乐山市茶园土壤及茶叶重金属调查与分析

刘凡 张元勤

摘要：采用原子荧光分光光度法测定As、Hg含量，原子吸收分光光度法测定重金属Cu、Cr、Cd、Pb含量。以《土壤环境质量标准GB15618—1995》为依据，采用单因子污染指数和综合污染指数对茶园土壤样品进行评价。结果表明，采样点土壤中As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb平均含量除Cd超标20%～40%外，其余5种均未超过国家二级土壤重金属标准限值。重金属As、Hg、Cu、Cr、Pb的单项污染指数均小于1.0，属于安全级别。以NY659-2003、NY/T288-2012为依据，则46个茶园茶叶原料样品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd含量均远低于国标或部颁的最高含量限值。

关键词：土壤;茶叶;重金属;土壤污染评价;乐山市

中图分类号：X825;S151.9+5         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）21-0115-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.21.029           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Investigation and Analysis of Heavy Metals in Soil of Tea Plantations

and Tea at Leshan

LIU Fan，ZHANG Yuan-qin

（College of Chemistry，Leshan Normal University，Leshan 614004，Sichuan，China）

Abstract： The content of As，Hg，Cu，Cr，Cd and Pb were determined by atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrophotometry. Based on "GB15618-1995" of "soil environmental quality standard"，the single factor pollution index and comprehensive pollution index were used to evaluate the soil samples in tea plantation. The results showed that the average content of As，Hg，Cu，Cr，Cd，Pb in addition to Cd exceeding the limit of 20%～40%，the other 5 minutes did not exceed the limit of national level 2 soil heavy metal standard， and the single pollution index of As，Hg，Cu，Cr，Pb were less than 1.0，it belongs to the level of security. Based on NY659-2003，NY/T288-2012，the content of As，Hg，Cu，Cr，Cd，Pb of tea samples of raw materialswere obtained in the five sampling point. The contents of 46 samples were much lower than the national standard or issued by the Department of the highest content limit.

Key words： soil;tea;heavy metal;soil pollution evaluation;Leshan

西南地区地形地貌存多样化，海拔高低落差极大，具有独特的气候差异，形成了众多的小气候区和小地貌区，引起了茶树种类的变异，在云、贵、川三省包括温带型、亚热带型与热带型的小叶种、中叶种与大叶种等100余种茶树品种。四川省乐山市茶叶种植面积达4多万hm2，茶叶产量多达2.5万t、其产值超过6亿元[1]。

陈玉真等[2]、张惠等[3]、陈保等[4]等分别对福建武夷山、浙江龙井、云南普洱等中国名茶種植区域土壤的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等重金属进行了调查与分析，而四川乐山区域的名茶种植园的土壤重金属调查还比较欠缺。研究以乐山“一市三县”（峨眉山市、夹江县、犍为县、沐川县）茶园为调查研究对象，通过对调查区域土样和茶样中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等6种重金属取样分析，以单项污染指数法和综合污染指数法对茶园土壤重金属污染进行了评价，为该区域防治茶园土壤重金属污染提供必要的理论依据[3]。同时对对应区域的茶叶原料及商品茶叶中的重金属的含量，根据GB2762-2012、NY659-2003、NY/T288-2012标准中来评价所研究区域茶叶原料或商品茶叶的品质。

1  材料与方法

1.1  样品来源及采集

采集乐山市“一市三县”9个茶叶生产园区土壤及相对应茶叶原料标本样品，采样方式如图1。

1.2  仪器与试剂

A3型原子吸收光谱仪，北京普析仪器有限公司;630A型原子荧光光谱仪，北京瑞利仪器公司;COOLPEX型微波消解仪，上海屹尧公司;AE240型电子天平，0.1 mg，METTLER公司;玛瑙研钵;尼龙分样筛。

HNO3（优级纯），HCl（优级纯），HF（优级纯），As、Hg标准溶液（国家标准物质中心），金属Cu、Cd、Pb（高纯试剂），K2Cr2O7（基准试剂），试验用水为高纯水。

1.3  方法

1.3.1  土壤样品消解  称取约0.20 g土壤样品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL浓HCl、6.0 mL浓HNO3、2.0 mL HF进行消解，然后将消解液及洗涤液转入聚四氟乙烯坩埚中，加热溶液呈淡黄色或无色，冷却后，用1%的硝酸定容至50 mL，用于Cu、Cr、Cd、Pb含量的测定[5]。称取约0.20 g土壤样品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL浓HCl、6.0 mL浓HNO3进行消解，消解完毕将消解液过滤，将滤液与洗涤液转入聚四氟乙烯坩埚中，加热溶液呈淡黄色或无色，冷却后，用1%的硝酸定容至50 mL，用于As、Hg含量的测定[6]。

1.3.2  茶叶样品的消解  称取0.40～0.50 g茶叶样品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入2.0 mL HCl、5.0 mL HNO3进行消解，在冷却后，用1%的硝酸定容至50 mL[7]。

1.3.3  检测方法  As、Hg采用原子荧光分光光度法（HJ680-2013）检测;Cu、Cr采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138-1997、HJ491-2009）检测;Pb、Cd采用石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T17141-1997）检测[8-11]。

1.3.4  评价标准及方法

1）依据GB15618—1995国家标准的二级土壤环境质量标准的重金属限值及污染指数对土壤质量进行评价（表1、表2）。

2）单因子污染指数。计算单因子污染指数公式如下。

式中，Pi为土壤中重金属的单因子污染指数;Ci为土壤样品重金属i的测量值;Si是二级土壤国标规定的重金属i的最高限值（表2）。随着Pi值的不断增大，土壤受重金属污染程度越大。

3）内梅罗（N.C.Nemerow）综合污染指数

式中，max（Pi）为各污染指数的最大值，姚氏综合指数是主要污染物和平均污染程度两者影响的综合评价。

5）依据农业部部颁标准NY659-2003、NY/T288-2012的重金属限值对所购茶叶质量进行评价（表3）。

2  结果与分析

2.1  茶园土壤中重金属含量

对乐山市的“一市三县”茶园土壤及相应的茶叶原料进行现场采样，另在市场随机购置了上述产地的18个商品茶叶样品，对所有样品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb等重金属进行分析测量。以国家标准GB15618-1995的重金属标准限值为依据，采样点的重金属元素含量如表4所示，其中峨眉山市峨山乡、仙芽乡等的Cd平均含量超标20%～40%，而其余5种重金属含量均未超过国家二级土壤的重金属标准限值，乐山市“一市三县”茶叶产区土壤总体安全，个别茶园受Cd的轻度污染。

2.2  茶园土壤中重金属污染评价

以国标GB15618-1995为基准，表5所示采样点的单因子污染指数Pi、内梅罗综合污染指数P综（内）及姚氏综合污染指数P综（姚）。有3个行政乡土壤的Cd的Pi≥0.700，所有采样点的As、Hg、Cu、Cr、Pb的Pi≤0.700，由于土壤Cd的含量较高，导致了P综（内）和P综（姚）较高， 土壤处于警戒级别，其土壤的重金属污染主要是由金属镉所引起，而其他的5种重金属都在国家规定的土壤安全范围以内。因此乐山市的茶园土壤总体安全，需要注意在茶树的种植管理过程中肥料、农药等影响土壤质量的影响，防止重金属污染的发生或扩大，以影响茶叶的产量和质量[12]。

2.3  茶叶原料样品中重金属含量及污染评价

在采集土壤标本的同时采集茶叶原料样品标本，以原子荧光或原子吸收法测定了茶叶原料样品中的As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb重金属含量，结果如表6所示。依据农业部的部颁标准NY659-2003、NY/T288-2012可知Pb≤5.0 mg/kg，采集的茶叶原料样品有11个点有微量超标，Pb最高含量为5.62 mg/kg，占样品数的23.9%;其余的As、Hg、Cu、Cr、Cd都没有超过标准的最高限量，因此乐山地区的茶叶饮品原料重金属处在安全范围之内。

2.4  商品茶叶样品中重金属含量及污染评价

在乐山市场随机购买不同产地的18个商品茶叶，对其重金属含量进行了检测，结果如表7所示，除有5个标本样品的5.0≤Cr≤6.0 mg/kg，有轻微超标外，其余的茶叶样品的各重金属含量均小于国家或农业部的重金属含量标准，乐山市的商品茶叶符合国家标准。

3  小结

从检测的茶园区土壤标本结果来看，除峨眉山市峨山乡及仙芽乡和沐川县新凡乡的重金属Cd超过GB15618-1995或NY/T391-2013外，其余5种重金属的测量值均小于国标GB15618-1995的限量值。1.000

对于采集的原料茶叶标本46个，除11个样品的5.0≤Pb≤5.62 mg/kg有轻微超标外，原料叶的重金属含量均小于国家或部颁标准。

对于商品茶叶，共采集标本18个，除有5个标本样品的Cr有轻微超标外，其余的茶叶样品的重金属含量均小于国家或农业部的重金属含量标准。对于Cr对茶叶的污染，应积极采取措施，注意加工设备的质量，避免加工设备中的Cr引入到茶叶中而影响茶叶的品质和质量。

参考文献：

[1] 农业部种植业管理司经济作物处.2013年全国茶园面积、产量、产值统计[J].茶叶科学，2014，34（3）：267.

[2] 陈玉真，王  峰，吴志丹，等.武夷山5种类型茶园土壤重金属剖面分布特征[J].茶叶学报，2015，56（3）：159-164.

[3] 張  惠，马立峰，伊晓云，等.典型绿茶茶园土壤重金属空间分布特性及环境质量评价[J].浙江农业科学，2015，56（9）：1385-1391.

[4] 陈  保，蒲泓君，姜东华，等.普洱市某茶园土壤重金属含量及评价[J].云南大学学报：自然科学版，2011，33（s2）：470-473.

[5] 刘元生，何腾兵，罗海波，等.贵阳市乌当区耕地土壤重金属污染现状及评价[J].重庆环境科学，2003，25（10）：42-45.

[6] 石元值，阮建云，马立峰，等，茶树中镉、砷元素的吸收累积特性[J].生态与农村环境学报，2006，22（3）：70-75.

[7] 程贤利，苏晨曦，陈文强.陕西汉中茶园土壤重金属含量的测定分析[J].江苏农业科学，2015，43（5）：324-327.

[8] HJ680-2013，土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法[S].

[9] GB/T 17138-1997，土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法[S].

[10] HJ491-2009，土壤 总铬的测定-火焰原子吸收分光光度法[S].

[11] GB/T17141-1997，土壤质量 铅、镉的测定-石墨炉原子吸收分光光度法[S].

[12] 谭和平，陈能武，黄  苹，等.四川茶区土壤重金属元素背景值及其评价[J].西南农业学报，2005，18（6）：748-751.