贵州某茶叶种植区土壤重金属含量及环境质量评价

仝双梅，连国奇

（1.六盘水师范学院旅游与历史文化学院，贵州六盘水 553004；2.六盘水师范学院化学与材料工程学院，贵州六盘水 553004）

茶叶具有防癌抗癌、抗氧化、降低血压、降低胆固醇等独特的保健功效而受到人们的欢迎，茶叶种植区土壤环境质量状况影响到茶叶的品质，尤其是茶叶产地土壤中的重金属污染状况受到很多研究者的关注，研究表明，土壤是茶叶中重金属的主要来源，重金属可通过土壤-植物-人体这一食物链进入人体从而影响人类的健康。

贵州处于云贵高原，土壤以酸性为主，以亚热带湿润季风气候为主，高原独特的地质资源及气候资源优势为茶叶提供了良好的种植环境。而随着人类活动对土壤环境的影响加剧，茶叶产地的土壤环境质量状况也亟待查明。本研究对贵州某茶叶土壤进行采样，对土壤中的重金属Pb、As、Cd、Cr、Cu的含量进行测定，采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤环境质量进行评价，旨在提升茶叶产地土壤环境质量，为无公害茶叶基地可持续发展提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 样品采集、处理与分析

采用蛇形布点法及梅花形布点法，每个采样点设置3-5个取样点，点混合成一个样品约1kg。土样风干，捡出石块等残留物，用四分法取土样，并用玛瑙研玻研磨，过筛。土壤用混酸消解法，用原子荧光法测定As，原子吸收光谱仪Cd、Pb、Cr、Cu。采用20%平行样和国家标准物质（GBW-07409、GBW-07413）进行质量控制，平行样和标样的测试值控制在误差允许范围内。

1.2 评价标准与方法

以贵州省土壤背景值为参考，并结合无公害茶园土壤环境质量标准对进行分析，评价方法如下：

单因子污染指数法，计算公式为：Pi=Ci/Bi，Pi—重金属的单项污染指数；Ci—重金属的含量水平；Bi—参比值。Pi≤1.0，未污染；1.0＜Pi≤2.0，轻污染；2.0＜Pi≤3.0，中污染；Pi＞3.0，重度污染。

2 结果与讨论

2.1 土壤重金属含量分析

2.1.1 土壤Pb含量

重金属含量统计见表1，Pb对植物的光合作用产生不利影响，抑制作物生长发育等不良效应。Pb含量范围为12.70～91.80mg/kg，均值为37.87 mg/kg，低于无公害茶园土壤环境质量标准限量，高于背景值，Pb的超标率为45.71%，主要因素可能和茶园离公路较近,与汽车尾气的排放以及干湿沉降、农药、施肥有关。

2.1.2 土壤As含量

As含量范围为0.82～18.10mg/kg，均值为10.76 mg/kg，低于无公害茶园土壤环境质量标准限量和背景值，土壤样点As未出现超标，其变异系数为53.31%，表明土壤中的As受到人为活动的影响较强。

2.1.3 土壤Cd含量

Cd是目前我国土壤重金属污染的主要元素之一，易于从土壤中迁移到植物体内并产生累积，进而影响作物生长，降低作物产量品质等。土壤Cd含量范围为0.03～1.66mg/kg，均值为0.26 mg/kg，其均值低于无公害茶园土壤标准限量和土壤背景值，其最高值是背景值的2.52倍，部分样点Cd含量超出了背景值。

2.1.4 土壤Cr含量

Cr在植物的根部蓄积，少量的铬Cr可刺激作物的生长对植物生长发育，并能提高作物产量。采样点土壤Cr含量范围为21.30～137mg/kg，均值为62.98 mg/kg，其均值低于无公害茶园土壤环境质量标准限量和背景值，部分样点Cr含量超出了背景值，超标率为5.71%。

2.1.5 土壤Cu含量

Cu主要在植物的根部蓄积，可抑制作物对铁的吸收，影响作物地上部分的生长发育，进而降低作物产量，影响作物品质。采样点土壤Cu含量范围为4.76～30.90mg/kg，均值为14.63 mg/kg，所有样点Cu含量未出现超标现象，其变异系数为40.29%，表明土壤中的Cu受到人为活动的干扰。

2.2 土壤环境质量评价

表1 土壤重金属含量水平统计

2.2.1 土壤重金属污染程度

以贵州省土壤背景值为参考，对土壤重金属污染指数进行统计见表2。土壤中各重金属平均单项污染程度依次为 Pb＞Cr＞As＞Cu＞Cd，除 Pb的Pi大于 1，达到轻污染程度，其余四种元素 As、Cd、Cr、Cu 的平均 Pi均小于1，为无污染水平，但各元素的单项污染指数除Cu的Pi都小于1，为清洁无污染水平，部分样点 Pb、As、Cd、Cr的单项污染指数 Pi＞1，其中 Pb和 Cd的Pi最大值分别为2.61和2.51，达到Ⅲ级中度污染水平，As、Cr的Pi最大值分别为1.01和1.43，为Ⅱ级中度污染水平。

土壤重金属的综合污染指数Pn均值为0.94，整体污染程度为警戒级，但Pn接近轻度污染级别，有31.43%样点的Pn＞1，达到轻污染程度，因此，该茶园土壤重金属整体虽处于清洁无污染程度，但部分土壤出现轻污染，其土壤质量状况仍需引起重视。

2.2.2 土壤中的硒

对茶园土壤表层中的微量元素硒含量范围为0.19～1.24mg/kg，均值为0.54mg/kg，其均值高于贵州省土壤背景值（0.37 mg/kg）和全国土壤背景值（0.29 mg/kg），分别是贵州省土壤背景值和全国土壤背景值的1.46倍和1.86倍。根据谭见安等对硒元素生态景观的界限值的划分标准，该茶园土壤达到富硒等级的样点为65.71%，达到足硒等级的样点为34.29%。

表2 土壤重金属污染指数

2.2.3 土壤酸碱度

土壤酸碱度影响着土壤中的化学反应及植物生长中对有益元素的吸收能力，茶树是一种喜酸性植物，一般生长在酸碱度（pH）值在4.0～6.5范围。对研究区茶园土壤pH在4.26～5.85之间，均值为4.98。依据无公害茶园土壤质量标准对pH值的标准，该茶园土壤环境呈酸性，适宜茶树的生长。

3 结论及建议

整体上看，该茶园基地土壤重金属污染处于清洁无污染程度，但存在Pb、As、Cd、Cr的轻度污染，应通过减少农药化肥等途径进行调控，其环境质量基本符合建立无公害茶园建设的要求。还可通过进一步大范围深入地取样分析，对茶园中茶叶的硒含量及土壤中有效态硒进行测定，或通过施加硒肥来提高土壤硒含量，建立无公害绿色富硒生态茶园，打造富硒茶叶特色品牌，促进茶园可持续发展。