论文部分内容阅读
武夷岩茶是中国传统名茶,中国乌龙茶之中的极品,中国十大名茶之一,随着经济和旅游活动的发展,由人为因素对环境产生的负面影响变得越来越突出,人们越来越关注茶叶的质量安全,重金属污染问题就是焦点之一。本文对武夷岩茶土壤、茶叶鲜叶重金属含量进行测试分析,运用BCR连续提取法测试土壤Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、As重金属元素的化学形态,并对其进行污染评价,分析生物有效性及其影响因素,对客观评估茶园土壤重金属污染风险、保障茶叶安全具有重要意义。通过研究,获得的主要结论如下:(1)土壤重金属全量分布及其污染评价武夷岩茶土壤重金属Cd、Cu、As、Cr、Zn、Pb、Ni的含量范围分别为0.30.15 mg/kg、29.87150 mg/kg、1.9414.12mg/kg、15.7484.5mg/kg、34.54154.4mg/kg、36.52106.06mg/kg、5.4761.96mg/kg,其中有部分的样地Zn、Cd、Cu、Ni元素重金属含量超过土壤环境质量Ⅱ级标准,超标率均为3.45%。土壤中Cd、Cu、Zn、Pb、As、Ni的平均含量均超过福建省土壤环境背景值,其中Cd元素含量超过背景值的3倍,Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Ni元素超过背景值的概率分别为100%、41.39%、100%、89.66%、100%、34.48%、79.31%,超标率大小顺序为Cd=Cu=Pb>Zn>Ni>Cr>As。利用地累积指数和潜在生态危害指数法对研究区土壤重金属的环境质量进行评价,结果表明,两种评估方法得出的研究结果基本一致,多数土壤均处于最低度污染级。(2)土壤重金属化学形态分布特征由实验结果可知,Cd元素以弱酸溶态为主,占总量的48.35%,其他元素则均以残渣态为主。Pb的非残渣态占总量的49.81%,在还原条件下易大量释放,从而对茶树生长有着抑制作用。从变异系数来看,各金属元素化学形态均属于中等变异,表明了土壤中重金属均化学形态受到不同程度的外部干扰。(3)茶叶重金属含量及污染评价茶叶重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Ni、Hg的含量范围分别为0.00790.081 mg/kg、0.3361.27mg/kg、5.0315.2mg/kg、11.244.83mg/kg、0.1920.525mg/kg、0.0320.09mg/kg、2.299.14 mg/kg、0.00160.0066mg/kg,均低于NY659-2003绿色食品茶叶、NY/T288-2012茶叶中铬镐、汞、砷及氟化物限量标准。从单项污染指数和内梅罗综合污染指数可知,茶园Cd、As、Pb、Hg、Cr、Cu的单因子污染指数Pi小于1,综合污染指数PN小于0.7,茶园土壤污染等级判定为Ⅰ级,处在安全范围。(4)武夷岩茶土壤重金属生物有效性分析。土壤重金属生物可利用平均系数大小顺序为Cd(59.41%)>Pb(26.96%)>Cu(23.93%)>Ni(21.85%)>Zn(14.26%)>As(12.83%)>Cr(3.11%)。鉴于土壤重金属全量的平均迁移系数(TFtotal)大小排序为:Zn>Cd>Ni>Cu>Cr>As>Pb;鉴于土壤重金属生物可利用态的平均迁移系数(TFavail)大小排序为:Zn>Ni>Cu>Cr>Cd>As>Pb。(5)土壤与茶叶重金属含量的影响因素土壤、茶叶重金属全量与土壤主要理化指标相关性分析的结果显示:土壤的理化性质(pH值和有机质)对土壤重金属的存在形态有不同程度的影响;土壤pH值对茶叶重金属含量也会产生不同程度的影响,有机质含量与茶叶重金属全量相关性不显著,表明茶叶重金属含量受有机质影响较小。对土壤和茶叶重金属进行相关性分析、因子分析和聚类分析,结果表明:相关性分析、因子分析和聚类分析得出的结论一致,土茶园土壤中Cr、Pb、Ni元素来源与成土母质有关,同时也受到农业活动的影响。茶园土壤中As、Zn主要来源于交通运输和垃圾燃烧的大气沉降。茶园土壤中Cd主要来源农药和化肥的施用等农业活动。茶叶中Cu、Ni、Cr主要为农药化肥等农业活动来源。茶叶中Pb、As主要来自交通污染源。茶叶中Cd、Zn主要来源于农业活动和交通运输。