貴州石阡苔茶產區土壤和茶葉中重金屬的監測與污染評價

謝再波　李干蓉　王先華　伍春艷　全麗　王仁　強小燕

摘要 采集貴州銅仁石阡苔茶3個重點產茶區的土壤和茶葉樣品，用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）測定樣品中的砷、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鎳、鋅等重金屬含量，根據當前相關標準，采用單因子污染指數法、Nemerow綜合污染指數法進行分析評價。結果表明：茶園土壤中8種重金屬含量均未超標，未受重金屬污染;相應土壤生長的茶葉未受到重金屬污染，符合國家綠色、有機、無公害的標準，研究區具有發展無公害農產品和綠色食品茶葉的土壤環境條件。

關鍵詞 石阡苔茶;重金屬;污染評價

中圖分類號：X132 文章標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.072

茶產業是貴州現代農業第一產業和貴州省第一出口農產品，是助推脫貧攻堅和農村經濟發展的重要推手。2019年，貴州省茶葉產量達40.1萬 t，總產值451.2億元，茶園面積700萬畝，連續七年居全國第一[1]?！顿F州省十大千億級工業產業振興行動方案》指出，到2022年，茶葉制品總產值要達到600億元以上，同時要按綠色、有機、無公害要求，建立原料和加工產品可追溯的質量控制體系。

貴州省石阡縣擁有良好的生態環境條件，是貴州省高品質茶——石阡苔茶的重要產區、標準化茶園建設重點地區。為全面弄清石阡產茶區茶園土壤和茶葉中重金屬的污染現狀，本研究對該地區茶園中土壤和茶葉的重金屬含量進行監測和污染評價，以期為防治重金屬污染、茶葉規劃種植以及貴州茶葉品牌建設提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

對貴州省銅仁市石阡苔茶產區聚鳳鄉、五德鎮內3個重點產茶區6個茶園（研究區）中的土壤和茶葉進行采樣。每個茶園設6個取樣點，每個取樣點取2個混合樣，根據土層厚度分別取0～20 cm、20～40 cm混合樣，共采集土壤樣品72個，縮分后混合樣12個，研磨過100目篩，用于重金屬的測試分析。

采集土壤的同時，在相應位置采集對應土壤中茶樹的茶葉樣品，茶葉樣品與土壤樣品的采集比例為1∶2。采集時間選擇在夏季，主要采集綠茶葉片，共采集茶葉樣品36個，縮分綜合后混合樣6個，茶葉樣品經干燥、粉碎、過20目篩后密封備用。

1.2 測定方法

土壤和茶葉經高壓密封罐高溫消解后定容，采用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）進行測定。試劑：稀硝酸、鹽酸，檢測儀器：制備好的試樣用稀硝酸緩慢冷消解約8 h后，在石墨爐上于85℃加熱15 min，然后在115℃下加熱2 h;隨后冷卻并用鹽酸定容，再用等離子體發射光譜和質譜儀綜合分析。

1.3 評價方法與標準

1.3.1 重金屬污染評價方法 采用單因子污染指數法和Nemerow綜合污染指數法。單因子污染指數法：根據不同的Pi值范圍<0.7、0.7～1.0、>1.0，將質量等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，等級分為清潔、尚清潔、超標。Nemerow綜合污染指數法：根據不同的PN值范圍PN≤0.7、0.73.0將質量等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，對應的污染等級為安全、警戒、輕污染、中污染、重污染。

1.3.2 重金屬污染評價標準 土壤中重金屬污染采用《綠色食品產地環境技術條件》《無公害食品茶葉產地環境技術條件》和《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》進行評價[2-4]。農用地土壤污染風險篩選值（pH≤5.5）：As（40 mg/kg）、Cd（0.3 mg/kg）、Cr（150 mg/kg）、Cu（50 mg/kg）、Pb（70 mg/kg）、Hg（1.3 mg/kg）、Ni（60 mg/kg）、Zn（200 mg/kg）。茶葉中重金屬污染采用《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氟化物限量》《食品中污染限量》《綠色食品茶葉》等進行評價[5-7]。綜合以上標準，取最新最嚴標準值作為評價標準值：砷（<0.5mg·kg-1）、鎘（<0.5mg·kg-1）、鉻（<5mg·kg-1）、銅（<30mg·kg-1）、汞（<0.3mg·kg-1）、鉛（<2mg·kg-1）。

2 測定結果與分析

2.1 土壤樣品總體重金屬含量情況

石阡苔茶產區土壤類型大部分為紅黃壤、黃棕壤，pH在3.92～5.45，平均值為4.49，偏酸性[8]。因此，重金屬的評價按酸性級別進行。8種重金屬在6個茶園土壤中含量均未超標，但不同鄉鎮的茶園中含量有所差異，重金屬含量波動最大的為五德鎮A、五德鎮B茶園的鎘，變異系數75%、42%（表1）。

2.2 土壤環境質量和污染指數評價

根據相關標準，以Nemerow綜合污染指數（PN）為評價指標進行劃分。根據單因子污染指數分析，研究區土壤樣品中重金屬污染均未超標，且8種重金屬的單因子污染指數最小為0.18，最大為0.79，說明土壤未受重金屬污染;但五德鎮B區的Cd和Cu的單因子污染指數值超過0.70，分別為0.71、0.79，該區的單因子污染水平為尚清潔。

根據Nemerow污染指數分析，聚鳳鄉、五德鎮A區茶園土壤的PN值分別為0.65、0.70，均≦0.70，在安全、清潔的范圍內，土壤環境質量等級為Ⅰ級，表明土壤未受重金屬污染;五德鎮B區茶園土壤的PN值為0.82，在警戒、尚清潔的范圍，土壤環境質量等級為Ⅱ級，應當引起重視（表2）。

2.3 茶葉中重金屬污染評價

根據相關標準和茶葉中各重金屬含量，計算單因子污染指數和Nemerow污染指數，研究所采集的樣品基本符合一級產品的標準，即單項污染指數PN<0.7，Nemerow指數PN<0.7。符合國家綠色、有機、無公害的標準，但值得注意的是，聚鳳鄉茶園中茶葉樣品Pb的含量為1.54 mg/kg，接近標準規定的2.0 mg/kg，單項污染指數Pi=0.77，該產茶區Nemerow指數PN=0.59，相比其他茶園偏高（表3）。

3 結論

研究區土壤重金屬污染均未超標，含量在各鄉鎮茶園的土壤中有所差異，8種重金屬的單因子污染指數值較小，總體表明土壤未受重金屬污染，具有發展無公害農產品和綠色食品茶葉種植的土壤環境條件。研究區茶葉未受到重金屬污染，符合國家綠色、有機、無公害的標準。盡管研究區土壤和茶葉并未受到重金屬污染，但五德鎮B區茶園土壤的PN值為0.82，在警戒、較為清潔的范圍，Nemerow指數PN=0.59，相比其他茶園略高。因此，建議采取有效措施，進一步調查茶園的污染源和土壤背景值，優化茶園規劃和工業布局，加強茶農科普教育，科學防蟲施肥，保持土壤環境條件，以確保茶葉生產的優質高效。

參考文獻

[1] 陳江妃，謝再波，馬鵬彪，等.貴州石阡茶葉中微量元素的調查及分析[J].時代農機，2019，46（9）：36–37.

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[3] 中華人民共和國農業部.NY 5020—2001.無公害食品.茶葉產地環境條件[S].北京：中國農業出版社，2001.

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[6] 中華人民共和國衛生部.GB2762—2005.食品中污染限量[S].北京：中國標準出版社，2005.

[7] 中華人民共和國農業部.NY/T288—2012.綠色食品茶葉[S].北京：中國農業出版社，2012.

[8] 陳玲.貴州銅仁茶區茶園土壤主要養分調查分析[J].江蘇農業科學，2018，46（11）：271–275.

責任編輯：黃艷飛

Monitoring and Pollution Assessment of Heavy Metals in Soil and Tea in Shiqiantai Tea Producing Area of Guizhou Province

XIE Zai-bo et al（Tongren Polytechnic College， Tongren， Guizhou 554300）

Abstract Soil and tea samples were collected from three key tea producing areas of Shiqian tea in Tongren，Guizhou Province.The contents of arsenic， cadmium， chromium，copper，lead，mercury，nickel，zinc and other heavy metals in the samples were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）.The results showed that the contents of eight heavy metals in tea garden soil were not over the standard and were not polluted by heavy metals;meanwhile，the tea growing in the corresponding soil was not polluted by heavy metals，which met the national green，organic and pollution-free standards.The study area has the soil environmental conditions for the development of pollution-free agricultural products and green food tea.

Key words Shiqian tea; Heavy metal; Pollution assessment

基金項目 銅仁市科技計劃項目（銅市科研[2018]35號、銅市科研[2020]115號）。

作者簡介 謝再波（1983–），男，博士研究生，研究方向：土壤地球化學、油氣地球化學。

收稿日期 2020–06–19