池州市茶叶中重金属元素铅铬镉砷汞的测定分析

吴爱美

摘   要   采用原子吸收光谱法和原子荧光光谱法对安徽省池州市茶叶主产区的10批次茶叶样品中铅、铬、镉、砷、汞5种重金属元素的含量进行测定，评估受污染程度，为研究减污措施提供科学依据。结果表明：茶叶样品中铅铬镉砷汞5种重金属元素含量在0.001 8～4.896 0 mg·kg-1;重金属元素铅、铬、镉、砷、汞含量均不超过国家标准，但有2批次样品铅含量处于临界值。

关键词  茶叶;铅铬镉砷汞;重金属元素;测定与分析

中图分类号：S571.1   文献标志码：A   DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.16.014

茶叶是人们喜欢的主要饮品之一，随着现代生物化学技术的发展，发现茶叶中有50多种矿物元素，茶叶中除了有益物质如：茶多酚、维生素、铁、钙、磷、氨基酸等以外，还有对人体危害作用的有毒有害物质，包括重金属元素及其化合物，如铅、铬、镉、砷、汞、铜等，其中铅、铬、镉、砷、汞5种重金属元素是对人体毒性较高的重金属并具有蓄积性危害，因此《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB2762—2017）和《茶叶中铬镉汞砷及氟化物限量》（NY659—2003）规定了茶叶中铅、铬、镉、汞、砷5种重金属元素的限量分别为5.0， 5.0， 1.0， 0.3， 2.0 mg·kg-1。本实验采用原子吸收光谱法和原子熒光光谱法测定安徽省池州市茶叶主产区的10批次茶叶样品中铅铬镉汞砷的含量，评估茶叶重金属污染与超标情况，为研究减污措施和名茶的无公害生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品

样品来源于池州市茶叶主产区，在茶叶上市期间，对池州市所辖4个县区生产的各种名优茶抽样监测10批次，每批次数量为8～10个样品，共92个样品，主要是贵池区的肖坑五队茶叶、肖坑四队茶叶、杨棚茶叶，青阳县的黄石溪茶叶、九华佛茶，石台县的天方茶叶、仙寓山茶叶、石台香芽，东至县的马坑茶叶、东至云尖等，茶叶编号为C2018001～C2018010。

1.2 样品预处理

所有茶叶样品经粉碎处理，并过20目筛，储存于洁净聚乙烯瓶中，待测。

1.3 仪器

仪器主要有美国珀金埃尔默公司的PinAAcle900T原子吸收分光光度计;北京海光公司的AFS-9700原子荧光仪。

具体仪器分析条件见表1、表2。

1.4 标准使用液配制

所测的铅铬镉砷汞5种重金属元素的标准储备液均购置于国家标准物质研究中心，测定时，将5种重金属元素的标准储备液稀释至使用液。

将铅（Pb）标准储备液（1 000  mg·L-1）用（5+95）硝酸溶液逐级稀释至浓度为1.00  mg·L-1的使用液。

将铬（Cr）标准储备液（1.000 mg·mL-1）用（5+95）硝酸溶液逐级稀释至浓度为100 ng·mL-1的使用液。

将镉（Cd）标准储备液（1 000 mg·mL-1）用（1%）硝酸溶液多次稀释成浓度为100 ng·mL-1的使用液。

将汞（Hg）标准储备液（1.00 mg·mL-1）吸取1.00 mL放入100 mL容量瓶中，用重铬酸钾的硝酸溶液（0.5  g·L-1）稀释至刻度，混匀，此标准使用液浓度为10 g·mL-1。

将砷（As）标准储备液（100 mg·L-1）吸取1.00 mL放入100 mL容量瓶中，用（2+98）硝酸溶液稀释至刻度，混匀，此标准使用液浓度为1.00 mg·L-1。

1.5 回归方程和相关系数

将Pb、Cr、Cd、As、Hg 5种元素标准使用液配制成系列浓度的标准溶液，以浓度（C）为横坐标，吸光度或荧光强度（A）为纵坐标，计算回归方程、线性范围和相关系数，结果详见表3。根据测定结果说明标准曲线线性良好。

1.6 样品测定

茶叶中铅铬镉砷汞5种重金属元素的测定方法标准见表4。茶叶中铅铬镉含量用石墨炉原子吸收光谱测定法，即用石墨炉原子吸收光谱测定法测定待测液吸光度，通过标准曲线计算Pb、Cr、Cd含量。茶叶中汞砷含量用原子荧光光谱测定法，即用用原子荧光光谱法测定待测液荧光强度，通过标准曲线计算As、Hg含量。

1.6.1  铅测定

准确称取试样1.5 g于微波消解罐中加硝酸，按照微波消解的操作步骤进行消解，冷却后取出消解罐，赶酸至1.0 mL左右，并用少量水洗涤消解罐2～3次，转移到10 mL容量瓶中，然后用水定容至刻度。同时做试剂空白实验。

1.6.2 铬测定

准确称取试样0.6 g于消解罐中加硝酸，按照微波消解的操作步骤进行消解，赶酸至0.5～1.0 mL，并用少量水洗涤消解罐2～3次，转移到10 mL容量瓶中，然后用水定容至刻度。同时做试剂空白实验。

1.6.3 镉测定

准确称取试样0.5 g于消解罐中加硝酸、过氧化氢，按照微波消解的操作步骤进行消解，赶酸至近干，并用少量1%硝酸洗涤消解罐3次，转移到25 mL容量瓶中，然后用1%硝酸定容至刻度。同时做试剂空白实验。

1.6.4 总砷测定

准确称取2.5 g试样加硝酸20 mL、高氯酸4 mL、硫酸1.25 mL放置过夜，次日在电热板上加热消解，至完全消解后，用水将内溶物移入25 mL比色管中，加入硫尿+抗坏血酸溶液2 mL，然后用水定容至刻度。同时做试剂空白实验。

1.6.5 总汞测定

准确称取试样0.5 g于消解罐中加硝酸，加盖放置过夜，按照微波消解仪的标痄操作步骤进行消解，冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上，于80 ℃加热，赶去棕色气体，取出消解内罐将消化液转移至25 mL塑料容量瓶中，用少量水分3次洗涤内罐，洗涤液合并于容量瓶中并定容至刻。同时作试剂空白试验。10批次茶叶样品种金属元素含量的具体测定结果详见表5。

2 结果与分析

本次所检的本行政区域（4个县区）10批次茶叶样品5种重金属含量，铅含量为0.072 4～4.896 0 mg·kg-1，铬含量为0.709～2.489 mg·kg-1，镉含量为0.025～0.357 mg·kg-1、总砷含量为0.018～0.923 mg·kg-1、总汞含量为0.001 8～0.095 0 mg·kg-1，均不超国家标准;但铅元素有2个样品已处于临界值。茶叶中含有的这些重金属元素主要来自于土壤中的自然本底。铅铬镉砷汞对茶叶食品的污染主要是化肥、农药以及用废水灌溉农田造成的。随着环境污染的日益恶化，土壤中的铅铬镉砷汞的自然本底值还会升高，茶叶中的此类元素含量必定升高，所以控制这些区域的环境污染成为日益紧迫的事情。

3 讨论

3.1 影响检测结果的因素

3.1.1 样品前处理方法的选择

样品的前处理方法的选择对保证检测结果的准确性起着十分关键的作用，目前用于茶叶样品前处理的方法主要有湿法消解、干灰化法、微波消解、高压密闭消解等。根据大量的实验对比，我们在测定铅、铬、镉、汞元素含量时，有针对性地采用了微波消解法，充分利用其高压和密闭特点，首先用硝酸直接分解样品，然后用微波辅助加热，使得消解快速、完全，对环境影响小;我们在测定总砷元素含量时根据样品中砷方法的灵敏度和限量标准，有针对性地采用了湿法消解。

3.1.2  样品中5种元素检测方法的选择

对茶叶等食品中铅铬镉砷汞含量的检测方法较多，有电感耦合等离子体质谱法、氢化物发生原子荧光光谱法、银盐法、冷原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法等。但从稳定、灵敏、经济等方面比较[3]，我们在测定铅、铬、镉时选用了石墨炉原子吸收光谱法，检出限分别为4.00， 0.01， 0.1 μg·kg-1;我们在测定总砷和总汞时选用了氢化物原子荧光光谱法，检出限分别为0.04 mg·kg-1、0.10 μg·kg-1。

3.1.3 其他原因

1）大氣污染，工厂降尘和汽车尾气的排放，造成邻近城市和公路的茶区重金属含量较高。2）土壤和灌溉水的污染，由于茶叶经济效益比较可观，茶农对于茶叶也舍得投入，特别是对肥料方面的投入，这会使土壤酸度明显增加，从而导致重金属的可溶性相应提高[4]，另外如果茶园周边水污染严重，特别是使用工业废水和生活污水进行灌溉，也会造成重金属含量有所提高。3）加工和包装工程中的污染，如采用的金属制茶机具等。4）人为主观的因素，个别茶叶生产经营者受经济利益的驱使，违规使用色素、香精、水泥和滑石粉等物质[5]，导致茶叶中对人体有害成份包括有毒有害重金属含量的增加。

3.2 对策措施

3.2.1 提高认识，加强宣传

目前由于工业的进步和环境的恶化，重金属元素污染日益严重，不少发达国家和地区对茶叶重金属安全限量都作了更严格的规定，我国已认识到茶叶等食品中农药污染的危害，但对重金属如Cr、Cd、Pd、Cu、As、Hg等的认识还不够，在茶地的选择和化肥农药的使用以及茶叶生产加工过程中，都存在着不同程度的盲区，必须加强对茶叶生产经营者安全生产和加工的技术宣传和培训，普及茶叶质量安全知识，引导茶农科学生产、规范加工。

3.2.2 采取科学的控制措施

采取物理、化学和生物技术控制重金属污染，如调节土壤酸度、降低重金属的生物有效性，减少重金属向茶树体内的迁移;改善茶园生态环境，加强生物防治和农业防治的综合运用，减少化肥农药的不合理使用，从源头上控制重金属的污染。

3.2.3 健全茶叶质量安全保证体系

建立健全茶叶生产加工全过程的质量控制措施，严格产地环境条件、生产加工技术规程、产品包装与贮存、管理制度、产品质量等方面。重点抓好无公害优势生产基地建设、茶园科学管理措施、推进品牌战略、强化检验监管力度、实行市场准入，进而提高我国茶叶及茶产品的整体质量水平。

参考文献：

[1] 美国珀金埃尔默公司.原子吸收分析方法手册[Z].上海：珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司，2015.

[2] 北京科创海光仪器有限公司.原子荧光分析方法手册[Z].北京：北京科创海光仪器有限公司，2015.

[3] 赵彤，周慧敏.食品检测过程质量控制要素[J]. 理化检验（化学分册）， 2018，54（5）：541-543.

[4] 汪庆华，刘新.浅谈我国茶叶质量安全现状与应对措施[J].茶叶，2006，32（2）：66-69.

[5] 鲁成银.茶叶质量安全[J].茶叶，2004，30（2）：67-69.

（责任编辑：敬廷桃）