杭州西湖龙井茶的铅来源及应对措施

杭州西湖龙井茶的铅来源及应对措施倪元林 刘军保 曲 颖（浙江省地质调查院，杭州，萧山，311203）摘要：利用先进的同位素技术手段揭示杭州西湖龙井茶的铅来源：同位素示踪显示除部分铅来源于土壤，茶叶中很大一部分铅来自于大气沉降物。为此，加强土壤修复治理，加强大气环境保护，控制汽车尾气排放、燃煤污染，减少道路交通及建设扬尘，是减轻龙井茶铅污染的重要措施。关键词：杭州；龙井茶；铅污染；应对措施。1 前 言 茶是世界三大饮料之一，也是我国传统保健饮品，整个世界的饮茶人数超过20亿。我国是世界上最大的茶叶出口国之一，茶叶也是我国出口创汇的一种重要农产品。西湖龙井茶是中国十大名茶之一，是杭州市政府确定的“十大”农业主导产品之一。2005年龙井茶产量达933吨，产值达一亿多元。随着社会经济的飞速发展，西湖龙井茶的铅含量呈现逐年上升趋势。根据浙江省食品质量检测站历年检测资料表明，龙井茶中铅含量1996年为0.63mg/kg，1997年为0.74mg/kg，1998年为0.87mg/kg，1999年为2.11mg/kg 。韩文炎等测定龙井茶一芽二叶嫩叶铅含量：2001年为1.93mg/kg，2002年为2.19mg/kg,2004年为2.20mg/kg。茶叶中铅含量问题已成为西湖龙井茶生产和当地农业经济发展的关键制约因素。铅是一种高蓄积性、多亲和性的生理性和神经性毒物，几乎对人体所有重要的器官和系统产生毒害。浙江省及杭州市政府对此问题给予高度重视，在2002-2005年开展的浙江省农业环境地质项目中，针对龙井茶叶中铅的来源进行了调查。本次调查采集西湖龙井茶嫩叶样共22件，其中19件未清洗的茶叶样铅含量平均值为1.46mg/kg，其中有3件样品铅含量超出国家茶叶卫生标准（铅含量2mg/kg），超标率为15.8%。3件超标样品铅含量分别为2.58mg/kg、2.04mg/kg、3.016mg/kg，超标程度较轻。2 铅来源分析在传统的商品化生产过程中，茶叶经采摘后直接加工制成，未经清洗处理。因此，茶叶铅含量及其来源主要由以下几部分构成：（1）茶树根系吸收的土壤铅，经由茶树枝体迁移，蓄积赋存于茶叶叶片内部；（2）道路或建筑扬尘、大气飘尘、气溶胶中的铅经干湿沉降吸附于茶叶叶片表面；（3）茶叶炒制加工过程中玷污带入的铅，包括盛茶器具、制茶油、炒茶锅、外包装等。分析剥离不同污染途径的作用，是追踪茶叶铅来源、防治茶叶铅污染的基本思路。2.1土壤铅是茶叶铅的基本来源本次调查在西湖茅家埠村、龙井村、龙坞镇外桐坞村、留下镇杨家牌楼以及萧山所前杜家、临浦后岩坞茶园共采集了40件土壤样品（包括表层0-20cm，根系层20-40cm和底层土40-60cm），土壤铅含量参数见表1。与中国土壤背景值和世界土壤中值相比较，杭州西郊及萧山地区土壤铅含量相对较高，构成了龙井茶富含铅的土壤环境条件。表1 茶园土壤中铅含量 （单位：mg/kg）项 目样品数最小值最大值平 均中 值标准差中国土壤背景值世界土壤中值全 量4019.1123.049.640.224.22335可溶相388.568.521.416.413.9注：未受污染的世界土壤中值为12mg/kg。2.2环境污染是茶叶铅的重要来源首先是大气铅沉降的影响。从表2可见，嫩叶和老叶清洗后铅含量均明显下降，尤其以老叶铅含量下降幅度更为明显，表明茶叶叶面扬尘、飘尘、气溶胶等附着物的累积对老叶铅富集起重要作用。表 2 采摘及处理对茶叶铅含量的影响项 目嫩 叶老 叶样1样2样3样1未清洗1.7570.6660.8991.72清 洗0.6490.3930.6270.244石元值等（2003）在中国农业科学院茶叶研究所茶园采摘的一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、一芽四叶、一芽五叶分析同样显示，芽叶越嫩，铅含量越低。其次汽车燃油尾气排放也有一定贡献。石元值等（2001）在320国道杭州段、富阳段以及104国道上虞段路边茶场的调查表明，茶树新梢和老叶中铅含量在国道边最高，离开国道逐渐下降，距离国道150m以外基本不受国道汽车尾气影响。2.3不规范的茶叶加工是铅的可能来源据石元值（2003）对龙井茶制茶油、炒茶锅的试验研究表明，制茶油中含铅量甚微，龙井茶炒制过程中使用制茶油不会对茶叶铅含量产生明显影响；质量好的炒茶锅对龙井茶铅含量影响不大，但材料不好的炒茶锅所炒制的龙井茶其铅含量可达到鲜叶原料的一倍或数倍。3 铅同位素组成与铅来源由于铅同位素组成有较强的抗地质干扰能力和稳定性，环境污染物与其来源的铅同位素组成一致，与地球化学作用过程无关，从而可以为铅来源追踪提供关键证据。3.1茶叶铅同位素组成及其来源分析如前所述，清洗后茶叶铅含量明显下降。但同位素分析表明，茶叶清洗前后铅同位素组成没有明显变化(表3)，说明茶叶叶片内部与茶叶表面附着物中铅来源是相同的。其可能原因为：一是茶叶表面铅已被茶叶吸收；二是茶树根系吸收的土壤铅与茶叶表面附着物铅同源，或反映两者均主要来自汽油、燃煤等大气沉降源，或因茶叶表面附着物主要为土壤扬尘所致。3.2土壤与各种污染源同位素组成特征据路远发等对茶叶、土壤酸提取相、残渣相、汽油及排道管烟尘、煤及煤渣中铅同位素分析，其分布如图1。一般可以认为，土壤酸提取相更大程度上反映了土壤中活动性较强的污染来源铅，而土壤残渣相则更大程度上反映了基岩风化残留矿物中铅。本项研究得到的土壤酸提取相206Pb/207Pb小于土壤残渣相，偏向于汽油铅和燃煤铅同位素组成特征，验证了土壤受到汽油铅和燃煤铅污染的事实。茶叶铅同位素206Pb/207Pb比值较土壤酸提取相更偏向于汽油铅，表明茶叶叶片除了吸收累积土壤铅外（土壤含有较大份额的成土母岩来源铅），还受到扬尘、大气飘尘和气溶胶铅的显著影响。表3 杭州地区茶叶铅同位素组成原样号样品名称分 析 结 果 (2)206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb206Pb/207Pb208Pb/(206Pb+207Pb)C01-1嫩叶18.130 0.01215.541 0.01138.124 0.0291.16661.1323C01-1（清洗）嫩叶18.205 0.00715.600 0.00538.262 0.0131.16701.1318C01-2老叶18.087 0.01815.526 0.01538.084 0.0391.16491.1330C01-2（清洗）老叶18.192 0.00515.598 0.00538.261 0.0141.16631.1323C02嫩叶18.133 0.01015.564 0.01138.251 0.0351.16511.1351C02（清洗）嫩叶18.038 0.01915.504 0.01738.081 0.0451.16341.1353C03嫩叶18.664 0.09416.030 0.06839.446 0.2071.16431.1370C03（清洗）嫩叶18.171 0.04615.560 0.03338.241 0.0831.16781.1337图1 土壤及各种污染源铅同位素组成4 应对措施首先要控制工业“三废”排放，其中主要是对燃煤设备进行技术改造，使废气达标排放，减少大气铅的污染源。在推广无铅汽油及汽车尾气排放技术改良的同时，还必须大力促进“绿色汽车”的发展，包括电动汽车、天然气汽车、甲醇汽车、液化石油气汽车、混合动力汽车、太阳能汽车等，以减少铅污染来源，从而改善茶叶卫生质量。（1）针对土壤铅可以考虑采取多种土壤修复改良措施，降低土壤铅的生物有效性，减少茶树对土壤铅的吸收及叶片累积量。（2）针对大气铅在茶叶种植规划时，应尽可能远离交通要道和城市工业区。对于土壤扬尘、大气飘尘与气溶胶污染较严重的地区，可以根据产地条件采取相应措施，如在茶园周围建设防护林，采摘期覆盖大棚，采摘前用清水喷淋等，以降低茶叶铅总量。（3）针对加工污染建立健全茶叶质量保证体系，严格按标准逐步建立生产基地，对茶树种植、灌溉施肥、茶叶加工、包装、销售实行科学管理，确保茶叶的卫生质量。茶园土壤铅不同形态之间的转化规律，铅的吸附与解吸特性，有机质、微生物等对土壤铅有效性和茶叶铅含量的影响，铅与营养元素磷、硫等元素的交互作用，茶树体内铅转移的生理生化全过程以及各种土壤修复技术，都有待进一步研究。随着对科学规律的进一步了解掌握，可采取更多的技术措施来提高茶叶的卫生质量。2011年3月从杭州市质监部门获悉，“铅超标”曾一度让杭州西湖龙井茶声誉受损，通过一段时间的整治与质量监控，近期龙井茶铅含量的检测结果已令人满意。据了解，杭州市质监部门近期连续抽查了43批次的上市龙井茶，41批次达到了农业部的无公害食品茶标准铅含量指标5mg/kg标准；30批次达到卫生部的茶叶卫生标准铅含量2mg/kg标准，11批次铅含量在2mg/kg5mg/kg之间，总体情况良好，龙井茶质量比较稳定。参考文献1石元值等， 我国茶叶铅含量研究与思考，中国茶叶J，2001. 23（4）： 18-192姜红艳，龚淑英,茶叶中铅含量现状及动态研究，中国茶叶J，2004 .30（4）：210-2123宋明义，刘军保，周涛发等，杭州城市土壤重金属的化学形态及环境效应，生态环境J2008 .1（2）:666-6704王刚，西湖区不同茶园茶叶铅含量极其来源研究D，浙江大学环境与资源学院 硕士论文 20105路远发，杨红梅，周国华等，杭州市土壤铅污染的铅同位素示踪研究 第四季研究J，2005. 5 25（3）Lead Sources of Hangzhou Xihu Longjing Tea and The Response Ni Yuan-Lin,Liu Jun-bao, Qu Ying(Zhejiang institute of geological survey，Hangzhou Xiaoshan，311203)Abstract：Based the advanced isotope technology to reveal the Hangzhou Xihu Longjing Tea source of lead, Lead isotope show that apart from some of the soil, a large part of the tea from the atmospheric deposition of lead. To this end, strengthen the soil remediation governance, strengthening the air environment protection, control vehicle exhaust emissions, coal-burning pollution, reduce road traffi