茶叶重金属的监测与污染评价

浙西南地区茶园土壤和茶叶中重金属的监测与污染评价摘要：抽样检测了了丽水市十大名茶和大众茶园土壤中的Pb、Cd、Cu含量和春茶、秋茶中的Pb、Cd、Cu、稀土含量，并结合茶叶和茶园土壤的卫生指标，采用单因子污染指数、单因子综合污染指数和Nemerow污染指数法进行污染评价。结果表明:该地区茶园土壤和茶叶的总体表现良好，未受到Pb、Cd、Cu的污染，个别茶叶样品受到Pb和稀土的轻度污染；土壤样品中各元素的单因子综合污染指数P均小于0.6，综合污染指数P综小于0.7，基本符合土壤一级标准。Abstract：SamplingforthedetectionofthetenLishuiteaandthemassintheteagardensoilPb,Cd,Cucontentandspringtea,autumnteainPb,Cd,Cu,thecontentofrareearth,andthecombinationofteaandteagardensoilhealthindex,thesinglefactorpollutionindex,thesinglefactorpollutionindexandNemerowpollutionindexmethodpollutionevaluation.Theresultsshowedthat:inthesoilofteagardenandteaisoverallperformanceisgood,notbyPb,Cd,Cupollution,individualteasamplesweresubjectedtoPbandrareearthlightpollution;soilsamplesofeachelementinthesinglefactorpollutionindexPwerelessthan0.6,comprehensivepollutionindexPinlessthan0.7,basicallyconformstothesoillevelstandard关键词：茶叶；茶园土壤；重金属；污染评价Keywords:Tea,Teagardensoil,Heavymetal,Pollutionassessment引言浙江省是中国的产茶、出口茶叶的大省，茶叶亦是我省农业产业化经营的十大支柱产业之一。2010年，浙江省在春茶采摘期间遭受雪灾、冻害等罕见“倒春寒”气候，大部分早熟品种受到严重损害。在不利的自然条件下，经过整个茶叶行业的共同努力，全年仍然取得平产增收的较好成绩。据统计，截止2010年底，全省茶园面积270万亩，同比增加6万亩，增幅2.4%；茶叶产量16.6万吨，与上年基本持平，茶叶产值86亿元，同比增10.7亿元，增幅14.2%，再创历史新高。其中，名优茶产量6.5万吨，同比减0.1万吨，名优茶产值78亿元，同比增加10亿元，增幅14.7%[1]。近年来，各级政府部门对发展茶产业非常重视，提出打造“浙江绿茶”品牌，并在茶叶质量安全管理、茶树良种化工程、推进茶叶科技进步等方面加大投入力度。浙西南山区是我省主要产茶区，有浙江省内三大优势茶叶生产基地中的两大（浙南、浙西）示范基地和浙江省三大茶叶市场中的两个。在浙西南地区分布着遂昌银猴、松阳银猴、碧螺春等12个浙江名茶，占35个浙江名茶的40％，有两大品牌被评选为十大浙江名茶。据有关部门提供的信息显示，在浙西南的一些生产企业中，茶叶在加工过程中存在一些质量安全隐患，不利于浙西南茶叶的发展和开拓国内外市场，如在茶园管理方面，很多茶农或茶厂缺乏无公害茶园管理的意识，为了片面追求茶叶产量而使用违禁的农药或是大剂量的农药，在茶叶加工过程中茶厂加工环境卫生条件差，加工设备陈旧，存在着微生物和重金属污染的安全问题，严重的危害着人类的健康，限制了该地区的茶叶走向国内国际两个市场。本文选取丽水市作为浙西南山区的典型，调查丽水市的景宁金奖惠明茶、松阳银猴茶、遂昌龙谷丽人茶、莲都梅峰茶、龙泉金观音、凤阳春茶、青田御茶、云和仙宫雪毫茶、百山红茶、香茶、碧螺春等品种及相应的茶园土壤中的金属元素，并结合茶园土壤和茶叶的卫生质量标准，对茶园土壤和茶叶进行污染评价，为今后制定更加切合实际的质量标准和提高茶叶的质量安全水平，并推动当地茶叶的无公害农产品、有机食品、地理标志产品等品牌，为茶叶生产的标准化和工业化建设打下坚实的基础，提升浙西南山区茶叶的知名度。1材料与方法1.1材料1.1.1样品来源：抽取丽水市十大名茶：景宁金奖惠明茶、松阳银猴茶、遂昌龙谷丽人茶、莲都梅峰茶、龙泉金观音、凤阳春茶、青田御茶、云和仙宫雪毫茶、仙都笋峰茶、百山红茶及大众茶香茶及碧螺（春茶、秋茶）；十大名茶和香茶、碧螺春茶园土壤。1.1.2试剂与溶液：试剂：检测时所用盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、高氯酸、硫脲等化学试验用品均为优级纯。水为蒸馏水。标准品：铅、镉、铜标准溶液购于中国计量科学研究院，在检测前按实际要求配制为不同浓度。1.1.3仪器：原子荧光分光光度计：AFS-9320型，北京吉天仪器有限公司；等离子质谱ICP-MS：Xserie2型，美国热天公司；原子吸收分光光度计：SpectrAA—600，美国Thermo公司。1.2方法1.2.1抽样方法茶园土壤采样按NY/T395-2000《农田土壤环境质量监测技术规范规定》[2]执行。在采样时每个名茶至少取3个土壤样品，每个样品采用梅花形或者蛇形法布局采样点，每个样品由至少3个采样点混合而成，取样深度为20cm的表层。各分点混匀后取1kg，多余部分用四分法弃去。每个名茶采集的3个土壤样品经过风干、制样后，取其中的1个土壤样品供检测用，其他2个土壤样品备查。若第一份样品检测不合格则继续检测其他二份样品以此类推。茶叶抽样按GB/T8302-2002《茶取样》[3]和NY/T5344.5-2006《无公害食品产品抽样规范第５部分：茶叶规定》[4]执行。从整批茶叶包装堆垛的不同堆放位置，随机抽取规定的件数。逐件开启后，分别将茶叶全部倒出，用抽样工具各取出有代表性的样品约250g混匀。用分样器或四分法逐步缩分至500g～1000g，分装3份封存，供检验、复验和备查之用。成品茶的抽取中，要从农户中抽取，避开经认证的绿色茶叶、有机茶等，以一芽二叶为标准，保证其较高的品质。1.2.2检测方法土壤和茶叶中的重金属检测方法参照表1表1土壤和茶叶重金属检测方法检测项目检测方法土壤镉、铅GB/T17141-1997土壤质量铅、镉的测定铜GB/T17138-1997土壤质量铜、锌的测定茶叶铅GB5009.12-2010食品中铅的测定铜GB/T5009.13-2003食品中铜的测定镉GB5009.15-2003食品中镉的测定稀土GB/T22290-2008茶叶中稀土元素的测定1.2.3评价依据以《土壤环境质量标准》[5]（GB15618-1995）及土壤污染分级标准[6]为评价依据对茶园土壤进行评价，茶园土壤重金属分级标准参考表2。表2茶园土壤重金属分级标准等级综合污染指数污染等级污染水平1P综≦0.7安全清洁20.7﹤P综≦1.0警戒线尚清洁31.0﹤P综≦2,0轻度污染土壤污染物超出标准视为轻污染，作物开始污染42.0﹤P综≦3.0中度污染土壤、作物受中度污染5P综﹥3.0重度污染土壤、作物受污染已相当严重以《无公害食品茶叶》（NY5244-2004）[7]、茶叶中各重金属限量值[8]（表3）为茶叶的评价依据，茶叶质量分级标准[6]参考表4。表3土壤和茶叶中各重金属限量值项目限量值（mg/kg）土壤镉（以Cd计）铜（以Cu计）铅（以Pb计）0.350250茶叶镉（以Cd计）铅（以Pb计）稀土152表4茶叶质量分级标准等级划分单项污染指数污染水平一级产品﹤0.6有污染物残留产品，污染物含量接近背景值二级产品0.6-1.0污染物残留较多的产品三级产品﹥1.0污染产品，污染物含量超过食品卫生标准，品质下降，影响食用和出口等污染指数计算公式：单因子污染指数法[6]：Pi=Ci/Si式中Pi为单因子污染指数值；Ci为污染物i的实测浓度；Si为污染物i的评价标准。单因子综合污染指数法[9]：niPinP11式中P是区域内单个重金属元素所有样点污染指数的算术平均值，Pi为单因子污染指数Nemerow污染指数法[6]：P综=22max2PPi式中P综为综合污染指数；Pmax为茶叶或茶园土壤中重金属的最大单项污染指数；iP为茶叶或茶园土壤中重金属的单项污染指数的平均值。2结果与分析2.1浙西南茶园土壤重金属污染评价以《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）为土壤环境质量评价标准并根据表5对土壤进行污染评价。从单因子污染指数看，丽水市各茶园土壤基本上未受Pb、Cd、Cu的污染。但仙宫雪毫茶园土壤样品Cd的的单因子污染指数为1.1，大于1，超出国家标准限量值，其Nemerow污染指数为0.8727，在0.7﹤P综≦1.0范围内，表明土壤尚清洁，处于警戒线内。总体来看，该地区的茶园土壤的污染指数在P综≦0.7范围内，土壤清洁，处于安全线中。表5土壤重金属污染指数土壤样品名称单因子污染指数Nemerow污染指数PbCdCu惠明银猴龙谷丽人梅峰金观音御茶仙宫雪毫百山红茶仙都笋峰香茶碧螺春0.11720.11330.1220.05240.16670.3780.09160.07670.0960.09560.090.1240.15720.08330.7920.21920.230.4040.34521.10.2340.14280.11670.3320.1080.30670.190.10320.26330.3240.18280.33330.3140.11980.30210.09210.11410.61060.34940.87270.2730.25950.2810.3063平均值0.14680.26180.3010.4152.2浙西南茶叶重金属污染评价由表6可知，碧螺春（秋）、银猴1（春）、碧螺春2（春）的Pb污染指数分别为1.24、23.04、2.64，表明这几个茶叶样品Pb含量超过国家规定的限量值；龙谷丽人（秋）、金观音（秋）、百山红茶（秋）、香茶3（秋）、银猴1（春）、金观音（春）的稀土污染指数分别为1.073、3.661、1.118、3.01、1.222、2.065，超出国家标准规定的稀土限量值，稀土超标率为21.4%，其中秋茶超标率为33.3%，春茶超标率为12.5%，秋茶超标率较春茶较高。从Nemerow污染指数看：金观音（秋）、香茶3（秋）、银猴1（春）、金观音（春）、碧螺春2（春）的Nemerow污染指数分别为2.74、2.258、17.267、1.524、2.025，因为这几个茶叶样品中的Pb或稀土含量超标，导致其Nemerow污染指数偏高。（参考标准NY5244-2004《无公害食品茶叶》、GB2762-2005《食品中污染物限量》对茶叶中Cu的限量不作要求）表6茶叶重金属污染指数秋茶茶叶名称单因子污染指数Nemerow污染指数PbCdCu稀土惠明0.0640.0150.2820.9770.734龙谷丽人0.0840.00560.4331.0730.807梅峰0.080.0730.2330.2470.192金观音0.0780.0730.1853.6612.74御茶0.0920.0130.2530.2170.171仙宫雪毫0.220.0230.7780.6640.516百山红茶0.0960.0150.5221.1180.842仙都笋峰0.0780.0150.260.4820.367香茶10.0760.020.3570.4570.348香茶20.0680.0250.2620.7320.553香茶30.1680.0240.7123.012.258碧螺春1.240.0140.2930.5370.973平均值0.1950.0220.3811.0980.836春茶惠明0.0380.0090.240.5910.444银猴123.040.00810.3531.22217.2