降低煙葉重金屬危害途徑的探討

楊龍彥（廣西中煙工業有限責任公司，廣西南寧530001）

降低煙葉重金屬危害途徑的探討

楊龍彥（廣西中煙工業有限責任公司，廣西南寧530001）

根據多年來國內外煙葉重金屬的研究進展，系統分析了煙葉重金屬的來源，探討了煙葉重金屬對煙草代謝機能、煙葉品質等方面產生的危害。提出了預防和減輕煙葉重金屬危害的途徑。

煙葉；重金屬；危害

隨著人們對吸煙與健康問題的日益關注，卷煙安全性越來越受到重視，其中煙草與重金屬的關系研究已成為國內外煙草研究的熱點之一[1]。重金屬在卷煙燃燒過程中以氣溶膠或金屬氧化物的形式隨主流煙氣進入人體，對人體造成潛在的威脅。煙葉中重金屬含量與土壤重金屬含量及生態環境密切相關，并受到品種、氣候和栽培措施等因素綜合作用[2]。弄清影響煙葉重金屬含量的因素并加以預防和控制，對安全生產、提高煙葉品質及保障煙民健康均具有重要意義。

1 重金屬的概況

重金屬其原義是指密度大于或等于5g/cm的金屬，約有45種。在環境科學中，根據其環境效應和對生命體的毒性作用，稱為重金屬元素[3]。在食品衛生中，接照金屬毒理學，將那些非人體必需的、易在體內蓄積，從而對人體產生危害的金屬元素劃分為重金屬。重金屬污染物在環境中難以降解，能在動植物體內積累，通過食物鏈逐步富集，最后進入人體造成危害，是威脅人類健康的重大污染物之一。

2 重金屬的來源

煙葉中的重金屬，主要是指鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）、砷（As）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鎳（Ni）等。煙葉易于吸收和富集重金屬，在煙葉生長發育過程中，其吸收重金屬的方式主要從煙葉表面和煙株根部進行[4]。煙葉重金屬污染受產煙區土壤、大氣污染物的沉降、降水、地表水、地下水等環境條件和化肥、農藥、農膜等農用物資及農事活動等諸多因素的影響和制約。

2.1 土壤因素

魏益華等人[5]研究表明，土壤重金屬污染是煙葉中重金屬的主要來源，且土壤對煙葉中砷、銅、鉛、鋅和汞的含量具有決定性作用。郎思曼等[6]研究表明，鎘和鉛是當前我國烤煙葉片中主要的重金屬元素，鎘污染在土壤中更為普遍是由鎘較強的遷移能力和生物有效性決定的。

大量研究顯示，土壤pH值與煙葉鎳、鎘、鉛、銅、鋅、錳含量呈顯著負相關，土壤酸度是煙葉中鎘和鎳的最主要影響因子，煙葉對重金屬的吸收還受土壤粘粒含量和土壤有機碳的影響。近年來，城市廢棄物的使用是使鎘和鎳在煙葉中的含量顯著提高的又一重要因素。

2.2 大氣及環境因素

大氣中飄散的灰塵、霧氣和和廢氣等，通過沉降或降水進入土壤，導致土壤污染。特別是城鎮周圍和交通道路兩旁的田地，易受汽車尾氣的影響。鉛在植株中的含量以葉中最高，公路兩側作物鉛含量遠高于遠離公路的作物，說明大氣中的鉛含量與農作物鉛含量直接相關。

煙株中重金屬的積累隨地點和年份而不同。云南和貴州煙葉鎘含量明顯高于其他省份，不同國家煙葉中砷、鎘、鉛、汞的含量在不同年度間均存在很大變化，而且這種變化與環境變化一致。

2.3 農藥及化肥因素

作物的農藥施用量逐年增大，施用方法也不盡科學。有的直接施入土壤，有的噴施于作物體上，約有一半飄落到土壤、大氣和水中。由于農藥殘效期長，特別是砷、汞等農藥，污染土壤、大氣和水環境，危害人體健康。

長期大量施用化肥，會導致土壤的凈化能力降低。影響肥料中重金屬含量的主要原因是肥料生產的原料和生產工藝，特別是化學磷肥以含有一定量重金屬元素的磷礦石為原料，容易污染土壤。

3 重金屬對煙葉的危害

重金屬含量過高的煙草植株，不僅其生長發育和產量會受到較大影響，煙葉品質也會明顯降低。自然界中單個重金屬污染較少，主要表現為多種重金屬聯合作用，來加強或減緩重金屬對煙草的毒性，作用形式主要有協同、拮抗及加合作用等[4]。

3.1 重金屬對煙葉代謝機能的危害

重金屬會直接影響植株體內的生理代謝過程，最終在煙株的表觀形態上表現出葉綠素含量、葉片數量、地上及地下部生物累積量的降低等。陸寧等[7]研究了鉻（Cr3+）濃度對烤煙生長的影響，結果發現，烤煙植株的根系活力、葉片保護性酶活性隨著鉻濃度升高而趨于下降，而根葉細胞膜透性及葉片丙二醛含量呈增加趨勢，因此，高鉻環境不僅影響正常的生理代謝過程，更會對其細胞產生毒害作用。過量重金屬會改變活性氧清除系統中酶的比例，植株體內內源活性氧的清除功能降低，致使O2、H2O2、OH-等基團大量累積，影響細胞正常代謝活動甚至產生毒害作用。

3.2 重金屬對煙葉品質的危害

煙堿含量是衡量煙葉品質的一個重要指標，在一定范圍內其含量增加有利于煙葉品質提升，鎘污染會降低煙葉煙堿含量；煙葉的氨基酸、蛋白質含量與煙草品質呈一定的負相關關系，含量過高在燃吸時產生苦澀、辛辣味。研究表明[8]，鎘的存在會提高煙葉蛋白質、氨基酸含量，造成品質下降；煙葉中可溶性糖對鎘、鉛的污染極為敏感，輕度污染就會導致其含量明顯下降；重金屬污染會導致烤煙煙葉中糖堿比和氮堿比升高，化學成分失衡，品質受到影響。

4 降低煙葉重金屬危害的途徑

煙葉重金屬超標危害具有隱蔽性和長期性，必須從源頭抓起，要因地制宜，預防為主，綜合治理，常抓不懈。

4.1 依法治理，加強監管

環境是生存和發展的根本。必須加強宣傳與科普工作，提高全民環保意識，促進人類社會和生態環境的和諧發展；同時要認真貫徹落實污染防治和清潔生產促進等各方面的法律法規，推廣應用實用技術，改善生態環境條件。

煙葉重金屬超標問題和其它食品重金屬超標性質一樣，直接危害人們的身體健康和生命安全。因此，各級部門要高度關注，明確任務和責任，嚴格考核，對污染嚴重的企業和單位要依法整治。

4.2 科學規劃，綜合治理

對煙葉重金屬的控制，應以預防為主，從根本上控制和消除重金屬污染源。①要合理布局，煙田規劃要盡量避開環境中重金屬背景較高的區域，特別是鎘含量較高的區域；②要切斷工業和生活污染；③要有效減少農業污染，科學施用化肥、農藥，妥善處理地膜殘片等農用物資；④要加強對煙草種植區的環境監測和管理。在預防的前提下，結合土壤環境監測的結果，綜合應用多種修復技術，對重金屬污染土壤予以治理。

4.3 土壤修復

土壤修復主要解決兩方面的問題：①減少土壤中重金屬的含量；②降低土壤中重金屬的有效性，以減少煙草對重金屬的吸收。目前，國內外采用的土壤修復技術主要包括：

4.3.1 工程修復法

工程修復主要包括客土、換土和翻土三種方法。工程修復是傳統的土壤重金屬污染治理措施，此法只適合受重金屬污染嚴重、面積較小且集中的土壤處理。

4.3.2 生物修復法

生物修復是一種利用生物（微生物、植物、動物）作用來治理污染土壤的新興綠色技術。其中植物修復被公認為是土壤重金屬污染最具潛力的修復技術。

4.3.3 化學修復法

該方法通過添加外源物質，來改變土壤化學性質，或改變重金屬的形態及其生物有效性，最終抑制或降低煙草對重金屬的吸收。目前采用較多的方法是施用改良劑進行修復。化學修復是在土壤原位上進行的，具有簡單易行、成本低廉和不破壞土壤結構等諸多優勢。

4.4 農藝措施

4.4.1 選用品種

在對植煙土壤進行重金屬控制的同時，不斷培育優質、低毒少害的煙葉新品種是推進煙草可持續發展的重要途徑。不同基因型煙草植株對重金屬的積累與分配存在顯著差異，通過比較與篩選，可以培育出對重金屬具有高抗性、低積累性的新品種，并將這種優良特性穩定地遺傳下去，從生態角度上根本杜絕重金屬對煙草的影響。

4.4.2 改進種植制度

通過種植不同的農作物，可減輕或消除土壤重金屬的危害?？梢苑N植抗性作物，如玉米抗鎘能力強，馬鈴薯、甜菜等抗鎳能力強，或者種植一些對某些重金屬有富集能力的低等植物，以凈化被重金屬污染的土壤。

4.4.3 科學施肥，增施有機肥

根據煙葉品種和土壤養分含量，進行科學配方施肥，結合增施有機肥，提高土壤有機質含量，增加和改善土壤膠體的種類和數量，以增強土壤膠體對重金屬的吸附能力，如腐殖質能促進鎘的沉淀等。增施有機肥還可以改善土壤微生物的活動條件，加速生物降解過程，提高土壤凈化能力。

4.4.4 合理施用農藥

在農業生產中，既要控制化學農藥的用量、使用范圍、噴施次數和噴施時間，提高噴灑技術，還要改進農藥劑型，禁止或限制使用劇毒、高殘留性農藥，大力發展和使用高效、低毒、低殘留農藥，多用生物防治措施。

5 結束語

國內外大量研究已證實，環境條件和不適當的農藝措施均可影響煙葉重金屬含量，因此，有必要對影響我國煙葉重金屬超標的各種因素進行研究，把重金屬含量控制在國標范圍內，并為進一步降低煙葉及其制品中的重金屬提供技術儲備，從而降低重金屬對人體的危害。

[1]張艷玲，周漢平.煙草重金屬研究概述[J].煙草科技，2004（12）.

[2]Tsadilas CD，Karaivazoglou NA，Tsotsolis NC，et al.Cadmium uptake by tobacco as affected by liming，N form，and year of cultivation[J].Environmental Pollution，2005，134.

[3]廖國禮，吳 超.資源開發環境重金屬污染與控制[M].長沙：中南大學出版社，2005.

[4]張川東，等.幾種重金屬對煙草的影響研究進展[J].貴州農業科學，2008，36（6）.

[5]魏益華，等.江西撫州煙區土壤及煙葉重金屬污染狀況評價[J].中國煙草科學，2014，35（1）.

[6]郎思曼，等.煙草對重金屬的吸收分布特征及影響因素研究綜述[J].江西農業學報，2012，24（11）.

[7]陸 寧，等.鉻脅迫對烤煙生理特性的影響[J].農技服務，2012，29（8）.

[8]王海龍，李小平.重金屬污染對煙草生理生化和結構的影響[J].楚雄師范學院學報，2006，21（9）.

TS47

A

2095-2066（2016）33-0272-02

2016-10-19

楊龍彥（1980-），男，漢族，河南新野人，助理工程師，大學本科，主要從事卷煙產品研發方面工作。