貴州某茶葉種植區土壤重金屬含量及環境質量評價

仝雙梅，連國奇

（1.六盤水師范學院旅游與歷史文化學院，貴州六盤水 553004；2.六盤水師范學院化學與材料工程學院，貴州六盤水 553004）

茶葉具有防癌抗癌、抗氧化、降低血壓、降低膽固醇等獨特的保健功效而受到人們的歡迎，茶葉種植區土壤環境質量狀況影響到茶葉的品質，尤其是茶葉產地土壤中的重金屬污染狀況受到很多研究者的關注，研究表明，土壤是茶葉中重金屬的主要來源，重金屬可通過土壤-植物-人體這一食物鏈進入人體從而影響人類的健康。

貴州處于云貴高原，土壤以酸性為主，以亞熱帶濕潤季風氣候為主，高原獨特的地質資源及氣候資源優勢為茶葉提供了良好的種植環境。而隨著人類活動對土壤環境的影響加劇，茶葉產地的土壤環境質量狀況也亟待查明。本研究對貴州某茶葉土壤進行采樣，對土壤中的重金屬Pb、As、Cd、Cr、Cu的含量進行測定，采用單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法對土壤環境質量進行評價，旨在提升茶葉產地土壤環境質量，為無公害茶葉基地可持續發展提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 樣品采集、處理與分析

采用蛇形布點法及梅花形布點法，每個采樣點設置3-5個取樣點，點混合成一個樣品約1kg。土樣風干，撿出石塊等殘留物，用四分法取土樣，并用瑪瑙研玻研磨，過篩。土壤用混酸消解法，用原子熒光法測定As，原子吸收光譜儀Cd、Pb、Cr、Cu。采用20%平行樣和國家標準物質（GBW-07409、GBW-07413）進行質量控制，平行樣和標樣的測試值控制在誤差允許范圍內。

1.2 評價標準與方法

以貴州省土壤背景值為參考，并結合無公害茶園土壤環境質量標準對進行分析，評價方法如下：

單因子污染指數法，計算公式為：Pi=Ci/Bi，Pi—重金屬的單項污染指數；Ci—重金屬的含量水平；Bi—參比值。Pi≤1.0，未污染；1.0＜Pi≤2.0，輕污染；2.0＜Pi≤3.0，中污染；Pi＞3.0，重度污染。

2 結果與討論

2.1 土壤重金屬含量分析

2.1.1 土壤Pb含量

重金屬含量統計見表1，Pb對植物的光合作用產生不利影響，抑制作物生長發育等不良效應。Pb含量范圍為12.70～91.80mg/kg，均值為37.87 mg/kg，低于無公害茶園土壤環境質量標準限量，高于背景值，Pb的超標率為45.71%，主要因素可能和茶園離公路較近,與汽車尾氣的排放以及干濕沉降、農藥、施肥有關。

2.1.2 土壤As含量

As含量范圍為0.82～18.10mg/kg，均值為10.76 mg/kg，低于無公害茶園土壤環境質量標準限量和背景值，土壤樣點As未出現超標，其變異系數為53.31%，表明土壤中的As受到人為活動的影響較強。

2.1.3 土壤Cd含量

Cd是目前我國土壤重金屬污染的主要元素之一，易于從土壤中遷移到植物體內并產生累積，進而影響作物生長，降低作物產量品質等。土壤Cd含量范圍為0.03～1.66mg/kg，均值為0.26 mg/kg，其均值低于無公害茶園土壤標準限量和土壤背景值，其最高值是背景值的2.52倍，部分樣點Cd含量超出了背景值。

2.1.4 土壤Cr含量

Cr在植物的根部蓄積，少量的鉻Cr可刺激作物的生長對植物生長發育，并能提高作物產量。采樣點土壤Cr含量范圍為21.30～137mg/kg，均值為62.98 mg/kg，其均值低于無公害茶園土壤環境質量標準限量和背景值，部分樣點Cr含量超出了背景值，超標率為5.71%。

2.1.5 土壤Cu含量

Cu主要在植物的根部蓄積，可抑制作物對鐵的吸收，影響作物地上部分的生長發育，進而降低作物產量，影響作物品質。采樣點土壤Cu含量范圍為4.76～30.90mg/kg，均值為14.63 mg/kg，所有樣點Cu含量未出現超標現象，其變異系數為40.29%，表明土壤中的Cu受到人為活動的干擾。

2.2 土壤環境質量評價

表1 土壤重金屬含量水平統計

2.2.1 土壤重金屬污染程度

以貴州省土壤背景值為參考，對土壤重金屬污染指數進行統計見表2。土壤中各重金屬平均單項污染程度依次為 Pb＞Cr＞As＞Cu＞Cd，除 Pb的Pi大于 1，達到輕污染程度，其余四種元素 As、Cd、Cr、Cu 的平均 Pi均小于1，為無污染水平，但各元素的單項污染指數除Cu的Pi都小于1，為清潔無污染水平，部分樣點 Pb、As、Cd、Cr的單項污染指數 Pi＞1，其中 Pb和 Cd的Pi最大值分別為2.61和2.51，達到Ⅲ級中度污染水平，As、Cr的Pi最大值分別為1.01和1.43，為Ⅱ級中度污染水平。

土壤重金屬的綜合污染指數Pn均值為0.94，整體污染程度為警戒級，但Pn接近輕度污染級別，有31.43%樣點的Pn＞1，達到輕污染程度，因此，該茶園土壤重金屬整體雖處于清潔無污染程度，但部分土壤出現輕污染，其土壤質量狀況仍需引起重視。

2.2.2 土壤中的硒

對茶園土壤表層中的微量元素硒含量范圍為0.19～1.24mg/kg，均值為0.54mg/kg，其均值高于貴州省土壤背景值（0.37 mg/kg）和全國土壤背景值（0.29 mg/kg），分別是貴州省土壤背景值和全國土壤背景值的1.46倍和1.86倍。根據譚見安等對硒元素生態景觀的界限值的劃分標準，該茶園土壤達到富硒等級的樣點為65.71%，達到足硒等級的樣點為34.29%。

表2 土壤重金屬污染指數

2.2.3 土壤酸堿度

土壤酸堿度影響著土壤中的化學反應及植物生長中對有益元素的吸收能力，茶樹是一種喜酸性植物，一般生長在酸堿度（pH）值在4.0～6.5范圍。對研究區茶園土壤pH在4.26～5.85之間，均值為4.98。依據無公害茶園土壤質量標準對pH值的標準，該茶園土壤環境呈酸性，適宜茶樹的生長。

3 結論及建議

整體上看，該茶園基地土壤重金屬污染處于清潔無污染程度，但存在Pb、As、Cd、Cr的輕度污染，應通過減少農藥化肥等途徑進行調控，其環境質量基本符合建立無公害茶園建設的要求。還可通過進一步大范圍深入地取樣分析，對茶園中茶葉的硒含量及土壤中有效態硒進行測定，或通過施加硒肥來提高土壤硒含量，建立無公害綠色富硒生態茶園，打造富硒茶葉特色品牌，促進茶園可持續發展。