶葉;重金屬;土壤污染評價;樂山市

中圖分類號：X825;S151.9+5? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）21-0115-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.21.029? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Investigation and Analysis of Heavy Metals in Soil of Tea Plantations

and Tea at Leshan

LIU Fan，ZHANG Yuan-qin

（College of Chemistry，Leshan Normal University，Leshan 614004，Sichuan，China）

Abstract： The content of As，Hg，Cu，Cr，Cd and Pb were determined by atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrophotometry. Based on "GB15618-1995" of "soil environmental quality standard"，the single factor pollution index and comprehensive pollution index were used to evaluate the soil samples in tea plantation. The results showed that the average content of As，Hg，Cu，Cr，Cd，Pb in addition to Cd exceeding the limit of 20%～40%，the other 5 minutes did not exceed the limit of national level 2 soil heavy metal standard， and the single pollution index of As，Hg，Cu，Cr，Pb were less than 1.0，it belongs to the level of security. Based on NY659-2003，NY/T288-2012，the content of As，Hg，Cu，Cr，Cd，Pb of tea samples of raw materialswere obtained in the five sampling point. The contents of 46 samples were much lower than the national standard or issued by the Department of the highest content limit.

Key words： soil;tea;heavy metal;soil pollution evaluation;Leshan

西南地區(qū)地形地貌存多樣化，海拔高低落差極大，具有獨特的氣候差異，形成了眾多的小氣候區(qū)和小地貌區(qū)，引起了茶樹種類的變異，在云、貴、川三省包括溫帶型、亞熱帶型與熱帶型的小葉種、中葉種與大葉種等100余種茶樹品種。四川省樂山市茶葉種植面積達4多萬hm2，茶葉產(chǎn)量多達2.5萬t、其產(chǎn)值超過6億元[1]。

陳玉真等[2]、張惠等[3]、陳保等[4]等分別對福建武夷山、浙江龍井、云南普洱等中國名茶種植區(qū)域土壤的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等重金屬進行了調查與分析，而四川樂山區(qū)域的名茶種植園的土壤重金屬調查還比較欠缺。研究以樂山“一市三縣”（峨眉山市、夾江縣、犍為縣、沐川縣）茶園為調查研究對象，通過對調查區(qū)域土樣和茶樣中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等6種重金屬取樣分析，以單項污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法對茶園土壤重金屬污染進行了評價，為該區(qū)域防治茶園土壤重金屬污染提供必要的理論依據(jù)[3]。同時對對應區(qū)域的茶葉原料及商品茶葉中的重金屬的含量，根據(jù)GB2762-2012、NY659-2003、NY/T288-2012標準中來評價所研究區(qū)域茶葉原料或商品茶葉的品質。

1? 材料與方法

1.1? 樣品來源及采集

采集樂山市“一市三縣”9個茶葉生產(chǎn)園區(qū)土壤及相對應茶葉原料標本樣品，采樣方式如圖1。

1.2? 儀器與試劑

A3型原子吸收光譜儀，北京普析儀器有限公司;630A型原子熒光光譜儀，北京瑞利儀器公司;COOLPEX型微波消解儀，上海屹堯公司;AE240型電子天平，0.1 mg，METTLER公司;瑪瑙研缽;尼龍分樣篩。

HNO3（優(yōu)級純），HCl（優(yōu)級純），HF（優(yōu)級純），As、Hg標準溶液（國家標準物質中心），金屬Cu、Cd、Pb（高純試劑），K2Cr2O7（基準試劑），試驗用水為高純水。

1.3? 方法

1.3.1? 土壤樣品消解? 稱取約0.20 g土壤樣品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL濃HCl、6.0 mL濃HNO3、2.0 mL HF進行消解，然后將消解液及洗滌液轉入聚四氟乙烯坩堝中，加熱溶液呈淡黃色或無色，冷卻后，用1%的硝酸定容至50 mL，用于Cu、Cr、Cd、Pb含量的測定[5]。稱取約0.20 g土壤樣品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL濃HCl、6.0 mL濃HNO3進行消解，消解完畢將消解液過濾，將濾液與洗滌液轉入聚四氟乙烯坩堝中，加熱溶液呈淡黃色或無色，冷卻后，用1%的硝酸定容至50 mL，用于As、Hg含量的測定[6]。

1.3.2? 茶葉樣品的消解? 稱取0.40～0.50 g茶葉樣品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL HCl、5.0 mL HNO3進行消解，在冷卻后，用1%的硝酸定容至50 mL[7]。

1.3.3? 檢測方法? As、Hg采用原子熒光分光光度法（HJ680-2013）檢測;Cu、Cr采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138-1997、HJ491-2009）檢測;Pb、Cd采用石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T17141-1997）檢測[8-11]。

1.3.4? 評價標準及方法

1）依據(jù)GB15618—1995國家標準的二級土壤環(huán)境質量標準的重金屬限值及污染指數(shù)對土壤質量進行評價（表1、表2）。

2）單因子污染指數(shù)。計算單因子污染指數(shù)公式如下。

式中，Pi為土壤中重金屬的單因子污染指數(shù);Ci為土壤樣品重金屬i的測量值;Si是二級土壤國標規(guī)定的重金屬i的最高限值（表2）。隨著Pi值的不斷增大，土壤受重金屬污染程度越大。

3）內(nèi)梅羅（N.C.Nemerow）綜合污染指數(shù)

式中，max（Pi）為各污染指數(shù)的最大值，姚氏綜合指數(shù)是主要污染物和平均污染程度兩者影響的綜合評價。

5）依據(jù)農(nóng)業(yè)部部頒標準NY659-2003、NY/T288-2012的重金屬限值對所購茶葉質量進行評價（表3）。

2? 結果與分析

2.1? 茶園土壤中重金屬含量

對樂山市的“一市三縣”茶園土壤及相應的茶葉原料進行現(xiàn)場采樣，另在市場隨機購置了上述產(chǎn)地的18個商品茶葉樣品，對所有樣品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等重金屬進行分析測量。以國家標準GB15618-1995的重金屬標準限值為依據(jù)，采樣點的重金屬元素含量如表4所示，其中峨眉山市峨山鄉(xiāng)、仙芽鄉(xiāng)等的Cd平均含量超標20%～40%，而其余5種重金屬含量均未超過國家二級土壤的重金屬標準限值，樂山市“一市三縣”茶葉產(chǎn)區(qū)土壤總體安全，個別茶園受Cd的輕度污染。

2.2? 茶園土壤中重金屬污染評價

以國標GB15618-1995為基準，表5所示采樣點的單因子污染指數(shù)Pi、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)P綜（內(nèi)）及姚氏綜合污染指數(shù)P綜（姚）。有3個行政鄉(xiāng)土壤的Cd的Pi≥0.700，所有采樣點的As、Hg、Cu、Cr、Pb的Pi≤0.700，由于土壤Cd的含量較高，導致了P綜（內(nèi)）和P綜（姚）較高， 土壤處于警戒級別，其土壤的重金屬污染主要是由金屬鎘所引起，而其他的5種重金屬都在國家規(guī)定的土壤安全范圍以內(nèi)。因此樂山市的茶園土壤總體安全，需要注意在茶樹的種植管理過程中肥料、農(nóng)藥等影響土壤質量的影響，防止重金屬污染的發(fā)生或擴大，以影響茶葉的產(chǎn)量和質量[12]。

2.3? 茶葉原料樣品中重金屬含量及污染評價

在采集土壤標本的同時采集茶葉原料樣品標本，以原子熒光或原子吸收法測定了茶葉原料樣品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb重金屬含量，結果如表6所示。依據(jù)農(nóng)業(yè)部的部頒標準NY659-2003、NY/T288-2012可知Pb≤5.0 mg/kg，采集的茶葉原料樣品有11個點有微量超標，Pb最高含量為5.62 mg/kg，占樣品數(shù)的23.9%;其余的As、Hg、Cu、Cr、Cd都沒有超過標準的最高限量，因此樂山地區(qū)的茶葉飲品原料重金屬處在安全范圍之內(nèi)。

2.4? 商品茶葉樣品中重金屬含量及污染評價

在樂山市場隨機購買不同產(chǎn)地的18個商品茶葉，對其重金屬含量進行了檢測，結果如表7所示，除有5個標本樣品的5.0≤Cr≤6.0 mg/kg，有輕微超標外，其余的茶葉樣品的各重金屬含量均小于國家或農(nóng)業(yè)部的重金屬含量標準，樂山市的商品茶葉符合國家標準。

3? 小結

從檢測的茶園區(qū)土壤標本結果來看，除峨眉山市峨山鄉(xiāng)及仙芽鄉(xiāng)和沐川縣新凡鄉(xiāng)的重金屬Cd超過GB15618-1995或NY/T391-2013外，其余5種重金屬的測量值均小于國標GB15618-1995的限量值。1.000

對于采集的原料茶葉標本46個，除11個樣品的5.0≤Pb≤5.62 mg/kg有輕微超標外，原料葉的重金屬含量均小于國家或部頒標準。

對于商品茶葉，共采集標本18個，除有5個標本樣品的Cr有輕微超標外，其余的茶葉樣品的重金屬含量均小于國家或農(nóng)業(yè)部的重金屬含量標準。對于Cr對茶葉的污染，應積極采取措施，注意加工設備的質量，避免加工設備中的Cr引入到茶葉中而影響茶葉的品質和質量。

參考文獻：

[1] 農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司經(jīng)濟作物處.2013年全國茶園面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值統(tǒng)計[J].茶葉科學，2014，34（3）：267.

[2] 陳玉真，王? 峰，吳志丹，等.武夷山5種類型茶園土壤重金屬剖面分布特征[J].茶葉學報，2015，56（3）：159-164.

[3] 張? 惠，馬立峰，伊曉云，等.典型綠茶茶園土壤重金屬空間分布特性及環(huán)境質量評價[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2015，56（9）：1385-1391.

[4] 陳? 保，蒲泓君，姜東華，等.普洱市某茶園土壤重金屬含量及評價[J].云南大學學報：自然科學版，2011，33（s2）：470-473.

[5] 劉元生，何騰兵，羅海波，等.貴陽市烏當區(qū)耕地土壤重金屬污染現(xiàn)狀及評價[J].重慶環(huán)境科學，2003，25（10）：42-45.

[6] 石元值，阮建云，馬立峰，等，茶樹中鎘、砷元素的吸收累積特性[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報，2006，22（3）：70-75.

[7] 程賢利，蘇晨曦，陳文強.陜西漢中茶園土壤重金屬含量的測定分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，43（5）：324-327.

[8] HJ680-2013，土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法[S].

[9] GB/T 17138-1997，土壤質量 銅、鋅的測定 火焰原子吸收分光光度法[S].

[10] HJ491-2009，土壤 總鉻的測定-火焰原子吸收分光光度法[S].

[11] GB/T17141-1997，土壤質量 鉛、鎘的測定-石墨爐原子吸收分光光度法[S].

[12] 譚和平，陳能武，黃? 蘋，等.四川茶區(qū)土壤重金屬元素背景值及其評價[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2005，18（6）：748-751.