南灣庫區水—土壤—茶葉中銅含量測定及富集特征

王倩倩 李俞斌

一、前言

信陽毛尖主要產于信陽市董家河、浉河港及譚家河三地，屬中國地理標志產品，也是河南省著名的土特產之一。其產地位于淮河上游、南灣水庫區域范圍，故而此區域范圍內廢水廢氣廢物的產生以及茶園大量使用農藥、化肥等均會引起南灣庫區范圍內水體及土壤的酸度明顯上升，從而導致重金屬溶解性不同程度地提高。最終可能會導致茶葉及南灣庫區飲用水源中重金屬的含量不斷上升。因此，對水體及土壤重金屬污染狀況及植物修復的研究顯得尤為重要。目前由于土壤污染的隱蔽性、滯后性、危害性及土壤污染修復所需的巨大代價，故而選擇具有二次污染小等特點的土壤修復技術對信陽毛尖茶樹進行修復。通過對淮河上游南灣水庫周邊不同土壤類型重金屬污染現狀及其分布狀況進行初步研究，為制定相應的應急評價技術提供依據。

二、實驗部分

1.材料與試劑

硝酸（分析純）；高氯酸（分析純）；Cu單元素的標準溶液（1000 μg/mL）。

2.儀器

TAS-990型原子吸收分光光度計；20目、40目及100目尼龍篩、Cu空心陰極燈；電熱鼓風干燥箱。

3.樣品的采集與預處理

本研究以南灣庫區某茶園為研究對象，通過實地考察和資料收集，根據實地生態條件選取有代表性的茶園。根據茶園的面積和地形地貌條件，確定采樣點的分布和數量，采樣時間為2017年4月。

水樣品的采集及預處理：依據《地表水和污水檢測技術規范 （HJ-T91）》進行取樣，將采集好的樣品裝入聚乙烯塑料瓶中，濃硫酸調節pH值為1～2，盡快進行重金屬Cu的含量測定。

表1 土壤及茶葉重金屬含量表（單位：mg/kg）

表2 土壤及茶葉對重金屬的平均富集系數表

土壤樣品的采集及預處理：采用梅花布點法采集土壤樣品。各點處取0～20cm土壤，把取得的土壤充分混合，按四分法取500g裝袋并記錄。共采集土壤樣品10個。將采集回來的土壤樣品剔除異物于室溫下風干。樣品經碾磨全部通過100目尼龍篩，裝袋備用。

茶葉樣品的采集及處理：多點采集茶葉樣品，以使茶葉樣品具有代表性。將采集的茶葉樣品裝入布袋中并用標簽紙進行記錄，共采集嫩葉樣品5個，老葉樣品5個。茶葉樣品先用自來水沖洗，再用去離子水清洗干凈，瀝干水分將樣品置于烘箱中105℃殺青60min后，于65℃烘至恒重。用粉碎機將烘干的樣品粉碎，使其通過40目尼龍篩，裝袋備用。測定前，再將過篩的樣品于65℃烘箱中烘干5h。

4.樣品的測定

土壤樣品的消解及測定：采用HF-HNO3-HClO4三酸消化，將最終溶液轉移到25mL比色管中，用2%稀HNO3定容，并轉入塑料瓶中待測，用TAS-990型原子吸收分光光度計測定Cu的含量，同時做全程空白實驗。

茶葉樣品的消解及測定：采用HNO3-HClO4消化，放冷后將消化液過濾于25 mL比色管中，用去離子水少量多次洗滌三角瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，搖勻待測，每5個樣品隨機作平行三樣測定。

三、結果與討論

1.水、土壤及茶葉中重金屬含量水平

重金屬Cu含量的測定結果見表1。水樣中的重金屬Cu未檢出，土壤、嫩葉及老葉中Cu的含量平均值分別為12.88 mg/kg、11.75 mg/kg和14.50 mg/kg。水體中重金屬Cu未檢出，可能是水體中重金屬Cu含量較低。可見老葉和毛尖嫩葉中的重金屬Cu含量具有較大差異。土壤、嫩葉及老葉中的重金屬Cu的標準差均較小，表明測定數值較接近平均值。

2.茶葉中重金屬Cu的富集特征

一般認為，土壤是植物中重金屬的最主要來源。重金屬通過茶葉樹的根系由土壤向茶葉葉片中遷移并逐漸累積，因此可以通過富集系數來反映重金屬元素富集程度和遷移能力大小，富集系數的計算公式為：富集系數=茶葉中重金屬含量/土壤中重金屬含量。富集系數愈大，作物愈易從土壤中吸收該元素，表明重金屬元素的遷移能力愈強。Cu元素在嫩葉和老葉中的平均富集系數見表2。

從表2中可看出，老葉和嫩葉對Cu的富集系數均較大，一方面土壤中這兩種重金屬元素的生物可吸收態含量較高，另一方面說明茶葉對重金屬元素Cu有比較強的富集能力，可見，老葉和嫩葉對金屬Cu的富集能力具有差異。

四、結論與建議

研究結果表明，淮河流域南灣庫區茶園附近湖水中重金屬Cu含量未超過《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）規定標準，土壤中的重金屬Cu的含量未超過《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）中的二級標準，以茶葉衛生標準（GB 9679-88）、茶葉質量分級標準和茶葉中各重金屬限量值為評價標準來看，并無重金屬Cu污染。然而仍不能掉以輕心，土壤中過量的金屬元素會通過土壤—茶樹系統轉移到茶葉內，也可通過各種途徑進入水體中，引起茶葉重金屬及水體重金屬污染進而對人體產生危害。因此應采取預防與治理相結合的措施綜合控制南灣庫區重金屬元素的含量。

首先，強化環境知識宣傳，提高茶農環保意識。茶農是茶葉的生產者，因此，對其進行宣傳和教育是保證水體、土壤和茶葉避免污染的關鍵。不僅要充分運用媒體等向茶農宣傳無公害茶葉生產的優勢，也要積極地推廣無公害茶葉的生產技術，同時出臺相應政策，引導茶農進行無公害茶葉生產。

其次，統籌兼顧城市發展與茶葉安全生產。南灣水庫區域旅游業的快速發展，各種特色農家樂、地鍋飯等餐飲業快速增加，無疑增加了重金屬的污染危機。當前一個重要的工作就是協調旅游業的發展和茶葉的安全生產。第一，人類頻繁的活動會增加茶葉中重金屬的含量，故而茶園及旅游業的選址應統籌安排；第二，已經被污染的土壤和水體可以考慮用一些綠色的方法降低其重金屬含量，如生態浮床等；第三，可加強茶葉中重金屬的監測工作。

總而言之，目前南灣庫區茶園周邊的水體、土壤、茶葉中重金屬Cu的污染并不嚴重，但防治土壤和茶葉重金屬污染不容忽視。隨著生活品質的不斷提高，人們對茶葉質量的要求也越來越高，如何使人們喝到放心的無公害綠色茶葉已經成為社會各界關心的問題，因此，應在充分了解南灣庫區茶園土壤及茶葉重金屬污染狀況的情況下，對癥下藥，加強受污染土壤的綜合治理工作