杜蕾 郎紅 邵輝 曾艷 陳亞 王永佳 李霞雪

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)茶的食用安全和衛(wèi)生問(wèn)題的日益關(guān)注，茶葉重金屬含量已成為衡量茶葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。圍繞茶樹(shù)種質(zhì)資源、成品茶制作生產(chǎn)工藝和茶樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境，該文總結(jié)了目前茶葉重金屬研究的主要方向和成果，分析了茶葉中重金屬的來(lái)源、影響因素及其轉(zhuǎn)運(yùn)富集機(jī)理，為茶園基地建設(shè)提供參考，為茶葉質(zhì)量評(píng)價(jià)及提高提供依據(jù)，為重金屬污染防控和茶葉安全管理明確方向。

關(guān)鍵詞：茶葉;重金屬;影響因素;研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào) S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2018）20-0040-3

Abstract：As the attention of tea safety and hygiene has increased，heavy metal content in tea has become an important indicator of tea quality.This paper summarizes the main research directions and achievements of heavy metals in tea around the tea germplasm resources，the production process of commodity tea and the growth environment of tea plant.We analyzed the sources，influencing factors and transport enrichment mechanism of heavy metals in tea. It can provide a reference for the construction of tea garden base，provide a basis for the evaluation and improvement of tea quality，and determine the direction for the prevention and control of heavy metal pollution and the safety management of tea.

Key words：Tea;Heavy metals;Influence factors;Progress

我國(guó)飲茶歷史悠久，可追溯上千年，由于茶葉中含有較多有益成分，如氨基酸、茶多酚等均有益于身體健康，所以古話(huà)云“早上一杯茶，餓死賣(mài)藥人” [1]。茶葉是我國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，隨著生活水平提高，人們也開(kāi)始關(guān)注茶葉中微量的有害重金屬污染狀況。重金屬在土壤中難以降解且可以轉(zhuǎn)移到植株，在酸性土壤尤為明顯。茶樹(shù)生長(zhǎng)要求酸性土壤，這就導(dǎo)致重金屬更易在茶樹(shù)上富集[2]。筆者從茶樹(shù)種質(zhì)資源、成品茶制作生產(chǎn)工藝和茶樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境3個(gè)方面總結(jié)了目前茶葉重金屬研究的主要方向和成果，分析了茶葉中重金屬的來(lái)源，為其治理提供參考。

1 茶葉重金屬含量的影響因素

1.1 茶樹(shù)種質(zhì)資源

1.1.1 茶樹(shù)品種 茶葉中富含多種重金屬元素，不同的茶樹(shù)品種對(duì)重金屬元素富集能力不同，同一元素在不同品種中的含量差異較大[3]。劉聲傳研究表明，長(zhǎng)期生長(zhǎng)在高背景的土壤中，受重金屬脅迫，同一生境中的茶樹(shù)會(huì)分化出具有不同吸收累積特性的種質(zhì)資源，有的品種富集能力強(qiáng)，有的品種則選擇性富集，甚至拒吸或者少吸[4]。

普洱茶相比其他茶葉更容易吸收土壤中的鋁元素，是能夠吸收鋁元素的少數(shù)植物之一，因此其中的鋁元素含量也遠(yuǎn)高于紅茶、綠茶、花茶、烏龍茶等 [5]。在同一生境中不同茶樹(shù)品種對(duì)不同重金屬的吸收累積能力上的差異主要是遺傳調(diào)控、生長(zhǎng)環(huán)境等因素在起作用[6]。這類(lèi)研究主要集中在從宏觀(guān)上對(duì)茶樹(shù)品種和類(lèi)型進(jìn)行分析，了解茶樹(shù)種質(zhì)資源，對(duì)探索茶樹(shù)重金屬累積與調(diào)控具有重要的意義。

1.1.2 茶樹(shù)不同部位 植物對(duì)重金屬的富集存在種間差異的同時(shí)還存在種內(nèi)差異，同一重金屬在茶樹(shù)不同部位中的含量也不相同。從茶樹(shù)中重金屬富集系數(shù)來(lái)看，鎘和銅大于鉛，說(shuō)明茶樹(shù)從土壤富集鎘銅的能力大于鉛;但從轉(zhuǎn)移系數(shù)來(lái)看，鉛大于鎘和銅，說(shuō)明鉛從茶樹(shù)根部轉(zhuǎn)移到葉的能力更強(qiáng)[7]。茶樹(shù)中的鉛、汞、鉻會(huì)隨生長(zhǎng)時(shí)間而積累增加，表現(xiàn)為老葉中含量均極顯著高于新葉，而銅會(huì)優(yōu)先滿(mǎn)足新葉的生長(zhǎng)需要，新葉在成為老葉的過(guò)程中銅會(huì)流失，則表現(xiàn)為新葉銅含量顯著高于老葉[8]。綠茶采用嫩葉，烏龍茶和紅茶采用老葉，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)綠茶中鉛、鎘、鉻的含量低于紅茶和烏龍茶。而采用茶樹(shù)莖和老葉制成的磚茶其重金屬含量與烏龍茶和紅茶類(lèi)似或更高[9]。采用黑苦蕎制茶檢測(cè)發(fā)現(xiàn)全胚茶未受重金屬污染，而葉芽茶和全株茶的重金屬污染較為嚴(yán)重[10]。這類(lèi)研究將茶樹(shù)解剖，甚至深入到分子水平，研究茶樹(shù)的各個(gè)部位重金屬的富集和轉(zhuǎn)移，也說(shuō)明了茶樹(shù)不同部位制造的茶葉，重金屬含量也可能會(huì)存在差異。

1.2 成品茶的制作和生產(chǎn) 不同的制作工藝也會(huì)影響茶葉中重金屬含量，同時(shí)茶葉的加工機(jī)械也可能導(dǎo)致茶葉中重金屬含量超標(biāo)[11]。市售茶中鎘、鉻、鉛的含量比未經(jīng)加工的茶葉中的含量高，是因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中引入了重金屬所致。黎平的茶葉中重金屬安全性評(píng)價(jià)結(jié)果也顯示茶企業(yè)生產(chǎn)的茶葉中鉛、鎘平均含量低于茶合作社和茶小作坊[12]。同一地區(qū)的不同類(lèi)型茶葉重金屬含量不同，說(shuō)明重金屬含量不僅與地區(qū)相關(guān)，更與加工工藝有關(guān)。

根據(jù)不同的發(fā)酵程度將茶葉分為不發(fā)酵茶、半發(fā)酵茶、全發(fā)酵茶和后發(fā)酵茶，也隨之應(yīng)運(yùn)而生了綠茶、烏龍茶、黑茶、紅茶。發(fā)酵不僅改變了茶葉的氣味、顏色、口感，而且還會(huì)引入重金屬導(dǎo)致含量增加。全發(fā)酵的紅茶和半發(fā)酵的巖茶中重金屬含量高于輕微發(fā)酵的白茶和發(fā)酵程度較低的鐵觀(guān)音。發(fā)酵后的茶葉中重金屬含量總體上高于未發(fā)酵茶，這可能與其發(fā)酵過(guò)程有關(guān)[13]。制茶設(shè)備也可能直接影響成品茶中的重金屬含量，不宜使用錳黃酮、鉛及鉛銻合金、鑄鋁、鉛黃銅及鋁合金等材料制造的采茶和造茶設(shè)備，保持環(huán)境衛(wèi)生的同時(shí)應(yīng)使用無(wú)鉛汽油，減少外源重金屬的污染[14]。

茶葉中重金屬富集是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，這類(lèi)研究從不同種類(lèi)的成品茶方面去研究重金屬，或從同一類(lèi)型成品茶的不同等級(jí)去分析，探討成品茶的制作工藝，分析重金屬的積累成因，對(duì)比不同工藝的優(yōu)劣，不僅具有科研價(jià)值，也有利于制造技術(shù)的升級(jí)。

1.3 生長(zhǎng)環(huán)境

1.3.1 大氣環(huán)境 近年來(lái)大氣沉降對(duì)土壤及植物中重金屬積累的影響已受到人們的關(guān)注，包括間接和直接的影響。直接影響是通過(guò)植物地上部分吸收進(jìn)入植物體，間接影響是通過(guò)污染土壤影響土壤中生長(zhǎng)的植物。在大氣污染環(huán)境下生長(zhǎng)的植物組織中有較高的重金屬積累效應(yīng)，不同植物葉片重金屬元素富積量與大氣污染指數(shù)IPC有顯著的相關(guān)性，植物葉片中重金屬含量與大氣中重金屬濃度呈正相關(guān)[15]。采用覆膜和露天的方式研究大氣污染對(duì)茶樹(shù)新葉中重金屬積累的影響，發(fā)現(xiàn)其影響程度與污染源和距污染源的距離有關(guān)[16]。有明顯污染源（交通污染和工業(yè)污染）的茶園大氣沉降對(duì)茶葉重金屬的積累明顯高于無(wú)明顯污染源的茶園。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)、旅游發(fā)達(dá)的區(qū)域茶樹(shù)重金屬含量會(huì)偏高。但有關(guān)茶葉等農(nóng)作物直接吸收大氣沉降中的重金屬元素還缺乏深入研究。

1.3.2 土壤環(huán)境 重金屬在土壤中廣泛存在，積累到一定限度就會(huì)對(duì)土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生危害，并可通過(guò)食物鏈進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全從而危害人類(lèi)健康[17]。茶園土壤是茶葉賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤的質(zhì)量及安全狀況對(duì)茶葉質(zhì)量具有重要影響。曾其國(guó)利用ICP-MS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)邛崍山脈的各地層土壤-茶樹(shù)重金屬富集能力由強(qiáng)及弱依次為：Cu>Cd>Zn>Ni>Hg>As>Cr>Pb[18]。茶葉中各重金屬元素是通過(guò)茶樹(shù)的根系從各地層土壤膠體溶液中吸收，進(jìn)入植物體內(nèi)，通過(guò)茶葉表面的蒸騰作用，在茶樹(shù)體內(nèi)水分的循環(huán)過(guò)程中進(jìn)行彼此的交換和富集，而且不同的重金屬在植物體內(nèi)富集的程度也不一樣。土壤pH也是目前影響茶樹(shù)品質(zhì)因素研究的熱點(diǎn)。pH通過(guò)影響土壤中微量元素的結(jié)合形態(tài)和微生態(tài)，打破茶樹(shù)的生長(zhǎng)平衡，從而影響茶樹(shù)的生長(zhǎng)和品質(zhì)。茶樹(shù)生長(zhǎng)的適宜pH為4.0～6.5，茶園土壤呈酸性，pH的極端變化將導(dǎo)致茶樹(shù)對(duì)有益元素吸收能力減弱而導(dǎo)致這些元素的缺失，也可能致使土壤有毒元素活動(dòng)性增強(qiáng)而造成茶樹(shù)的病理危害[19]。pH大于7會(huì)導(dǎo)致土壤中微量金屬陽(yáng)離子如Zn2+、Fe3+的溶解度降低，使得土壤微生物和茶樹(shù)因缺乏這些元素而感病;pH小于3則往往會(huì)伴有金屬硫化物的存在，預(yù)示著土壤中特殊的離子和礦物的富集;pH值的極端發(fā)展會(huì)產(chǎn)生溶解性Na+或交換性Na+，這可能與離子交換通道有關(guān)。目前較多研究都圍繞土壤展開(kāi)，結(jié)合土壤學(xué)、植物學(xué)和生理學(xué)等，是跨學(xué)科跨領(lǐng)域的全面研究[20]。

1.3.3 人類(lèi)活動(dòng) 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于茶葉中重金屬含量的調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用，茶園周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速發(fā)展，茶區(qū)的化肥、廢氣、灌溉水質(zhì)等都可能是造成茶園土壤中重金屬含量較高的原因[21]。人工優(yōu)化栽培管理對(duì)茶葉重金屬含量的控制作用顯著，通過(guò)調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)，使用家畜糞尿、漚肥、沼氣肥等有機(jī)肥，或者選用高品質(zhì)的茶樹(shù)專(zhuān)用肥，使用遮陽(yáng)網(wǎng)減少空氣中的降塵污染，茶園選址時(shí)遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)和公路，這些措施對(duì)茶葉品質(zhì)提高都有積極的促進(jìn)作用。

2 重金屬檢測(cè)技術(shù)

隨著人們對(duì)茶葉品質(zhì)的要求越來(lái)越高，其重金屬含量及重金屬檢測(cè)的前處理方法和檢測(cè)設(shè)備也越來(lái)越受到關(guān)注。重金屬前處理方法不再是單一的濕法強(qiáng)酸消解法，還出現(xiàn)了非螯合物濁點(diǎn)萃取—FAAS法測(cè)重金屬，頂空纖維膜萃取技術(shù)分離和富集鉛，用電解冷蒸氣發(fā)生技術(shù)結(jié)合AFS測(cè)汞，以香煙過(guò)濾器作為吸附裝置-采用流動(dòng)注射在線(xiàn)吸附氫化物發(fā)生原子熒光光譜法（HG-AFS）結(jié)合的方法測(cè)定砷等。重金屬含量檢測(cè)設(shè)備也不斷升級(jí)換代，常用的火焰原子吸收法操作簡(jiǎn)單、分析速度快、測(cè)定高濃度元素時(shí)干擾小;石墨爐原子吸收法靈敏、準(zhǔn)確、選擇性好，但基質(zhì)干擾嚴(yán)重，不能多元素同時(shí)分析;原子熒光光譜法選擇性好，但元素種類(lèi)分析有限;ICP-AES能夠同時(shí)檢測(cè)多種元素，ICP-MS通過(guò)質(zhì)譜選擇分析高效準(zhǔn)確。除了這些常規(guī)方法，目前還有電熱原子吸收光譜法（ETAAS）、冷光源原子吸收光譜法（CVAAS）、高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、（HPLC-ICP- MS）、示差脈沖陽(yáng)極溶出伏安法（DPASV）、堿性磷酸酶電導(dǎo)傳感器法等測(cè)定重金屬離子。

3 小結(jié)和建議

綜上所述，影響茶葉中重金屬含量的因素有茶樹(shù)本身的種質(zhì)資源、茶葉的生境及其加工過(guò)程，從基地到流通全鏈條。了解茶葉中重金屬含量的影響因素可以為茶園基地的選擇、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和茶葉品質(zhì)的評(píng)價(jià)構(gòu)建體系，同時(shí)還能促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展和檢測(cè)技術(shù)的更新?lián)Q代。

（1）改善茶園周邊環(huán)境，加大其周邊自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，修建防護(hù)林，改善生態(tài)環(huán)境。對(duì)于一些已經(jīng)受到重金屬污染的土壤，提高茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量和生物活性，施用符合標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)肥料，增強(qiáng)土壤自?xún)裟芰?，適當(dāng)采用工程、生物和化學(xué)等措施進(jìn)行修復(fù)。

（2）加快無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品計(jì)劃的實(shí)施，圍繞主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展壯大專(zhuān)業(yè)合作組織和農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)，尤其要注重對(duì)合作組織基地的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)，普及安全用藥知識(shí)，提高龍頭企業(yè)、專(zhuān)合組織及農(nóng)戶(hù)的科學(xué)種植水平及質(zhì)量安全意識(shí)，并逐步建立健全投入品使用記錄和生產(chǎn)檔案，啟動(dòng)基地農(nóng)產(chǎn)品準(zhǔn)出制，對(duì)茶園進(jìn)行規(guī)范化管理。

（3）加大對(duì)茶葉生產(chǎn)加工過(guò)程的監(jiān)管力度，實(shí)施產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的全過(guò)程監(jiān)管，大力發(fā)展綠色茶葉和有機(jī)茶葉。加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管，一方面要加強(qiáng)農(nóng)藥市場(chǎng)的監(jiān)管，特別是杜絕禁用農(nóng)藥進(jìn)入流通市場(chǎng);另一方面要加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的監(jiān)管，建議盡快啟動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，建立從生產(chǎn)到流通環(huán)節(jié)的全程質(zhì)量監(jiān)管體系和追溯制度。

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（責(zé)編：徐世紅）