貴州石阡苔茶產(chǎn)區(qū)土壤和茶葉中重金屬的監(jiān)測(cè)與污染評(píng)價(jià)

謝再波　李干蓉　王先華　伍春艷　全麗　王仁　強(qiáng)小燕

摘要 采集貴州銅仁石阡苔茶3個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)茶區(qū)的土壤和茶葉樣品，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定樣品中的砷、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鎳、鋅等重金屬含量，根據(jù)當(dāng)前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子污染指數(shù)法、Nemerow綜合污染指數(shù)法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：茶園土壤中8種重金屬含量均未超標(biāo)，未受重金屬污染;相應(yīng)土壤生長(zhǎng)的茶葉未受到重金屬污染，符合國(guó)家綠色、有機(jī)、無(wú)公害的標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)具有發(fā)展無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色食品茶葉的土壤環(huán)境條件。

關(guān)鍵詞 石阡苔茶;重金屬;污染評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：X132 文章標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.072

茶產(chǎn)業(yè)是貴州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)第一產(chǎn)業(yè)和貴州省第一出口農(nóng)產(chǎn)品，是助推脫貧攻堅(jiān)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推手。2019年，貴州省茶葉產(chǎn)量達(dá)40.1萬(wàn) t，總產(chǎn)值451.2億元，茶園面積700萬(wàn)畝，連續(xù)七年居全國(guó)第一[1]。《貴州省十大千億級(jí)工業(yè)產(chǎn)業(yè)振興行動(dòng)方案》指出，到2022年，茶葉制品總產(chǎn)值要達(dá)到600億元以上，同時(shí)要按綠色、有機(jī)、無(wú)公害要求，建立原料和加工產(chǎn)品可追溯的質(zhì)量控制體系。

貴州省石阡縣擁有良好的生態(tài)環(huán)境條件，是貴州省高品質(zhì)茶——石阡苔茶的重要產(chǎn)區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)化茶園建設(shè)重點(diǎn)地區(qū)。為全面弄清石阡產(chǎn)茶區(qū)茶園土壤和茶葉中重金屬的污染現(xiàn)狀，本研究對(duì)該地區(qū)茶園中土壤和茶葉的重金屬含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和污染評(píng)價(jià)，以期為防治重金屬污染、茶葉規(guī)劃種植以及貴州茶葉品牌建設(shè)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

對(duì)貴州省銅仁市石阡苔茶產(chǎn)區(qū)聚鳳鄉(xiāng)、五德鎮(zhèn)內(nèi)3個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)茶區(qū)6個(gè)茶園（研究區(qū)）中的土壤和茶葉進(jìn)行采樣。每個(gè)茶園設(shè)6個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)取2個(gè)混合樣，根據(jù)土層厚度分別取0～20 cm、20～40 cm混合樣，共采集土壤樣品72個(gè)，縮分后混合樣12個(gè)，研磨過(guò)100目篩，用于重金屬的測(cè)試分析。

采集土壤的同時(shí)，在相應(yīng)位置采集對(duì)應(yīng)土壤中茶樹(shù)的茶葉樣品，茶葉樣品與土壤樣品的采集比例為1∶2。采集時(shí)間選擇在夏季，主要采集綠茶葉片，共采集茶葉樣品36個(gè)，縮分綜合后混合樣6個(gè)，茶葉樣品經(jīng)干燥、粉碎、過(guò)20目篩后密封備用。

1.2 測(cè)定方法

土壤和茶葉經(jīng)高壓密封罐高溫消解后定容，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行測(cè)定。試劑：稀硝酸、鹽酸，檢測(cè)儀器：制備好的試樣用稀硝酸緩慢冷消解約8 h后，在石墨爐上于85℃加熱15 min，然后在115℃下加熱2 h;隨后冷卻并用鹽酸定容，再用等離子體發(fā)射光譜和質(zhì)譜儀綜合分析。

1.3 評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 重金屬污染評(píng)價(jià)方法 采用單因子污染指數(shù)法和Nemerow綜合污染指數(shù)法。單因子污染指數(shù)法：根據(jù)不同的Pi值范圍<0.7、0.7～1.0、>1.0，將質(zhì)量等級(jí)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，等級(jí)分為清潔、尚清潔、超標(biāo)。Nemerow綜合污染指數(shù)法：根據(jù)不同的PN值范圍PN≤0.7、0.73.0將質(zhì)量等級(jí)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)，對(duì)應(yīng)的污染等級(jí)為安全、警戒、輕污染、中污染、重污染。

1.3.2 重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 土壤中重金屬污染采用《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件》《無(wú)公害食品茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件》和《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)[2-4]。農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值（pH≤5.5）：As（40 mg/kg）、Cd（0.3 mg/kg）、Cr（150 mg/kg）、Cu（50 mg/kg）、Pb（70 mg/kg）、Hg（1.3 mg/kg）、Ni（60 mg/kg）、Zn（200 mg/kg）。茶葉中重金屬污染采用《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氟化物限量》《食品中污染限量》《綠色食品茶葉》等進(jìn)行評(píng)價(jià)[5-7]。綜合以上標(biāo)準(zhǔn)，取最新最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值：砷（<0.5mg·kg-1）、鎘（<0.5mg·kg-1）、鉻（<5mg·kg-1）、銅（<30mg·kg-1）、汞（<0.3mg·kg-1）、鉛（<2mg·kg-1）。

2 測(cè)定結(jié)果與分析

2.1 土壤樣品總體重金屬含量情況

石阡苔茶產(chǎn)區(qū)土壤類(lèi)型大部分為紅黃壤、黃棕壤，pH在3.92～5.45，平均值為4.49，偏酸性[8]。因此，重金屬的評(píng)價(jià)按酸性級(jí)別進(jìn)行。8種重金屬在6個(gè)茶園土壤中含量均未超標(biāo)，但不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的茶園中含量有所差異，重金屬含量波動(dòng)最大的為五德鎮(zhèn)A、五德鎮(zhèn)B茶園的鎘，變異系數(shù)75%、42%（表1）。

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量和污染指數(shù)評(píng)價(jià)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以Nemerow綜合污染指數(shù)（PN）為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行劃分。根據(jù)單因子污染指數(shù)分析，研究區(qū)土壤樣品中重金屬污染均未超標(biāo)，且8種重金屬的單因子污染指數(shù)最小為0.18，最大為0.79，說(shuō)明土壤未受重金屬污染;但五德鎮(zhèn)B區(qū)的Cd和Cu的單因子污染指數(shù)值超過(guò)0.70，分別為0.71、0.79，該區(qū)的單因子污染水平為尚清潔。

根據(jù)Nemerow污染指數(shù)分析，聚鳳鄉(xiāng)、五德鎮(zhèn)A區(qū)茶園土壤的PN值分別為0.65、0.70，均≦0.70，在安全、清潔的范圍內(nèi)，土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)，表明土壤未受重金屬污染;五德鎮(zhèn)B區(qū)茶園土壤的PN值為0.82，在警戒、尚清潔的范圍，土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ級(jí)，應(yīng)當(dāng)引起重視（表2）。

2.3 茶葉中重金屬污染評(píng)價(jià)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和茶葉中各重金屬含量，計(jì)算單因子污染指數(shù)和Nemerow污染指數(shù)，研究所采集的樣品基本符合一級(jí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，即單項(xiàng)污染指數(shù)PN<0.7，Nemerow指數(shù)PN<0.7。符合國(guó)家綠色、有機(jī)、無(wú)公害的標(biāo)準(zhǔn)，但值得注意的是，聚鳳鄉(xiāng)茶園中茶葉樣品Pb的含量為1.54 mg/kg，接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2.0 mg/kg，單項(xiàng)污染指數(shù)Pi=0.77，該產(chǎn)茶區(qū)Nemerow指數(shù)PN=0.59，相比其他茶園偏高（表3）。

3 結(jié)論

研究區(qū)土壤重金屬污染均未超標(biāo)，含量在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)茶園的土壤中有所差異，8種重金屬的單因子污染指數(shù)值較小，總體表明土壤未受重金屬污染，具有發(fā)展無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色食品茶葉種植的土壤環(huán)境條件。研究區(qū)茶葉未受到重金屬污染，符合國(guó)家綠色、有機(jī)、無(wú)公害的標(biāo)準(zhǔn)。盡管研究區(qū)土壤和茶葉并未受到重金屬污染，但五德鎮(zhèn)B區(qū)茶園土壤的PN值為0.82，在警戒、較為清潔的范圍，Nemerow指數(shù)PN=0.59，相比其他茶園略高。因此，建議采取有效措施，進(jìn)一步調(diào)查茶園的污染源和土壤背景值，優(yōu)化茶園規(guī)劃和工業(yè)布局，加強(qiáng)茶農(nóng)科普教育，科學(xué)防蟲(chóng)施肥，保持土壤環(huán)境條件，以確保茶葉生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Monitoring and Pollution Assessment of Heavy Metals in Soil and Tea in Shiqiantai Tea Producing Area of Guizhou Province

XIE Zai-bo et al（Tongren Polytechnic College， Tongren， Guizhou 554300）

Abstract Soil and tea samples were collected from three key tea producing areas of Shiqian tea in Tongren，Guizhou Province.The contents of arsenic， cadmium， chromium，copper，lead，mercury，nickel，zinc and other heavy metals in the samples were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）.The results showed that the contents of eight heavy metals in tea garden soil were not over the standard and were not polluted by heavy metals;meanwhile，the tea growing in the corresponding soil was not polluted by heavy metals，which met the national green，organic and pollution-free standards.The study area has the soil environmental conditions for the development of pollution-free agricultural products and green food tea.

Key words Shiqian tea; Heavy metal; Pollution assessment

基金項(xiàng)目 銅仁市科技計(jì)劃項(xiàng)目（銅市科研[2018]35號(hào)、銅市科研[2020]115號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介 謝再波（1983–），男，博士研究生，研究方向：土壤地球化學(xué)、油氣地球化學(xué)。

收稿日期 2020–06–19