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浅析茶叶中土壤重金属汞元素的富集及安全评价

时间:2024-01-14 09:30:01 来源:网友投稿

黄成婷

(贵州绿兴清源环保有限责任公司,贵州 贵阳 550001)

近年来,贵州省围绕实施黔茶走出去战略,通过多种途径使茶叶文化与茶叶行业得到极大的发扬。贵州茶叶在兴盛期间,茶叶饮品越来越物美价廉,这使得市场上竞争不断增强,茶叶行业更是不断完善,向基地化、生态化建设,这让贵州茶叶产业蒸蒸日上,不仅提高农户收入,更成为农村独有的特色产业,社会民众所关心的不仅是茶叶饮品的品种或味道,而是在健康安全的大前提下,追求高质量的绿色品质,为贵州茶叶饮品输出的健康安全考虑,本文探索跟踪土壤中重金属汞元素三年期间在茶叶中的富集情况,并详细分析其富集规律及安全性评价。

当重金属累计达到一定限度后就会对土壤中种植植物造成影响,严重威胁到经济建设与生物安全。关于土壤重金属含量及在茶叶中的溶出特征技术已经有所研究。比如西南大学报道了茶叶中重金属的残留和累积过程研究[1],四川农业大学做了茶叶重金属污染及其治理的研究[2],提到Hg在自然条件下是以硫化物的形式存在,会对周围环境产生影响,还有茶园土壤中重金属污染的研究环境科技[3]中提到污染物Zn、Mn重金属污染问题,以及还有专家学者提出土壤的表层对Hg的吸附能力较强[4],因此,在贵州这个土壤重金属背景值比较高的地区,针对土壤高背景重金属地区茶叶的安全性和重金属Hg元素在茶叶中的迁移是一个值得深入研究的方向。

2.1 研究内容

通过研究西南地区某小型茶叶基地内茶叶的生长,通过三年的调查、采样监测和分析,对茶叶及土壤中重金属元素(Hg)进行研究,找出茶叶在三年期间与相应的茶区土壤中重金属的富集规律。

2.2 研究意义

茶叶质量关系到广大人民群众的身体健康和生命安全,人们对茶叶质量要求不仅限于色、香、味的界定,而且对茶叶质量和安全更加关注,大家追求无重金属污染,对身体无害的无公害茶叶。因此,研究茶叶中重金属汞元素的迁移及富集,能进一步提升贵州茶叶质量的有力支撑。更能推动发扬我省茶叶的产业优化,最重要的是能为我省对外输出的茶叶安全品质提供参考依据,支持茶产业的外输出。

3.1 采样方法及分析测定

3.1.1 土壤样品的采集

采集0~20 cm耕作层土壤,每个采样点的深度及采样量一致。并把一个采样单元内5个采样点所采的土样均匀混合,制成一个混合样,共10个混合样。

3.1.2 茶叶样品的采集

茶树叶、茶叶成品供试茶:取土壤采样点就近茶树叶片,5个采样点所采的鲜茶均匀混合,制成一个混合样,共制成10个混合样。

茶树叶芽、叶芽成品供试茶:取土壤采样点就近茶树叶芽,混合制成成品供试茶作为一个混合样。

3.1.3 分析测定

土壤分析测定按照《NY T395-2000农田土壤环境质量监测技术规范》进行测定,茶叶分析测定按照《GB-2762-2017-食品安全国家标准-食品中污染物限量》。

3.1.4 土壤和茶叶常规监测

常规监测每年一次,监测时间为三年,调查及样品采集工作为2018~2020年,采集茶园土壤样、茶青样、茶青混合样来获取茶园土壤样品Hg元素(指标)的分析测试数据;
采用网格加图斑监测茶叶及土壤均采样采用“X”形布设子样点,此方法适用范围面积较小、地势相对平坦、土壤物质,中心点设在对角线相交处,监测面积0.1平方公里,共布设采样点10个。采样点避开茶园边、沟边、路边或表层土被破坏处。样品分析单位采用具有CMA资质的检测机构进行分析。

3.2 监测结果统计

2018~2020年的监测结果见表1与表2。

表1 三年(2018~2020年)土壤监测数据统计

表2 三年(2018~2020年)茶青监测数据统计

4.1 评价方法

茶园土壤环境评价依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)[5],选取土壤中汞(Hg)元素含量及酸碱度pH值对耕地土壤环境质量的影响程度进行单指标评价,评价方法采用土壤单项污染指数法[6]。

4.2 评价标准

参考《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)风险筛选值中的标准,见表3。

表3 土壤环境质量主要指标 单位:mg/kg

4.3 评价结果

根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)风险筛选值中的标准,本次监测样品中,未见Hg超标样品。根据土壤环境地球化学等级划分标准,土壤Hg地球化学等级均为一级,占采样总数的100%。

茶园土壤是茶叶中金属元素的主要来源。金属元素通过茶树根系由土壤向茶叶中迁移并发生累积,通常用富集系数来反映其富集程度和迁移能力大小[7],生物富集系数计算公式:BCF=Ci/Si,Ci为地上部第i个植物样品的重金属含量;
Si为对应土壤样品重金属含量[8]。富集系数愈大表明作物越易从土壤中吸收该元素,其迁移性越强。研究地连续三年茶叶土壤中重金属Hg元素平均值及富集系数见表4、表5,由此可见,重金属Hg的富集系数逐渐变小,证明茶叶中Hg元素的迁移能力弱。

表4 重金属元素富集系数统计表

按照《茶叶中铬镉汞砷及氟化物限量》(NY659-2003)中农产品中汞元素限量值为5 mg/kg,采用单因子指数法[9]对茶叶进行安全性进行评价,计算公式:Eij=Cij/Lij;
Eij—农产品i中污染物j的单因子超标指数;
Lij—农产品i中污染物j的食品国家安全标准限值;
Cij—农产品i中污染物j的含量值测定,单位与Lij保持一致。Eij值的大小,将农产品超标程度分为3级,Eij≤1.0,则未超标;
1.0eij>2.0,则为重度超标。< p>

表5 茶叶、土壤Hg元素生物富集系数表

根据本次测试数据,计算得出Eij值为0.002~0.11之间,Eij≤1.0,因而本次研究的茶叶样品中重金属Hg元素含量未超标。

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