海南主要咖啡种植基地环境质量评价

徐 志，刘春华，李春丽，吴晓春，苟亚峰

（1.中国热带农业科学院分析测试中心，海南 海口 571101；2.中国热带农业科学院香料饮料研究所，海南 万宁 571533）

1 引言

咖啡为茜草科咖啡属，是一种原产于埃塞俄比亚的热带、亚热带多年生常绿灌木或小乔木。它与茶叶、可可并称为世界3大饮料作物。咖啡中含有咖啡因、咖啡碱、绿原酸、多酚类化合物等多种活性物质，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抑菌、消脂等营养保健作用［1～4］。随着经济的发展和人民生活水平的提高，饮用咖啡的人逐渐增多，消费者对咖啡质量的要求也越来越高。其中土壤和灌溉水环境质量与农产品质量的关系最为密切，是生态环境的重要组成部分，是影响咖啡质量的主要因素之一。只有对土壤和灌溉水环境进行及时有效地监测，才能为生产安全、无污染、高质量的咖啡产品提供有力保障。海南的咖啡在全国的咖啡生产中占有相当重要的地位［5～8］。海南的咖啡主要分布在琼海、万宁和澄迈等地区，因此本文对琼海、万宁和澄迈等地区的主要咖啡种植基地的产地环境进行了质量评价。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

海南省位于中国的最南端，地处北纬3°20′～20°18′，东经107°10′～119°10′，全省包括海南岛和中沙、西沙、南沙群岛及其周围广阔的海域。海南省地处热带，属热带季风气候。全岛中部地区气温较低，西南部较高，年均气温23.8℃，1月份平均气温17.2℃，7月份平均气温28.4℃，可谓夏无酷夏，冬无严寒。海南雨量充沛，年均降雨量1500～2000 mm。年平均日照1750～2700h，干湿季分明，光、热资源充足，非常适合咖啡的种植。

2.2 环境质量监测

2.2.1 样品采集标准

环境数据的采集工作参照《NY 5023－2002无公害食品 热带水果产地环境条件》列举规范执行［9］，其中土壤环境质量指标测定的采样按照《NY／T 395－2000农田土壤环境质量监测技术规范》执行［10］；水质量指标测定的采样按照《NY／T 396－2000农用水源环境质量监测技术规范》执行［11］。

2.2.2 土壤环境质量监测

（1）布点原则。以能代表整个产地监测区域为原则，坚持最优监测，优先监测代表性强、有可能造成污染最不利的方位、地块。

（2）采样。土壤样品是指采样点周围采集的若干点的均匀混合样。组成混合样的分点数根据采样面积、地形条件和土壤差异大小而定。2010年8月至2011年6月对海南咖啡主要种植基地文昌、万宁和澄迈等地进行采样，根据各地区的的种植规模，确定各地区样品的数量，分别按棋盘式法分别布设30个采样点，以蛇形法分别布设40个采样点，以梅花点法分别布设30个采样点，采用多点采样的混合样品，采样深度为0～20cm；土壤样品采集1kg左右。采样过程中严格避免与金属器具的接触，以免污染土壤样品。采样后，土样全部倒在牛皮纸上压碎土块，除去植物根茎、叶等杂物，铺成薄层，在室温下经常翻动，充分风干，防止阳光直射和灰尘落入。风干后的土样，用木棒碾碎后，通过20目尼龙筛，筛下样品反复按四分法缩分，再用玛瑙研钵磨细，通过100目尼龙筛，混匀装袋备用。

2.2.3 灌溉水环境质量监测

（1）布点原则。农用水源环境监测的布点原则要从水污染对农业生产的危害出发，突出重点，照顾一般的原则，即优先布点监测代表性强，最有可能对产地环境造成污染的方位、水源（系）或产品生产过程中对其质量有直接影响的水源。对于面积仅几公顷至几十公顷直接引用水灌溉的小灌区，可在灌区进水口布设监测点。用于灌溉农田的地下水监测点数量，一般在机井的出水口处设一个监测点。

（2）样品采集。在灌溉水源头处设置采样点8个。

2.3 环境质量的标准

2.3.1 环境质量的评价依据

参照《NY 5023－2002无公害食品 热带水果产地环境条件》规范，确立水质测定指标为:六价铬、总汞、铜、锌、铅、镉、氟化物、总砷、氰化物和氯化物，共10项。确立土壤测定指标为:六六六、滴滴涕、总砷、总汞、总铬、铜、铅、镉，共8项。检测方法按《NY 5023－2002无公害食品 热带水果产地环境条件》规范执行。

2.3.2 环境质量的评价标准

环境质量标准是环境质量评价的依据，此次产地环境质量安全评价以《NY 5023－2002无公害食品热带水果产地环境条件》作为评价标准，土壤环境质量要求见表1，灌溉水环境质量要求见表2。

表1 土壤环境质量要求

表2 灌溉水环境质量要求

对于个别单项测定结果高于评价标准指标的，需要对采样点作综合污染指数评价，参照综合污染指数评价标准，评价该基地的环境水平。

2.4 环境质量的评价原则及方法

2.4.1 环境质量的评价原则

各环境要素的严控指标不能超标，超标1项，即视为不合格；若环境要素的一般控制指标1项或多项超标，则还需进行综合污染指数评价，且综合污染指数不得超过1，综合污染指数超过1，视为不合格。参照土壤、水综合评价标准，对每个采样点进行综合评价，对该点环境做出分级评价。

2.4.2 环境质量的评价方法

采用中国绿色食品发展中心推荐的单项污染指数法、综合污染指数法进行现状评价见表3，具体计算结果见表4。

表3 环境污染分级标准

单项污染指数:

式中Pi为污染物i的污染指数；Ci为污染物i的实测浓度；Wi为污染物i的评价标准浓度。

综合污染指数:

式中P综合为某产区的综合污染指数；Pimax为所有污染物的平均污染指数；Pi为所有污染物中污染最大的污染指数。

3 结果与分析

3.1 土壤环境质量结果分析

根据土壤质量监测结果和土壤污染物评价标准值，计算出土壤各项污染物污染指数见表4。

表4 咖啡土壤中各污染物结果

从咖啡土壤污染物监测评价结果可以得到以下结论:海南咖啡主要种植基地镉的总检出率为100%，检出浓度从0.0312～0.105mg／kg，污染指数从0.10～0.48；砷的总检出率为100%，检出浓度从3.67～5.28mg／kg，污染指数从0.12～0.18；汞的总检出率为100%，检出浓度从0.029～0.096g／kg，污染指数从0.064～0.192；铬的总检出率100%，检出浓度从63.9～111.4mg／kg，污染指数从0.56～0.93；铅的总检出率为100%，检出浓度从32.8～114.5mg／kg，污染指数从0.22～0.76；铜的总检出率为100%，检出浓度从8.123～46.5mg／kg，污染指数从0.06～0.31；六六六和滴滴涕均无检出。综上所述，所检测的海南咖啡主要基地的各单项污染指数均小于1，说明所检测海南咖啡主要种植基地土壤环境良好。

3.2 灌溉水环境质量结果分析

根据各基地灌溉水样品的监测结果和水质中各污染物评价标准值，计算出灌水样品中各项污染物污染指数见表5。

表5 咖啡灌溉水中各污染物结果

从咖啡灌溉水中各污染物监测结果可以看出:海南各基地的灌溉水样品的各项指标单项污染指数均小于1，符合绿色食品、无公害食品产地环境评价标准中农田灌溉水用水环境质量要求。

4 结语

通过对海南主要咖啡基地土壤和灌溉水的监测分析，依据中华人民共和国农业行业标准《NY 5023－2002无公害食品 热带水果产地环境条件》中有关土壤和灌溉水等环境质量标准所规定的污染物控制指标及控制值，按照中国绿色食品发展中心推荐的单项污染指数法、综合污染指数法进行现状评价，海南主要咖啡种植基地的产地环境质量总体状况良好，处于“尚清洁”及“清洁”水平，但是由于受采样点范围和样品数量的局限，采样点土壤和灌溉水各项污染物的含量值及最终结果只能大体说明海南咖啡主要种植基地土壤和灌溉水的生态环境是否适合发展绿色咖啡食品，而不能说明所有区域或范围的情况。对于某个具体区域或范围是否适合发展绿色咖啡食品，则还需要进一步采样分析。

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［9］中华人民共和国农业部.NY 5023－2002无公害食品 热带水果产地环境条件［S］.北京:中华人民共和国农业部，2002.

［10］中华人民共和国农业部.NY／T 395－2000农田土壤环境质量监测技术规范［S］.北京:中华人民共和国农业部，2000.

［11］中华人民共和国农业部.NY／T 396－2000农用水源环境质量监测技术规范［S］.北京:中华人民共和国农业部，2000.