貴州湄潭縣茶園土壤和茶葉中的氟含量分析

王安俊等

摘要：通過測定貴州省湄潭縣茶園土壤及茶葉中的水溶性氟含量，研究其與土壤理化性質的關系。結果表明，上、下層土壤中水溶性氟含量分別為2.76～10.12 mg/kg（均值5.05 mg/kg）和2.59～9.50 mg/kg（均值4.51 mg/kg）。湄潭茶葉水溶性氟含量為老葉187.03～627.44 mg/kg（均值333.69 mg/kg）、嫩葉22.91～104.24 mg/kg（均值46.34 mg/kg）。湄潭茶園土壤水溶性氟與土壤有機質呈顯著正相關，茶葉水溶性氟與土壤水溶性氟呈顯著正相關。

關鍵詞：土壤；水溶性氟；土壤有機質；茶葉

中圖分類號：S571.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）16-3907-03

Abstract： The water-soluble fluorine in tea leaf and soil in tea plantation of Meitan in Guizhou province were determined. The relationship between them was studied. The results showed that the content of water soluble fluorine in top soil varied from 2.76 mg/kg to 10.12 mg/kg（average 5.05 mg/kg）. That in sub soil varied from 2.59 mg/kg to 9.50 mg/kg（average 4.51 mg/kg）. The contents of water-soluble fluorine in old and new leaf were from 187.03 mg/kg to 627.44 mg/kg （average 333.69 mg/kg）， and from 22.91 mg/kg to 104.24 mg/kg（average 46.34 mg/kg）， respectively. The correlation between water-soluble fluorine and organic matter in soils，water-soluble fluorine in leaf and soils were significantly positive.

Key words： soil； water-soluble fluorine； soil organic matter； tea leaf

氟及其化合物均以常量成分分布于自然界，為人體必需元素。適量氟可防止血管鈣化，氟不足常出現佝僂病、骨質疏松。但過量攝入氟會引起氟中毒，主要表現為氟斑牙和氟骨癥。研究表明，我國部分少數民族地區流行的氟斑牙及氟骨癥與長期飲用高氟含量的磚茶有關[1]。地氟病是貴州典型的地方病之一，但學者對貴州地氟病氟的來源卻有爭議[2，3]。茶樹有較強的富氟能力，湄潭是貴州重要的茶葉基地，研究其茶葉氟及土壤氟的關系，將為分析貴州地氟病的氟來源提供參考。茶園土壤氟是茶葉氟的主要來源，土壤水溶性氟是土壤氟的主要賦存形態，且土壤中的有機質含量直接影響土壤氟的賦存形態及水溶性氟含量[4， 5]。通過研究湄潭縣茶園土壤中的有機質與水溶性氟的關系，土壤水溶性氟與茶葉中氟含量的關系，評價土壤-茶樹系統中氟的遷移，可為揭示貴州地氟病區氟來源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

在湄潭縣茶園中選地勢平緩地段，按S形布點法確定15個采樣點，每采樣點取0～15 cm、15～30 cm深度，約1 kg土樣。同一采樣點采茶樹的老葉和嫩葉各0.5 kg。樣品經晾干、過篩后保存于塑料袋中。

1.2 儀器與試劑

FZ102型微型植物粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）、KL-UP-Ⅲ-20型超純水機（成都康寧實驗專用純化水設備廠）、Orion CHN090型氟離子復合電極（美國熱電公司）、CL-2型恒溫加熱磁力攪拌器（鄭州長城科工貿有限公司）、DZF-6050型真空干燥箱（上海博訊實業有限公司）、868型pH計（上海熱電儀器有限公司）、L550型臺式低速自動平衡離心機（長沙湘儀離心機儀器公司）、SHZ-A型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學儀器廠）。

硫酸、冰乙酸、檸檬酸三鈉、重鉻酸鉀、氯化鉀、硝酸、硫酸亞鐵、氟化鈉等均為分析純，去離子水。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制 稱取經105 ℃干燥2 h置干燥器中冷卻的氟化鈉0.221 0 g于聚乙烯瓶中，以去離子水定容至100 mL，待用；分別取氯化鈉58 g、冰乙酸57 mL、檸檬酸三鈉58.8 g于聚乙烯瓶中，加入850 mL去離子水，待完全溶解后，以10 mol/L氫氧化鈉溶液調節pH值至5.4，并用去離子水稀釋至1.0 L，得總離子強度緩沖溶液（TISAB）。

1.3.2 土壤pH值和有機質含量的測定 取土壤樣品，按照水土質量比為25∶1混合攪勻，采用電極法測定；有機質（OM）含量采用油浴加熱-重鉻酸鉀容量法測定[6]。

1.3.3 氟含量的測定 稱取土壤樣品（過60目篩）2.5 g于50 mL離心管中，加去離子水25 mL，置于30 ℃恒溫振蕩器振蕩0.5 h，取出以4 000 r/min離心10 min，取上清液10 mL于50 mL聚乙烯燒杯中，加入10 mL TISAB溶液，用氟離子選擇電極測定；稱取0.5 g茶葉樣品于三角瓶中，加入50 mL沸水，浸泡1 h，過濾，吸取20 mL茶湯于50 mL聚乙烯燒杯中，加入5 mL TISAB溶液，用氟離子選擇電極測定。endprint

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

分別吸取10 mL系列氟離子梯度濃度（0.05， 0.1，0.5，1.0，2.0，4.0 μg/mL）標準溶液于50 mL聚乙烯燒杯中，再加入10 mL TISAB溶液，用氟離子選擇電極進行測定。以標準溶液與試劑空白溶液電位之差為縱坐標，以氟離子濃度的對數值為橫坐標，繪制標準曲線，線性方程為y=54.07x+102.78，r=0.999 2。

2.2 精密度試驗

取低（0.2 mg/mL）、中（0.4 mg/mL）、高（0.6 mg/mL）氟標準溶液連續測定6次，RSD均在0.38%～1.09%，表明該儀器具有較高的精密度。

2.3 重復性試驗

分別取6份同一土壤樣品2.5 g及茶葉樣品0.5 g，按上述方法處理并檢測，結果表明該方法重復性好（表1）。

2.4 回收率試驗

精密稱取土壤、茶葉樣品各9份，做加標回收率試驗，結果表明，方法平均回收率在99.67%～100.12%。

2.5 湄潭茶園中土壤pH、有機質及土壤水溶性氟的含量

由表2可知，湄潭茶園土壤pH為3.45～4.23，土壤呈酸性。土壤有機質含量較高，在3.10%～9.07%。湄潭茶園上層和下層土壤水溶性氟含量分別在2.76～10.12 mg/kg（均值5.054 mg/kg）和2.59～9.50 mg/kg（均值4.514 mg/kg）區間。馬立峰等[7]報道的湖南省茶園土壤水溶性氟量為0.145～0.198 mg/kg；浙江省茶園土壤水溶性氟量為0.04～0.60 mg/kg，由此可見，貴州湄潭縣茶園土壤中水溶性氟含量較高。李靜等[8]報道地方病區表層土壤水溶性氟含量2.5 mg/kg，并據此認為土壤水溶性氟超過2.5 mg/kg的地區可能引起地方性氟中毒，且水溶性氟是茶樹在土壤中可吸收氟的主要部分，須高度重視茶樹的氟積累，并可將茶氟作為貴州地氟病氟源之一。

2.6 湄潭茶葉中水溶性氟的含量

表3結果表明，在老葉中，水溶性氟含量為187.03～627.44 mg/kg（均值333.69 mg/kg），嫩葉為22.91～104.24 mg/kg（均值46.34 mg/kg），老葉中水溶性氟是嫩葉含量的4.1～12.1倍，這與謝忠雷等[9]報道一致，該結果表明茶葉吸收的氟量與葉齡密切相關，成熟度越高，含氟量越高。老葉水溶性氟含量的變異系數是45.98%，嫩葉水溶性氟含量的變異系數是41.57%，即湄潭縣茶園不同地點茶葉水溶性氟含量有較大的變幅。

2.7 湄潭茶葉和土壤中的水溶性氟與土壤pH和有機質的相關性分析

湄潭縣茶園土壤（pH 3.45～4.23）水溶性氟與土壤pH無顯著相關性（P<0.05），這與喬沙等的盆栽試驗結果一致[10]；湄潭縣茶園上、下層土壤水溶性氟均與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭縣茶園土壤氟的溶出與土壤中有機質含量密切相關；上、下層土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭茶園土壤中氟在酸性條件下易于淋溶。茶葉水溶性氟與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明高有機質含量土壤有利于茶葉氟攝入。茶葉水溶性氟與土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明土壤水溶性氟是茶葉氟的來源之一。

3 小結

綜上所述，貴州湄潭茶園土壤中水溶性氟含量較高，上下層土壤水溶性氟含量并無顯著差異性；茶葉中老葉氟含量顯著高于嫩葉，不同地點茶葉氟含量有顯著差異。茶園土壤中水溶性氟含量與土壤有機質含量呈顯著正相關。

參考文獻：

[1] 姚冬琴，吳本宇.低氟區少數民族飲茶與氟中毒關系[J].中國地方病防制雜志，1993，8（3）：292-293.

[2] 劉家仁，王尚彥.貴州西部燃煤污染型地方性氟中毒病區氟源探討-以織金縣荷花村為例[J].貴州地質，2005，22（3）：192-194.

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[4] 吳衛紅，謝正苗，徐建民，等.不同土壤中氟賦存形態特征及其影響因素[J].環境科學，2002，23（2）：104-108.

[5] 王凌霞，付慶靈，胡紅青，等.湖北茶園茶葉氟含量及土壤氟分組[J].環境化學，2011，30（3）：662-667.

[6] 中國土壤學會農業化學專業委員會.土壤農業化學常規分析方法[M].北京：科學出版社，1984.

[7] 馬立峰，石元值，阮建云，等.湘、鄂磚茶主產區茶園土壤氟含量狀況及影響因素[J].茶葉科學，2002，22（1）：34-37.

[8] 李 靜，謝正苗，徐建明，等.我國氟的土壤環境質量指標與人體健康關系的研究概況[J].土壤通報，2006，37（1）：194-199.

[9] 謝忠雷，邱立民，董得明，等.茶葉中氟含量及其影響因素[J].吉林大學自然科學學報，2001（2）：81-84.

[10] 喬 沙，伊曉云，阮建云.茶園土壤氟的生物有效性研究[J].安徽農業科學，2011，39（19）：11534-11538.

（責任編輯 周有祥）endprint

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

分別吸取10 mL系列氟離子梯度濃度（0.05， 0.1，0.5，1.0，2.0，4.0 μg/mL）標準溶液于50 mL聚乙烯燒杯中，再加入10 mL TISAB溶液，用氟離子選擇電極進行測定。以標準溶液與試劑空白溶液電位之差為縱坐標，以氟離子濃度的對數值為橫坐標，繪制標準曲線，線性方程為y=54.07x+102.78，r=0.999 2。

2.2 精密度試驗

取低（0.2 mg/mL）、中（0.4 mg/mL）、高（0.6 mg/mL）氟標準溶液連續測定6次，RSD均在0.38%～1.09%，表明該儀器具有較高的精密度。

2.3 重復性試驗

分別取6份同一土壤樣品2.5 g及茶葉樣品0.5 g，按上述方法處理并檢測，結果表明該方法重復性好（表1）。

2.4 回收率試驗

精密稱取土壤、茶葉樣品各9份，做加標回收率試驗，結果表明，方法平均回收率在99.67%～100.12%。

2.5 湄潭茶園中土壤pH、有機質及土壤水溶性氟的含量

由表2可知，湄潭茶園土壤pH為3.45～4.23，土壤呈酸性。土壤有機質含量較高，在3.10%～9.07%。湄潭茶園上層和下層土壤水溶性氟含量分別在2.76～10.12 mg/kg（均值5.054 mg/kg）和2.59～9.50 mg/kg（均值4.514 mg/kg）區間。馬立峰等[7]報道的湖南省茶園土壤水溶性氟量為0.145～0.198 mg/kg；浙江省茶園土壤水溶性氟量為0.04～0.60 mg/kg，由此可見，貴州湄潭縣茶園土壤中水溶性氟含量較高。李靜等[8]報道地方病區表層土壤水溶性氟含量2.5 mg/kg，并據此認為土壤水溶性氟超過2.5 mg/kg的地區可能引起地方性氟中毒，且水溶性氟是茶樹在土壤中可吸收氟的主要部分，須高度重視茶樹的氟積累，并可將茶氟作為貴州地氟病氟源之一。

2.6 湄潭茶葉中水溶性氟的含量

表3結果表明，在老葉中，水溶性氟含量為187.03～627.44 mg/kg（均值333.69 mg/kg），嫩葉為22.91～104.24 mg/kg（均值46.34 mg/kg），老葉中水溶性氟是嫩葉含量的4.1～12.1倍，這與謝忠雷等[9]報道一致，該結果表明茶葉吸收的氟量與葉齡密切相關，成熟度越高，含氟量越高。老葉水溶性氟含量的變異系數是45.98%，嫩葉水溶性氟含量的變異系數是41.57%，即湄潭縣茶園不同地點茶葉水溶性氟含量有較大的變幅。

2.7 湄潭茶葉和土壤中的水溶性氟與土壤pH和有機質的相關性分析

湄潭縣茶園土壤（pH 3.45～4.23）水溶性氟與土壤pH無顯著相關性（P<0.05），這與喬沙等的盆栽試驗結果一致[10]；湄潭縣茶園上、下層土壤水溶性氟均與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭縣茶園土壤氟的溶出與土壤中有機質含量密切相關；上、下層土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭茶園土壤中氟在酸性條件下易于淋溶。茶葉水溶性氟與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明高有機質含量土壤有利于茶葉氟攝入。茶葉水溶性氟與土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明土壤水溶性氟是茶葉氟的來源之一。

3 小結

綜上所述，貴州湄潭茶園土壤中水溶性氟含量較高，上下層土壤水溶性氟含量并無顯著差異性；茶葉中老葉氟含量顯著高于嫩葉，不同地點茶葉氟含量有顯著差異。茶園土壤中水溶性氟含量與土壤有機質含量呈顯著正相關。

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[10] 喬 沙，伊曉云，阮建云.茶園土壤氟的生物有效性研究[J].安徽農業科學，2011，39（19）：11534-11538.

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2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

分別吸取10 mL系列氟離子梯度濃度（0.05， 0.1，0.5，1.0，2.0，4.0 μg/mL）標準溶液于50 mL聚乙烯燒杯中，再加入10 mL TISAB溶液，用氟離子選擇電極進行測定。以標準溶液與試劑空白溶液電位之差為縱坐標，以氟離子濃度的對數值為橫坐標，繪制標準曲線，線性方程為y=54.07x+102.78，r=0.999 2。

2.2 精密度試驗

取低（0.2 mg/mL）、中（0.4 mg/mL）、高（0.6 mg/mL）氟標準溶液連續測定6次，RSD均在0.38%～1.09%，表明該儀器具有較高的精密度。

2.3 重復性試驗

分別取6份同一土壤樣品2.5 g及茶葉樣品0.5 g，按上述方法處理并檢測，結果表明該方法重復性好（表1）。

2.4 回收率試驗

精密稱取土壤、茶葉樣品各9份，做加標回收率試驗，結果表明，方法平均回收率在99.67%～100.12%。

2.5 湄潭茶園中土壤pH、有機質及土壤水溶性氟的含量

由表2可知，湄潭茶園土壤pH為3.45～4.23，土壤呈酸性。土壤有機質含量較高，在3.10%～9.07%。湄潭茶園上層和下層土壤水溶性氟含量分別在2.76～10.12 mg/kg（均值5.054 mg/kg）和2.59～9.50 mg/kg（均值4.514 mg/kg）區間。馬立峰等[7]報道的湖南省茶園土壤水溶性氟量為0.145～0.198 mg/kg；浙江省茶園土壤水溶性氟量為0.04～0.60 mg/kg，由此可見，貴州湄潭縣茶園土壤中水溶性氟含量較高。李靜等[8]報道地方病區表層土壤水溶性氟含量2.5 mg/kg，并據此認為土壤水溶性氟超過2.5 mg/kg的地區可能引起地方性氟中毒，且水溶性氟是茶樹在土壤中可吸收氟的主要部分，須高度重視茶樹的氟積累，并可將茶氟作為貴州地氟病氟源之一。

2.6 湄潭茶葉中水溶性氟的含量

表3結果表明，在老葉中，水溶性氟含量為187.03～627.44 mg/kg（均值333.69 mg/kg），嫩葉為22.91～104.24 mg/kg（均值46.34 mg/kg），老葉中水溶性氟是嫩葉含量的4.1～12.1倍，這與謝忠雷等[9]報道一致，該結果表明茶葉吸收的氟量與葉齡密切相關，成熟度越高，含氟量越高。老葉水溶性氟含量的變異系數是45.98%，嫩葉水溶性氟含量的變異系數是41.57%，即湄潭縣茶園不同地點茶葉水溶性氟含量有較大的變幅。

2.7 湄潭茶葉和土壤中的水溶性氟與土壤pH和有機質的相關性分析

湄潭縣茶園土壤（pH 3.45～4.23）水溶性氟與土壤pH無顯著相關性（P<0.05），這與喬沙等的盆栽試驗結果一致[10]；湄潭縣茶園上、下層土壤水溶性氟均與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭縣茶園土壤氟的溶出與土壤中有機質含量密切相關；上、下層土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明湄潭茶園土壤中氟在酸性條件下易于淋溶。茶葉水溶性氟與土壤有機質呈顯著正相關（P<0.05），表明高有機質含量土壤有利于茶葉氟攝入。茶葉水溶性氟與土壤水溶性氟呈顯著正相關（P<0.05），表明土壤水溶性氟是茶葉氟的來源之一。

3 小結

綜上所述，貴州湄潭茶園土壤中水溶性氟含量較高，上下層土壤水溶性氟含量并無顯著差異性；茶葉中老葉氟含量顯著高于嫩葉，不同地點茶葉氟含量有顯著差異。茶園土壤中水溶性氟含量與土壤有機質含量呈顯著正相關。

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[10] 喬 沙，伊曉云，阮建云.茶園土壤氟的生物有效性研究[J].安徽農業科學，2011，39（19）：11534-11538.

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