松阳县高速公路粉尘对茶叶重金属含量影响程度的探讨

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)

松阳县是浙西南重要产茶县和茶叶集散地。高速公路穿行于茶区，川流不息的车辆排出的尾气中含有铅等重金属，天长日久的累积之后，这些重金属会污染路边的茶叶吗？许多人对此存有疑虑。关于这个问题的研究尚不多见。遂选松阳县新兴镇南山脚下的一段高速路，在路边茶园中设置固定观测点，定点定时检测铅等10种重金属元素含量，以评估高速路上大流量的汽车尾气对路边茶园的可能污染程度。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及样品采集

2014年7月上旬，在浙江省松阳县新兴镇的南山脚下的一段高速公路上选400 m为试验路段。高速公路穿行茶园中，高速公路路面比茶园地表低3 m。从茶园园边即路边，向着山上是以5°坡度上升。2015年1月选其中200 m，在路边种植3 m高的小松树作为绿篱，并一直维持该高度。从绿篱伸向5°山坡上茶园深处500 m作为绿篱区；另外200 m路段不种绿篱，从路边伸向茶园深处500 m作为CK区。

2014年7月中旬和2016年7月中旬，于绿篱区和CK区内，分别在距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处，采摘1芽1叶茶梢和成叶(芽下第5叶)，收集表土层土壤，回室内检测。

1.2 样品检测

参照文献[1]和[2]检测茶样和土样，80 ℃烘干茶样，继而粉碎，称取1.0 g样品于30 mL瓷坩埚中，置坩埚于电热板上加热以炭化茶样，待样品炭化，烟味散尽，样品移入高温电炉。缓慢升温至500±25 ℃，恒温2 h，待样品呈灰白色，冷却。注入1∶1 HNO32 mL，加热溶解，用去离子水清洗，清洗液移入25 mL容量瓶中，定容，待测。

土壤样品采用HNO3-HF-HClO4湿法消化处理，土样的有效态重金属元素含量采用0.1 N HCl以1∶ 5的土液比振荡浸提1.5 h，然后过滤，滤液用ICP-OES法检测。

溶液中的铅、砷、镉、铬、铜、镁、锰、钠、镍和锌的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。

检测器CID低波段(<265 nm)积分时间为15 s，高波段(>265 nm)积分时间5s；进样蠕动泵转速100 r/min；进样雾化器氩气压力为193 kPa；辅助气流量为1.0 L/min；高频发生器功率为1500 W。重复3次。

2 结果和分析

2.1 未种植绿篱的自然状况下嫩梢和成叶及表土中10种元素含量

2014年7月尚未种植绿篱，检测结果表明：(1)拟定为绿篱区和CK区的距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处1芽1叶嫩梢、成叶和表土重金属含量在两个区之间没有明显差异，比如，绿篱区距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处的1芽1叶嫩梢、成叶和表土层的铅含量范围分别为0.25～0.53 mg/kg、0.47～2.11 mg/kg、以及23.11～37.46 mg/kg；与之相对应，CK区距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处的1芽1叶嫩梢、成叶和表土的铅含量范围分别为0.28～0.61 mg/kg、0.57～2.34 mg/kg、以及23.29～39.07 mg/kg；相应地，拟定为绿篱区的1芽1叶嫩梢、成叶和表土的铜含量范围分别为5.43～16.03 mg/kg、4.26～11.49 mg/kg、以及3.03～11.11 mg/kg，拟定为CK区的1芽1叶嫩梢、成叶和表土的铜含量范围分别4.79～15.91 mg/kg、4.31～10.88 mg/kg、以及3.21～12.08 mg/kg。(2)从路边向着茶园深处500 m，10种元素在1芽1叶嫩梢、成叶和表土中的含量未呈现明显递减趋势，未显示路边的重金属含量大于茶园深处的重金属含量的情形；(3)成叶中铅、砷、铬和锰的含量明显大于其在嫩梢中的含量；嫩梢中铜、镁、锌和镍的含量明显大于其在成叶中含量；镉在嫩梢、成叶和表土中的含量很小；钠含量在嫩梢和老叶中的分布不规则(表1)。

表1 建立绿篱之前距高速公路路边不同距离的位点上嫩梢和成叶及表土中10种元素含量(单位：mg/kg)

注：表中每个数据为检测3次的平均值

2.2 种植绿篱一年半之后嫩梢和成叶及表土中10种元素含量

2015年1月种植绿篱，1年半之后即2016年7月的检测结果表明：(1)绿篱区内嫩梢、成叶和表土层重金属含量与CK区内嫩梢、成叶和表土层重金属含量仍然没有明显差异，例如，绿篱区距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处的1芽1叶嫩梢、成叶和表土层的铅含量范围分别为0.23～0.56 mg/kg、0.45～2.13 mg/kg、以及23.05～37.42 mg/kg；与之相对应，CK区距路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m处的1芽1叶嫩梢、成叶和表土层的铅含量范围分别为0.25～0.52 mg/kg、0.47～2.35 mg/kg、以及22.69～36.88 mg/kg；再如，绿篱区的1芽1叶嫩梢、成叶和表土的铜含量范围分别为5.44～15.44 mg/kg、4.28～11.53 mg/kg、以及3.11～10.90 mg/kg，CK区的1芽1叶嫩梢、成叶和表土的铜含量范围分别4.99～16.11 mg/kg、4.30～11.89 mg/kg、以及3.34～11.08 mg/kg。

(2)从路边向着茶园深处100 m、200 m、300 m、400 m和500 m，10种元素在嫩梢、成叶或者表土层中的含量也未呈现明显递减或递增态势；(3)铅、砷、铬、锰在嫩梢中的含量也还是明显小于在成叶中的含量；铜、镁、锌、镍在嫩梢中的含量也是明显大于在成叶中的含量；镉在茶叶中含量还是很少；钠在嫩梢中含量也小，钠含量在嫩梢和老叶中分配规律性仍不明显。

3 讨 论

一般地，高速公路上，车速快、车流量大，产生的汽车尾气和扬尘也较多。茶人们无不担心路边的茶叶受到污染及污染程度。研究也证实，公路扬尘是茶叶铅的重要污染源，距离公路50 m之后铅的含量就明显下降[1-4]。本课题组研究发现，路边密植3 m高的绿篱有效地阻隔公路粉尘铅和镉对于茶园的污染[5-6]，因此就在高速路边的绿篱区种植了3 m高绿篱并一直保持其高度、以阻挡粉尘。

表2 建立绿篱1年半之后距高速公路路边不同距离的位点上嫩梢和成叶及表土中10种元素含量(单位：mg/kg)

2015年1月种植绿篱，此前没有设置绿篱，拟定绿篱区与拟定CK区内的嫩梢、成叶和表土中铅等10种重金属含量在距离路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m样点上没有明显差别。2016年7月即种植绿篱之后的1年半，绿篱区与CK区嫩梢、成叶和表土的铅等10种重金属含量在距离路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m或者500 m样点上相互之间也没有明显差别；绿篱区、或者CK区内，从距离路边0 m、100 m、200 m、300 m、400 m至500 m样点上，嫩梢、成叶和表土中10种重金属含量未现递减趋势，而对于能够造成茶园铅污染的粉尘而言，公路粉尘中的铅是路边茶叶的主要污染源之一，距离路边50-100 m之外，这种铅含量降低很快[1-4]。再从时间的纵向延伸来看，种植绿篱前、后，绿篱区或者CK区，10种重金属含量范围基本上没有变化。在嫩梢中铅、砷、铬、锰含量明显小于在成叶中含量，意味着4种元素在成叶中有累积效应；铜、镁、锌、镍在嫩梢中作为生理生化代谢酶类的辅基，参与嫩梢活跃的代谢过程，其含量明显大于在成叶中含量，这是茶树正常生理现象。

我们认为，穿行高速公路上汽车虽然排放尾气，尾气中含有铅等重金属，这些重金属的含量偏小，加之所选高速路段的路面比茶园地表低3 m，在一个时期内，高速路上粉尘(包括扬成的土尘和汽车尾气)中的重金属不会污染茶园。

1 韩文炎，杨亚军，梁月荣，石元值，马立锋，阮建云，唐嘉义.茶树体内铅的吸收累积特性研究.茶叶科学，2009,29(3): 200-206.

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

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.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.江苏环境科技 2000,13(3): 1-2.

5 王梦馨，崔林，叶火香，何迅民，韩宝瑜.绿篱阻隔公路粉尘铜污染茶园的研究.安徽农学通报，2017,23(22)：80-81.

6 王梦馨，崔林，叶火香，何迅民，潘金根，韩宝瑜.松阳县大木山骑行茶园公路粉尘对茶叶重金属含量的影响.茶叶学报，2017，58(4)：184-188.

7 周国兰,罗显扬,赵华富,周富裕.贵州凤冈县宜茶区土壤重金属含量状况及评价.茶叶,2010,36(3): 152-155.