绿篱阻隔公路粉尘铅和镉污染茶园的研究

崔 林，王梦馨，叶火香，何迅民，韩宝瑜∗

（1.中国计量大学浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室，杭州310018；2.浙江省松阳县茶叶产业办公室，松阳323400；3.浙江省松阳县新兴镇政府，松阳323400）

近些年来茶叶铅含量一直成为茶人们关注的话题。一般认为，进入植物体的铅源于大气，地表以上近空的铅多源于汽车尾气。韩文炎等检测发现，在茶树品种、树龄和管理技术等条件比较一致的情况下，距公路愈近铅含量愈高，并指出大气中的铅包括汽车尾气铅和公路扬尘中的铅［1］。公路上空的灰尘含有铅，其污染茶园已成为共识，然而，如何有效地克服之？加工前清洗鲜叶，可在一定程度上除去铅，但增加了一道工序，在当下紧张的人力、有限的摊放空间条件下难以实施。镉污染了环境之后可在生物体内富集，由食物链进入人体，如果茶叶被镉元素污染，也就有可能被人摄食。茶区公路纵横，各类机动车辆川流不息，产生了铅和镉，污染茶园，必须针对问题研究解决办法。本研究将汽车尾气的铅和镉、以及公路扬尘的铅和镉统称为粉尘铅和镉，在公路边种植绿篱，探讨绿篱对于粉尘铅和镉的阻隔作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

距浙江省松阳县新兴镇茶鲜叶市场3 km处，选一段乡镇公路，路宽5 m，路两侧皆是茶园，茶园地面与路基等高。茶树品种为乌牛早，单行条植，茶树高90 cm。2014年7月中旬在路一侧选连续的4个200m路段，每个路段向茶园延伸300m作为一个区，分别记为①区、②区、③区和④区。2015年2月分别在①区、②区和③区路边种植1.5m、2.0m和3.0m高的小松树作为绿篱，松树枝叶密集，可以挡住粉尘，称为1.5m区、2.0m区、3.0m区和CK区，并且一直保持松树高度。

1.2 样品及分析

2014年7月中旬、2016年7月中旬，分别在每区距离路边0m、50m、100m和200m处采1芽1叶茶梢、芽下第5叶，检测铅和镉含量。检测方法参照文献［1－2］，将茶叶样品在80℃烘干，粉碎。称取样品1.0g，置于30ml瓷坩埚中，坩埚放在电热板上加热使样品炭化，等到样品炭化的烟味散尽时，样品移入高温电炉。缓慢升温至500±25℃，恒温2h，至样品呈灰白色，冷却，加入1：1 HNO32 mL，加热溶解，再用去离子水清洗，清洗液入25 mL容量瓶中，定容待测。溶液中的铅含量用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP－OES）测定，型号为IRIS／AP，美国热电公司生产。测定时用国家一级标准物质— 茶叶标准样GBW 07605（GSV－4）作为质控标准，以保证测定数据的准确性。土壤样品采用HNO3—HF—HClO4湿法消化处理，土壤样品的有效态重金属元素含量采用0.1N HCl以1∶5的土液比振荡浸提1.5 h后过滤，滤液用ICP－OES法检测。

设定的ICP－OES仪器测定参数：铅、镉元素的检测发射谱线分别为2203nm和2265nm，检测器CID低波段（＜265nm）积分时间为15s，高波段（＞265 nm）积分时间5s；进样蠕动泵转速100r／min；进样雾化器氩气压力为193kPa；辅助气流量为1.0 L／min；高频发生器功率为1500w。重复4次。

2 结果和分析

2.1 不同高度绿篱阻隔粉尘铅污染茶叶的作用

2014年7月未种植绿篱前，检测1.5m区、2.0m区、3.0m区和CK区：路边1芽1叶嫩梢的铅含量为0.66 ～0.75mg／kg、成叶铅含量为3.11 ～3.40mg／kg；50m 处 1 芽 1 叶嫩梢的铅含量为 0.55 ～0.71mg／kg、成叶铅含量为2.11 ～2.42mg／kg；100m 处1 芽1 叶嫩梢的铅含量为0.51 ～0.66mg／kg、成叶铅含量为1.72 ～1.78 mg／kg；200m 处1 芽1 叶嫩梢的铅含量为 0.49 ～0.63mg／kg、成叶铅含量为 1.66 ～1.74mg／kg。 即从路边向茶园延伸，1芽1叶茶梢或者成叶的铅含量是递减的，并且50m之后铅含量明显递减；成叶的铅含量高于嫩梢的（表1）。

种植绿篱1.5年之后即2016年7月，测得：①路边：1.5m区、2.0m区和3.0m区1芽1叶嫩梢和成叶的铅含量为0.61 ～0.65mg／kg和 2.47 ～2.98mg／kg、CK 区则为 0.69mg／kg 和 3.17mg／kg；与 2014 年 7 月测量值相比，发现绿篱区铅含量明显下降，而CK区略有增加；以3.0m区铅含量下降最明显，1芽1叶嫩梢和成叶分别下降18.6%和27.4%，2.0m区1芽1叶嫩梢和成叶铅含量分别下降8.5%和7.5%，1.5m区1芽1叶嫩梢和成叶铅含量分别下降6.2%和4.2%。②在50m处，1芽1叶茶梢和成叶铅含量下降率在1.5m区则分别为1.8%和4.7%，2.0m 区分别为10.3%和12.5%，3.0m 区分别为16.9%和16.9%，CK 区分别为0和－2.2%，即CK区略有增加。③在100m处，1芽1叶茶梢和成叶铅含量下降率在1.5m区则分别为2.0%和0.6%，2.0m 区分别为9.2%和2.8%，3.0m 区分别为1.5%和1.7%，CK 区分别为0 和 －5.8%，CK 区有所增加。④在200m处，1芽1叶茶梢和成叶铅含量下降率在1.5m区则分别为0和0.6%，2.0m区分别为4.8%和1.7%，3.0m 区分别为 3.2%和 1.7%，CK 区分别为0 和 －0.6%（表 1）。

表1 距路边不同距离的茶树新梢和成叶铅含量单位：（mg／kg）

2.2 不同高度绿篱阻隔粉尘镉污染茶叶的作用

2014年7月未种植绿篱，公路上人群和机动车辆激起的粉尘中含有镉，对于茶叶有一定影响，路边1.5m区、2.0m 区、3.0m 区和 CK 区1 芽1 叶嫩梢和成叶中镉含量为 0.051 ～0.062mg／kg和0.062 ～0.072mg／kg；50m 处1 芽1 叶嫩梢和成叶中镉含量为0.041 ～0.053mg／kg和0.062 ～0.072mg／kg，有所减少；100m 处1 芽1 叶嫩梢和成叶中镉含量为0.041 ～0.053mg／kg和 0.061 ～0.063mg／kg，略微减少（表 2）。

种植绿篱1年半之后检测，①路边：1.5m区、2.0m区和3.0m区1芽1叶嫩梢和成叶的镉含量为0.041 mg／kg和0.051mg／kg、CK 区则为 0.061mg／kg和0.083mg／kg；与 2014 年 7 月的相比，绿篱区镉含量略有下降，以3.0m区镉含量下降最明显，而CK区镉含量略有增加。②在50m处，1.5m区、2.0m区和3.0m区1芽1 叶嫩梢和成叶的镉含量为 0.040 ～0.042mg／kg和0.061 ～0.062mg／kg、CK 区则为 0.054mg／kg 和0.072 mg／kg；与1.5年前设立绿篱相比，绿篱区镉含量略微减少，CK区镉含量略微增加。③在100m处，1.5m区、2.0m 区和3.0m 区1 芽1 叶嫩梢和成叶的镉含量为0.041 ～0.052mg／kg和 0.061 ～0.062mg／kg、CK 区则为0.061mg／kg和0.062mg／kg；与1.5年前没有绿篱相比，绿篱区和 CK 区镉含量几乎没有变化（表2）。

表2 距路边不同距离的茶树新梢和成叶镉含量单位：（mg／kg）

2.3 不同高度绿篱阻隔粉尘铅和镉污染茶园表土的作用

2014年7月未种植绿篱时，路边的表土层铅含量为25.86～27.11mg／kg，距路边50m处的铅含量为24.96 ～26.28mg／kg，距路边100m 处的铅含量为23.12 ～26.24mg／kg。 从路边向着茶园深处，表土层铅含量有所减少，50m减少幅度很小。种植绿篱1年半之后的2016年7月，测得1.5m、2.0m和3.0m高绿篱的路边表土铅含量下降率分别为1.7%、2.9%和3.2%，而CK区铅含量上升0.37%。

表土层镉含量很小。种植绿篱前后变化不明显（表3）。

表3 距路边不同距离的表土层铅和镉的含量单位：（mg／kg）

3 讨论

本研究的试验场所距离松阳县新兴镇的茶鲜叶市场3公里，是一段乡级公路，路两边连着茶园。未设置绿篱时，7月中旬路边1芽1叶嫩梢和成叶铅含量为0.61～3.4mg／kg，距路边50m铅含量明显下降，100m之后铅含量也有下降，但下降幅度很小，说明农区道路粉层确实在一定程度上污染茶园。种植绿篱一段时间之后，距路边0～50m处，绿篱区茶叶铅含量下降明显，CK区茶叶铅含量略有增加；距路边100～200m处，绿篱区铅含量还有下降，而CK区铅含量略有增加。绿篱确有阻隔粉尘铅的作用；而且，乡间主干道的水泥路面上车流量和人流量都很大，粉尘大，绿篱矮了不起作用，在本研究的环境中需要3m高。有研究表明，公路边新梢铅含量比远离公路的新梢铅含量高0.5～2.6mg／kg，新梢和老叶铅含量距公路50m处，铅含量分别为1.52mg／kg 和 2.97mg／kg，距公路 300m 处则为 0.96mg／kg 和 2.20mg／kg［3－5］。 与本研究结果的趋势一致，亦即公路扬尘铅污染路边茶叶。大气中的镉主要源于工业生产，其化学形态有硫酸镉、硫化镉、氧化镉和氯化镉等，多存在于空气中细微的固体颗粒物中。乡镇公路上车辆多，穿行于农区和工业区，也会带来镉。本研究也揭示路边茶叶的镉含量明显多于茶园中央茶叶的镉含量，绿篱也有阻隔作用，还是以3m高为好。

［1］ 韩文炎，杨亚军，梁月荣，等.茶树体内铅的吸收累积特性研究［J］.茶叶科学，2009， 29（3）： 200 －206.

［2］ 韩文炎，梁月荣，杨亚军，等.加工过程对茶叶铅和铜污染的影响［J］.茶叶科学，2006， 26（2）： 95 －101.

［3］ 吴永刚，姜志林，罗 强.公路边茶园土壤与茶树中重金属的积累与分布［J］.南京林业大学学报（自然科学版），2000，26（4）：39－42.

［4］ 张寿宝，包文权.汽车尾气中的铅对茶园污染的研究［J］.江苏环境科技2000，13（3）：1－2.

［5］ 石元值，马立峰，韩文炎，等.汽车尾气对茶园土壤和茶叶中铅、铜、镉元素含量的影响［J］.茶叶，2001， 27（4）：21 －24.