論有機碳對茶葉中幾種重金屬定量分析的影響

王輔國

（山東省萊蕪第一中學，山東萊蕪 271100）

相對于傳統的茶葉產品品質鑒定，如今我們開始使用茶葉科學的分析法來對茶葉產品的元素進行科學研究。結合當前茶樹成長的環境看，其環境污染問題日益嚴重，很多地區的茶葉產品中出現了較為嚴重的重金屬含量超標問題，不僅影響了茶葉的品質，更是無法滿足當前大眾的飲茶訴求。所以，結合相關實驗條件，積極開展茶葉重金屬定量分析，就極具現實價值。

1 茶葉中重金屬定量分析的時代背景概述

對于茶葉來說，其生長過程中的礦物質元素，則主要受茶樹生長過程中的土壤影響。實際上，茶葉中包含了人體所需要的豐富微量元素，但是，一旦受較大毒性重金屬影響，就很容易直接影響到飲茶者自身的身心健康，所以，對茶葉中幾種重金屬含量狀況進行分析，就極為重要。茶葉是一種源自我國巴蜀地區，之后廣泛傳播與整個世界的重要作物，茶葉的醫學保健屬性，始終被大眾所認知和理解。在今天，茶葉不僅僅滿足了國內大眾的飲茶需要，更是廣泛出口于歐美世界各地。在這一進程中，除了對茶葉的品質與等級有著系統化要求之外，更重要的是在茶葉國際貿易經營過程中，對茶葉產品中的各項元素要求，也在不斷提升。

隨著當前工業化與城鎮化發展不斷加速，如今茶葉在種植與生產過程中，深受各種現象污染，重金屬超標問題層出不窮，茶葉產品中所殘留的部分重金屬元素，甚至會造成飲茶者的“慢性中毒”現象。比如，茶葉中，鉛（Pb）、鎘（Cd）等重金屬元素過量之后，就很容易造成中毒現象，從而在影響茶葉價值的同時，限制了茶葉產品的標準化與批量化生產。結合我國GB2762-2017相關標準看，其中對茶葉的鉛含量、鎘含量都有著具體的標準要求，所以，對茶葉中幾種重金屬進行定量分析，意義突出。

在茶葉生長與加工過程中，很容易受到鉛、鎘等重金屬的污染，以鉛為主。所以，在茶葉食品衛生檢測過程中，采取合適的檢測方法，至關重要。結合茶葉產品中，微量金屬元素的分析、研判方法狀況看，其中包含了諸多可以測定的方法。茶葉中的鉛元素是當前人們最為關注的重金屬之一，整體達到了每千克茶葉2毫克鉛元素的標準。我國茶葉產品標準中，重金屬元素的殘留量設定為每千克茶葉5毫克鉛元素，因此，多數茶葉都能符合大眾的飲茶訴求。

在當前茶葉元素中，其重金屬元素的富集狀況已經成為研究的新焦點，其中的鉛元素、鎘元素等等呈現出規律性分布。以鉛元素為例，茶樹成長過程中，一旦受鉛污染，其根部和莖稈中往往有較高的鉛元素含量。當然，結合茶葉產品的具體特點看，其作為一種浸泡類產品，研究其浸泡湯液中的元素成分，也成為當前對茶葉中重金屬進行定量分析的重要方法。

2 有機碳對茶葉中幾種重金屬定量分析實驗

結合茶葉產品實際看，其中的基體元素較為復雜，大致上看，其中包含了7%左右的無機物元素，以及93%的有機物，因此，在進行茶葉中幾種重金屬元素定量分析影響這一研究時，我們需要注重做好樣品基體的處理，尤其是要認識到樣品基體對整個待測因素的具體影響，特別是對有機碳的具體影響進行分析，目前常使用微波消解的辦法，來處理有機基體的樣品。但是，根據相關學者的研究狀況，我們看到即使經過這一處理，其中所殘留的有機碳含量仍然達到了15%左右。因此，在當前對茶葉中幾種重金屬定量分析時，盡管尚未形成統一的方法，但是，依舊可以從認知有機碳對其定量分析的具體影響。

2.1 實驗思路

在研究有機碳對茶葉中幾種重金屬定量的具體影響時，注重完善實驗儀器、完善實驗前的準備環節，優化具體的實驗方法等，通過完善實驗素材，從而實現對影響結果，予以科學性分析與認知。當然，應該通過設置完善的實驗流程，乃至科學嚴謹的研究方案，從而著重整個實驗活動的側重性與針對性。

2.2 實驗要素概述

在實驗儀器上，本文研究過程中使用PerkinElmer公司所生產的E－lan DRC-e型電感耦等離子體質譜儀（ICP-MS）、發射光譜儀（ICP-OES），結合甲醇（Methanol，CH3OH）和高純硝酸、茶葉生物成分標準物。

2.3 實驗處理過程

使用三種消解法，依據我國GB/T23199相關標準，在200攝氏度和180攝氏度左右依次處理茶葉生物成分標準物。

2.4 實驗處理方法

通過使用Elan DRC-e型電感耦等離子體質譜儀（ICP-MS）所具備的total分析功能來對茶葉中有機碳的含量進行分析，結合茶葉消解液體中，碳元素的信號強度來對其中的碳含量進行定量化測定。結合含有同等濃度的鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）等重金屬含量約 1%的水溶液作為對比，依次加入含量約為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的甲醇作為有機碳元素的外源，通過使用ICP-MS設備的定量分析功能，從而以科學、標準化的方法來就有機碳對茶葉產品中，鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）等幾種常見的重金屬元素，進行定量分析。

3 有機碳對茶葉中幾種重金屬定量分析的實驗結果

無論是茶葉的種植，還是具體的加工、生產，其中都涉及諸多環節，當然，不同類型的茶葉產品，也有著相應的加工工藝。但是，無論任何一種茶葉在進行生產過程中，都無法避免的會與金屬制品接觸。因此，茶葉產品中容易出現相對嚴重的金屬超標現象。加上，當前茶葉種植過程中，化肥、農藥的使用，也加劇了重金屬的污染問題，因此，通過開展系統化的實驗活動，進而對茶葉中重金屬含量進行有效分析。

3.1 實驗結果匯總

其一，在外源性有機碳實驗過程中，其對茶葉中幾種重金屬含量的影響實驗結果如下：在添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的甲醇之后，通過對其中含有鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）等重金屬元素的茶葉溶液進行定量分析之后，不難看出其對鉻（Cr）、砷（As）元素有著重要影響，尤其是該效應與有機碳含量之間呈現出正相關的效應。當然，外源性有機碳對茶葉中的鎳（Ni）和鎘（Cd）元素的影響并不大。實際上，有機碳對鉛（Pb）元素的影響，也相對較小，效果并不明顯。在一定添加范圍內，僅僅會使鉛（Pb）元素含量降低。

3.2 實驗結論匯總

針對茶葉中有機碳對幾種重金屬含量的影響看，不同實驗處理對其影響也不相同。在整個實驗研究過程中，依次使用三種消解法，并且按照我國GB/T23199的具體標準，分別在200攝氏度、180攝氏度的溫度條件下，處理茶葉生物標準物，從而得出不同溫度狀態下的有機碳含量。結合具體的實驗結果看，從180攝氏度到200攝氏度，隨著溫度增高，其中有機碳的含量下降達1倍左右。

結合具體實驗匯總結果看，砷（As）元素受有機碳的影響最為突出，在使用消除體系之后，能夠明顯降低其中砷（As）元素的含量。之后隨著溫度不斷提升，其中有機碳含量也在逐漸降低，進行消除處理之后，其含量數值基本上與參考值相一致。對于鉻（Cr）元素來說，其相對高于測試值。茶葉中的鉛（Pb）元素則能夠在任何一種狀態下，都得以合理有效的消除。此外，在研究其中重金屬的具體含量時，更多是一種茶葉溶液成分的研究，所以，在研究其中元素含量的具體成分時，應該看到其中深受元素溶出能力的綜合影響，并且其結果更是多種多種因素之間的全面綜合。

3.3 建議

隨著當前大眾對茶葉的標準及要求日益提升，通過對茶葉中常見的鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）等重金屬元素進行合理分析之后，我們看到有效防止和解決茶葉產品中的重金屬超標現象就極為重要。其一，要注重對茶葉種植的土壤環境進行適當改良，PH值對茶葉重金屬含量有著重要影響，因此，可以使用硝酸氮肥來替代銨態氮肥，降低茶葉種植土壤的酸化程度，有效阻斷茶葉生長過程中的重金屬元素轉化。其二，要注重對茶葉加工與制作的設備進行優化，尤其是在茶葉具體加工時，表面很容易與機械之間出現摩擦與接觸現象，這就增加了茶葉自身的重金屬含量。當然，也需要避免茶葉被粉塵所污染，通過使用清水洗滌茶葉，進而降低其中的重金屬含量。最后，在茶葉包裝過程中，也要注重材料的合理使用，尤其是提升生產廠商的綜合認知。

4 結語

當前，我們在綜合研究有機碳對茶葉產品中幾種重金屬元素的定量分析時，從實驗環節出發，立足具體的實驗結果，進而形成合理化的論證與建議。在實驗環節中，通過選擇合適的研究樣本和儀器，結合科學流程，從而實現對茶葉產品的重金屬元素的合理分析。當然，結合重金屬元素對人體的多種危害看，需要我們做好種植環境管理、加工設備研發、升級等多種措施，在強化品質監控的基礎上，確保實現茶葉產品的理想價值。