海南主要咖啡種植基地環境質量評價

徐 志，劉春華，李春麗，吳曉春，茍亞峰

（1.中國熱帶農業科學院分析測試中心，海南 海口 571101；2.中國熱帶農業科學院香料飲料研究所，海南 萬寧 571533）

1 引言

咖啡為茜草科咖啡屬，是一種原產于埃塞俄比亞的熱帶、亞熱帶多年生常綠灌木或小喬木。它與茶葉、可可并稱為世界3大飲料作物。咖啡中含有咖啡因、咖啡堿、綠原酸、多酚類化合物等多種活性物質，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抑菌、消脂等營養保健作用［1～4］。隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，飲用咖啡的人逐漸增多，消費者對咖啡質量的要求也越來越高。其中土壤和灌溉水環境質量與農產品質量的關系最為密切，是生態環境的重要組成部分，是影響咖啡質量的主要因素之一。只有對土壤和灌溉水環境進行及時有效地監測，才能為生產安全、無污染、高質量的咖啡產品提供有力保障。海南的咖啡在全國的咖啡生產中占有相當重要的地位［5～8］。海南的咖啡主要分布在瓊海、萬寧和澄邁等地區，因此本文對瓊海、萬寧和澄邁等地區的主要咖啡種植基地的產地環境進行了質量評價。

2 材料與方法

2.1 研究區概況

海南省位于中國的最南端，地處北緯3°20′～20°18′，東經107°10′～119°10′，全省包括海南島和中沙、西沙、南沙群島及其周圍廣闊的海域。海南省地處熱帶，屬熱帶季風氣候。全島中部地區氣溫較低，西南部較高，年均氣溫23.8℃，1月份平均氣溫17.2℃，7月份平均氣溫28.4℃，可謂夏無酷夏，冬無嚴寒。海南雨量充沛，年均降雨量1500～2000 mm。年平均日照1750～2700h，干濕季分明，光、熱資源充足，非常適合咖啡的種植。

2.2 環境質量監測

2.2.1 樣品采集標準

環境數據的采集工作參照《NY 5023－2002無公害食品 熱帶水果產地環境條件》列舉規范執行［9］，其中土壤環境質量指標測定的采樣按照《NY／T 395－2000農田土壤環境質量監測技術規范》執行［10］；水質量指標測定的采樣按照《NY／T 396－2000農用水源環境質量監測技術規范》執行［11］。

2.2.2 土壤環境質量監測

（1）布點原則。以能代表整個產地監測區域為原則，堅持最優監測，優先監測代表性強、有可能造成污染最不利的方位、地塊。

（2）采樣。土壤樣品是指采樣點周圍采集的若干點的均勻混合樣。組成混合樣的分點數根據采樣面積、地形條件和土壤差異大小而定。2010年8月至2011年6月對海南咖啡主要種植基地文昌、萬寧和澄邁等地進行采樣，根據各地區的的種植規模，確定各地區樣品的數量，分別按棋盤式法分別布設30個采樣點，以蛇形法分別布設40個采樣點，以梅花點法分別布設30個采樣點，采用多點采樣的混合樣品，采樣深度為0～20cm；土壤樣品采集1kg左右。采樣過程中嚴格避免與金屬器具的接觸，以免污染土壤樣品。采樣后，土樣全部倒在牛皮紙上壓碎土塊，除去植物根莖、葉等雜物，鋪成薄層，在室溫下經常翻動，充分風干，防止陽光直射和灰塵落入。風干后的土樣，用木棒碾碎后，通過20目尼龍篩，篩下樣品反復按四分法縮分，再用瑪瑙研缽磨細，通過100目尼龍篩，混勻裝袋備用。

2.2.3 灌溉水環境質量監測

（1）布點原則。農用水源環境監測的布點原則要從水污染對農業生產的危害出發，突出重點，照顧一般的原則，即優先布點監測代表性強，最有可能對產地環境造成污染的方位、水源（系）或產品生產過程中對其質量有直接影響的水源。對于面積僅幾公頃至幾十公頃直接引用水灌溉的小灌區，可在灌區進水口布設監測點。用于灌溉農田的地下水監測點數量，一般在機井的出水口處設一個監測點。

（2）樣品采集。在灌溉水源頭處設置采樣點8個。

2.3 環境質量的標準

2.3.1 環境質量的評價依據

參照《NY 5023－2002無公害食品 熱帶水果產地環境條件》規范，確立水質測定指標為:六價鉻、總汞、銅、鋅、鉛、鎘、氟化物、總砷、氰化物和氯化物，共10項。確立土壤測定指標為:六六六、滴滴涕、總砷、總汞、總鉻、銅、鉛、鎘，共8項。檢測方法按《NY 5023－2002無公害食品 熱帶水果產地環境條件》規范執行。

2.3.2 環境質量的評價標準

環境質量標準是環境質量評價的依據，此次產地環境質量安全評價以《NY 5023－2002無公害食品熱帶水果產地環境條件》作為評價標準，土壤環境質量要求見表1，灌溉水環境質量要求見表2。

表1 土壤環境質量要求

表2 灌溉水環境質量要求

對于個別單項測定結果高于評價標準指標的，需要對采樣點作綜合污染指數評價，參照綜合污染指數評價標準，評價該基地的環境水平。

2.4 環境質量的評價原則及方法

2.4.1 環境質量的評價原則

各環境要素的嚴控指標不能超標，超標1項，即視為不合格；若環境要素的一般控制指標1項或多項超標，則還需進行綜合污染指數評價，且綜合污染指數不得超過1，綜合污染指數超過1，視為不合格。參照土壤、水綜合評價標準，對每個采樣點進行綜合評價，對該點環境做出分級評價。

2.4.2 環境質量的評價方法

采用中國綠色食品發展中心推薦的單項污染指數法、綜合污染指數法進行現狀評價見表3，具體計算結果見表4。

表3 環境污染分級標準

單項污染指數:

式中Pi為污染物i的污染指數；Ci為污染物i的實測濃度；Wi為污染物i的評價標準濃度。

綜合污染指數:

式中P綜合為某產區的綜合污染指數；Pimax為所有污染物的平均污染指數；Pi為所有污染物中污染最大的污染指數。

3 結果與分析

3.1 土壤環境質量結果分析

根據土壤質量監測結果和土壤污染物評價標準值，計算出土壤各項污染物污染指數見表4。

表4 咖啡土壤中各污染物結果

從咖啡土壤污染物監測評價結果可以得到以下結論:海南咖啡主要種植基地鎘的總檢出率為100%，檢出濃度從0.0312～0.105mg／kg，污染指數從0.10～0.48；砷的總檢出率為100%，檢出濃度從3.67～5.28mg／kg，污染指數從0.12～0.18；汞的總檢出率為100%，檢出濃度從0.029～0.096g／kg，污染指數從0.064～0.192；鉻的總檢出率100%，檢出濃度從63.9～111.4mg／kg，污染指數從0.56～0.93；鉛的總檢出率為100%，檢出濃度從32.8～114.5mg／kg，污染指數從0.22～0.76；銅的總檢出率為100%，檢出濃度從8.123～46.5mg／kg，污染指數從0.06～0.31；六六六和滴滴涕均無檢出。綜上所述，所檢測的海南咖啡主要基地的各單項污染指數均小于1，說明所檢測海南咖啡主要種植基地土壤環境良好。

3.2 灌溉水環境質量結果分析

根據各基地灌溉水樣品的監測結果和水質中各污染物評價標準值，計算出灌水樣品中各項污染物污染指數見表5。

表5 咖啡灌溉水中各污染物結果

從咖啡灌溉水中各污染物監測結果可以看出:海南各基地的灌溉水樣品的各項指標單項污染指數均小于1，符合綠色食品、無公害食品產地環境評價標準中農田灌溉水用水環境質量要求。

4 結語

通過對海南主要咖啡基地土壤和灌溉水的監測分析，依據中華人民共和國農業行業標準《NY 5023－2002無公害食品 熱帶水果產地環境條件》中有關土壤和灌溉水等環境質量標準所規定的污染物控制指標及控制值，按照中國綠色食品發展中心推薦的單項污染指數法、綜合污染指數法進行現狀評價，海南主要咖啡種植基地的產地環境質量總體狀況良好，處于“尚清潔”及“清潔”水平，但是由于受采樣點范圍和樣品數量的局限，采樣點土壤和灌溉水各項污染物的含量值及最終結果只能大體說明海南咖啡主要種植基地土壤和灌溉水的生態環境是否適合發展綠色咖啡食品，而不能說明所有區域或范圍的情況。對于某個具體區域或范圍是否適合發展綠色咖啡食品，則還需要進一步采樣分析。

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［5］董云萍.世界咖啡產銷動態及海南咖啡產業發展對策［J］.熱帶農業科技，2007，3（3）:14～21.

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［9］中華人民共和國農業部.NY 5023－2002無公害食品 熱帶水果產地環境條件［S］.北京:中華人民共和國農業部，2002.

［10］中華人民共和國農業部.NY／T 395－2000農田土壤環境質量監測技術規范［S］.北京:中華人民共和國農業部，2000.

［11］中華人民共和國農業部.NY／T 396－2000農用水源環境質量監測技術規范［S］.北京:中華人民共和國農業部，2000.