（茶学专业论文）茶树品种对铅的累积比较与龙井茶加工过程中铅污染的研究.pdf

分类弓 udc ： 密级： 单仲代码： 编q ： 研究t 学弓 7 0 7 3 2 8 8 , 1 0 3 3 5 茶树品种对铅的累积比较与龙井茶加工 过程中铅污染的研究 论文评阅人： 叁塑造堕盎基堂姿盔垒些墨丝堡垒 土墨堑垫撬堂坚盘堂垒墨鱼墨鲎睦 堑亟釜型叁焦逝垫盘鲎垒堂堕 答辩委员会主席： 叁邀塾焦逝逛盘鲎垒全壁至睦 答辩委员会成员： 笪簦望 垫撬逝垫太鲎垒鲎鱼 鱼丝羞型亟囊量 逝姿盘茔垒堂杰 论文答辩日期： 三委茎五生盔旦土亟旦 摘要 近年束，我省茶叶中铅含量超标现象屡有出现，使得我省茶叶被进口国拒绝、 扣留、退货甚至销毁的事件时有发生，铅含量超标已成为我省茶叶出口的障碍， 直接影响了我省茶叶经济的发展。为了促进我省茶叶生产的可持续发展，很有必 要对目前我省有代表性的茶园环境状况及茶叶中铅含量高产生的原因进行调查 和测定，为此，2 0 0 3 年至2 0 0 5 年在省科技厅的资助下对杭州市茶叶产区的环境 质量及对茶叶卫生质量进行调查与测定。本文为该项目的一部分，根据研究目标， 选择十个适宜于杭州市茶区种植的茶叶品种，通过对种植茶园的调查测定和盆栽 试验，比较不同品种对铅的吸收与积累。同时，通过全程跟踪，调查测定西湖龙 井茶加工包装过程中铅含量的变化。 本文对西湖龙井茶产区龙井村、梅家坞村、外大桥村栽培茶园及中国农科院 茶叶研究所种质资源圃中龙井群体种、龙井4 3 、龙井长叶种、乌牛早、迎霜、 浙农1 3 9 浙农1 3 8 、浙农1 1 3 、浙农1 1 7 、安吉白茶等十个品种中嫩叶、老叶及 土壤中铅含量的调查研究结果表明，嫩叶叶中浙农1 1 7 这一品种铅的含量明显高 于其它九个品种，达极显著水平。龙井群体种、浙农1 3 9 高于龙井4 3 、浙农1 3 8 、 浙农1 1 3 、龙井长叶种，达显著水平，龙井长叶种明显低于其它九个品种，达显 著水平。老叶中铅含量明显高于嫩叶，其中浙农1 3 8 、龙井长叶种老叶中铅含量 较高，迎霜、龙井4 3 中铅含量较低。同时对各采样点的土壤进行取样比较，其 中刘安山与梅家坞大樟树下的土壤中铅含量较高。 对龙井4 3 、龙井长叶种、乌牛早、迎霜、浙农1 3 9 浙农1 3 8 、浙农1 1 3 、浙 农1 1 7 、安吉白茶等九个品种在铅浓度为2 6 p p m ( c k ) 、( 2 0 0 + 2 6 ) p p m 、( 3 5 0 + 2 6 ) p p m 的土壤中进行盆栽试验，对栽种6 个月、l o 个月、1 6 个月的茶树嫩芽叶及栽培 1 6 个月后的茶树各器官进行铅含量的测定，其结果是茶树根系吸收外源铅之后， 较多地在茶树根与茎部累积，地下部的累积分布量远远高于地上部。地下部分各 器官对铅的累积量大小为细根( 吸收根) 大于主根；地上部分各器官对铅的累积 量大小为主干大于茎大于叶。各品种随着土壤中铅处理浓度的增加其根、茎、叶 片中的铅含量也随之增加。茶树各器官中铅的移动性较强，地下根部供铅，都能 被吸收并转动到其它各部位，使累积量随着根部铅处理浓度的增加而增加。比较 各品种问的差异，浙农1 1 7 、浙农t 3 9 铅含量一直较低，表现出较好的抗吸收铅 能力。在土壤中铅含量较高浓度条件下，浙农1 3 8 、浙农1 1 3 表现出较好的抗铅 能力。而乌牛早、迎霜、安吉白茶、龙井长叶、龙井4 3 对铅的吸收能力较强， 芽叶中铅含量较高。 在盆栽试验中，对茶树生长的影响进行观察和测定。各茶树品种随着处理浓 度的增加其百芽重均有下降的趋势，受害症状为随着铅处理浓度的增加叶片变 小，芽头减少，分枝变少，根系的茁壮程度及细根的分发也呈现下降。危害程度 表现较明显的为安吉白茶、龙井4 3 。 本实验同时对西湖龙井茶原料的采摘、加工、炒制、包装进行跟踪调查。结 果表明，西湖龙井茶的加工、包装过程中的铅污染基本不存在。 关键词：茶树：铅；品种比较；累积分布；加工；生长危害 a b s t r a c t r e c e n t y e a r s ，p b c o n t e n t si nt e a r e p e a t e d l yg ob e y o n d t h e s t a n d a r d ，t h i s p h e n o m e n o n o f t e nc a u s e sr e j e c t ，d e t a i n ，r e c e d i n gt h eg o o d s ，t e ai nz h e j t a n gp r o v i n c e p bc o n t e n t sb e y o n dt h es t a n d a r di st h eo b s t a c l eo ft h et e ae x p o r to f z h e j i a n gp r o v i n c e a n de f f e c t st h ed e v e l o p m e n to ft e ae c o n o m yi nz h e j i a n gp r o v i n c e a tp r e s e n t ，i ti s n e c e s s a r yt oi n v e s t i g a t ea n d m e n s u r a t et h ec a u s et h a th i g hp bc o n t e n to ft h et e aa n d t h ec i r c u m s t a n c eo fs o m es t a n d i n gt e ap l a n ti nz h e j i a n gp r o v i n c ei no r d e rt op r o m o t e t h ep e r s i s td e v e l o p m e n to ft h et e a p r o d u c t i o no fz h e j i a n gt h e r e f o rt h eq u a l i t yo f t h e c i r c u m s t a n c ea r o u n dt h et e as e c t i o ni nh m a g z h o ua n dt h eq u a l i t yo ft h et e as a n i t a t i o n h a v eb e e ni n v e s t i g a t e da n dm e n s t t r a t e du n d e rt h es t a k eo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y o f f i c eo fz h e j i a n gp r o v i n c ef r o m2 0 0 3t o2 0 0 5 t h i st e s ti so n ep a r to ft h ei t e m b a s e do nt h eo b j e c t ，t e nv a r i e t i e so ft e ap l a n tw h i c ha r e a d a p t i v et op l a n ti nt e a s e c t i o no fh a n g z h o ua r ep i c k e du p t h ea b i l i t yo fa b s o r b t i o na n da c c u m u l a t i o no ft h e t e nv a r i e t i e sh a v eb e e nc o m p a r e dt h r o u 西t h ei n v e s t i g a t i o na n dm e n s u r a t i o no nt h e s e t e ag a r d e n sa n dp o t t i n ge x p e r i m e n t a t i o n a tt h es a m et i m e ，w e i n v e s t i g a t e d a n d m e n s u r a t e dt h ec h a n g eo f t h ep bc o n t e n ti nt h ec o u r s eo f t h e p r o c e s s i o n ， i nt h i s p a p e r , t h ey o u n gl e a v e s ，t h e o l dl e a v e so fl o n g j i n g c o l o n y , l o n g i i n g 4 3 ，l i n g j i n gc h a n g y e ，w u n i u z a o ，y i n g s h u a n g ，z h e n o n g1 3 9 ，z h e n o n g1 3 8 ，z h e n o n g11 3 ， z h e n o n g 117 ，a n j ib a i c h ae t c a n dt h es o i lh a v eb e e ni n v e s t i g a t e da n dm e n s u r a t e d w h i c hp l a n ti nl i n g i i n gv i l l a g e ，m e i j i a w uv i l l a g e ，w a id a q i a ov i l l a ya n dg r a d u a t e s c h o o lf o rt e as c i e n c eo fc h i n e s e a g r i c u l t u r e t h er e s u l to ft h ei n v e s t i g a t i o na n d m e n s u r a t i o no nt h et e nv a r i e t i e sp l a n t i n gi nt h eg r o w t hg a r d e na r o u n dx i h ua r e a s h o w e dt h a t ：t h ep bc o n t e n to fz h e n o n g117i sh i g h e s ti nt e nv a r i e t i e so ft e ap l a n t ， r e a c h e dt h el e v e lo fb e s tm a r k e d n e s s l o n g i i n gc o l o n yv a r i e t y ，z h e n o n g13 9a r eb o t h h i g h e r t h a n l o n g j i n g4 3 ，z h e n o n g1 3 8 ，z h e n o n g1 1 3 ，l o n g i i n gc h a n g y e ；l o n g j i n g c h a n g y e i so b v i o u s l yl o w e rt h a no t h e rn i n e s c o n t e m p o r a r y , s a m p l i n gt h es o i l ，t h ep b c o n t e n t so f m o u n t a i nl i u a na n du n d e r b i gc a m p h o ro f m e i j i a w ui sh i g h e rt h a no t h e r s i th a sb e e ns t u d i e dt h ea b s o r b t i o na n da c c u m u l a t i o no ft h en i n ev a r i e t i e sl o n g j i n g 4 3 ，l i n g i n gc h a n g y e ，w u n i u z a o ，y i n g s h u a n g ，z h e n o n g1 3 9 ，z h e n o n g1 3 8 ，z h e n o n g1 1 3 z h e n o n g11 7 ，a n j ib a i c h ae t c u n d e r2 6 p p m ( c k ) 、( 2 0 0 + 2 6 ) p p m 、( 3 5 0 + 2 6 ) p p m t r e a t m e n to fp b t h r o u g ht h ep o u i n ge x p e r i m e n t t h e i rl e a v e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e d a f t e r6m o n t h s ，10m o n t h s ，16m o n t h sa n dm e n s u r a t es o m e o r g a n so f t e ap l a n t sw h i c h h a v eb e e nt r e a t e d b yp bs t r e n g t h f o r16m o n t h s t h er e s u l ts h o w sp b m o s t l y a c c u m u l a t e si nt h er o o ta n ds t a l k ，t h ea c c u m u l a t i o na n dd i s t r i b u t i o no f u n d e r g r o u n d 3 p a r ti s f a rh i g h e rt h a nu p s i d e m a g n i t u d ef o ra c c u m u l a t i o no fu n d e r g o u n do r g a n s ： r a d i c e l t a p r o o t ；m a g n i t u d ef o r a c c u m u l a t i o no fu p s i d eo r g a n s ：t r u n k s t a l k l e a y e s a n dt h ep bc o n t e n t si nl e a v e s o fn i n et e a p l a n tv a r i e t i e si si n c r e a s i n gw h e n t h et r e a t m e n to fp bi n d i c a t o ri nt h es o i l i sa d d i n g t h ea b i l i t yo fp bm o v e m e n ti n o r g a n so f t e ap l a n ti ss t r o n g e r ，p bc a nb ea b s o r b e da n dr u nt oo t h e rp a r t so ft e ap l a n t w h e nt h er o o th a v eb e e nf e e da n dt h eq u a n t i t yo f t h ea c c u m u l a t i o ni si n c r e a s i n gw h e n t h ei n d i c a t o ro ft r e a t m e n ti sa d d i n g i nt h ec o m p a r i s o no fv a r i e t i e s ，t h ep bc o a t e n t so f z h e n o n g 117 ，z h e n o n g13 9i s l o w e r , t h e s et w o a r eb e t t e ra b i l i t i e so fr e s i s t i n g a b s o r b i n gp b u n d e rt h eh i 。g h e rp bt r e a t m e n ti ns o i l ，z h e o n g1 3 8 ，z h e n o n g1 1 3a r e b e t t e ra b i l i t i e so fr e s i s t i n gp b w u n i z a o ，y i n g s h u a n g ，a n j ib a i c h a ，l o n g i i n gc h a n g y e ， l o n g j i n g4 3h a v et h es 仃o n g e ra b i l i t i e s o f a b s o r b i n gp b ，t h ep bc o n t e n ti sh i g h e ri n l c a v e s i np o t t i n ge x p e r i m e n t ，t h ep be f f e c to nt h ev e g e t mt e ap l a n th a v eb e e na b s e r v e d a n dm e n s u r a t e d t h er e s u l ts h o w st h a tt h ew e i g h t p e rh u n d r e ds p r o u ti sd e c r e a s i n gf o r t h ep bc o n t e n ti nt e ap l a n ti n c r e a s i n g ，t h e s y m p t o mo ft h e s u f f e ri n j u r yf o rp b t r e a t m e n ti st h a tt h el e a v e si sl e s s e n i n g ，t h es p r o u ta n dt h ed i v a r i c a t i o n si sd i s c r e a s i n g ， t h es t r e n g t ho fr o o ts e r i e sa n dt h ed i s t r i b u t i o no fr a d i c a la r eb o t hd i s c r e a s i n g t h e e n d a n g e r o u si ne v i d e n c e i sa n j ib a i c h a ，l o n g i i n g4 3 c o n t e m p o r a r y ，w e r t ) w la f t e rt h e p i c k - u p ，p r o c e s s ，w o r k i n go u t ，p a c k i n ga n d i n v e s t i g a t et h e s ec o u r s e t h er e s u l ts h o w s ，p bc o n t a m i n a t i o ni nt h ep r o c e s sa n dt h e p a c k e do f l o n g j i n gt e ai sm o s t l yi n e x i s t e n c e k e y w o r d s ：t e a p l a n t ( c a m e l l i a s i n e n s i s l ) ：p b ；v a r i e t i e s ；a c c u m u l a t i o n ； d i s t r i b u t i o n ；p r o c e s s 4 1 文献综述 茶叶是j 力史悠久、营养丰富的天然健康饮料，己成为仅次于碳酸饮料和饮用 水的世界第一i 大饮料，专家预测2 l 世纪饮料将是茶饮料时代。随着人们生活水 平的提高，人们对茶叶中的卫生要求r 益提高，人们在注重茶叶中能对人体产生 速效危害的农残指标基础上，又丌始注重对人体产生迟效性危害的重金属元素含 量指标，特别是其中的铅元素含量。为此本文对目前有关茶叶中铅含量的有关问 题作一讨论。 1 1 我国当前的重金属铅污染现状与途径 铅是自然界分布很广的元素，在地壳中的含量为0 0 0 1 6 ，列地壳中元素丰 度的第3 5 位。由于铅具有密度高、熔点低、柔软易加工、耐腐蚀等优良特性，在 许多工业部门具有广泛的用途。8 其中约4 0 用于制造蓄电池，2 0 以烷基铅形式 加入汽油作防爆剂，1 2 用于建筑材料，6 用于电缆外套，5 用于制造弹药，另 有1 7 用于其它用途。但在这些广泛用于人们生活中的铅，仅有四分之一是被回 收再利用，其余大部分以废气、废水、废渣等各种形式排放于环境中，造成环境 铅污染。随着机动车数量的迅速增加，不少大城市的大气污染类型已从燃煤型 转向燃煤汽车污染混合型，从而构成大气污染的双重负担。汽车尾气中的铅也 将成为一项不可忽视的污染物。而锅炉烟气、香烟雾中也或多或少地含有铅。另 外居室内涂有含铅的油漆，使用含铅的餐具等，都会增加铅进入人体的机会。9 日常生活中人们广泛使用陶瓷餐具、茶具，但陶瓷专家提醒人们釉上彩陶瓷 存在铅污染，这种瓷是用含铅颜料制成的图案贴到釉表面，然后经过7 0 0 8 0 0 的高温烧烤而成，这类瓷餐具盛放酸性食物或饮料时，釉中的铅化物溶解到酸 中渗透出来，铅随食物进入人体会引起铅中毒。2 由外包装造成的食品铅污染也 随处可见，用含铅油墨印制的食品包装塑料袋，在使用过程中铅极易污染食物。 许多人喜爱的食品中也存在铅污染。用工厂、矿山排出的含铅废水灌溉农田，植 物通过根部从土壤中吸收溶解性的铅。试验证明西红柿、马铃薯、萝h 、烟草、 大麦和玉米等都可以通过根部吸收铅，由于大部分的铅蓄积在植物的根部，所以 根茎类农作物含铅量比其它种类高。“目前很多地区的自来水管道使用的仍是含 铅的材料，或是有铅焊料焊接，水龙头几乎都含有铅，这些材料中的铅经过长年 累月会通过水循环进入千家万户。2 “ 我国各类食品中铅的含量与世界上其他国家相比，粮食和蔬菜的平均铅含量 高于其他国家的典型水平；奶类和鱼类食品低于典型水平；肉类的平均含量与典 型水平相近。参考全国营养调查每人每日各类主要食物的摄入量，估算六个监测 网点成年男子每人每日平均从六大类食品中铅的平均摄入量为1 0 5 5 u g ，低于 w h o 暂定每人每h 摄入量4 2 9 u g 的水平。4 中国是世界传统的产荼国，条叶的生 产量自1 9 9 5 年以束逐年有所上升，2 0 0 1 年比1 9 9 5 年的5 8 8 4 万u 屯提高了 2 2 j ，占世界总产量的2 3 2 。茶叶出口是我国传统的大宗商品之一，早在5 世纪时就己输往亚洲各国，1 7 世纪开始输往欧洲，目前己远销六大洲1 0 0 多个 国家和地区，欧盟是重要市场。茶叶中的污染物残留影响了茶叶的品质，不仅 对人民的身体健康构成威胁，更成为我国茶叶出口的最大障碍，直接影响了我国 茶叶经济的发展。入世后，茶叶的重金属污染成为我国茶叶出口的“技术壁垒”， 向我国茶叶出口提出了严峻的挑战。 1 1 1 重会属铅过量对人体的伤害 铅作为三种重金属( p b 、c d 、h g ) 环境激素( e n v i r o n m e n t a lh o r m o n e ) 物质之 一，对人体和生物( 主要为动物) 体内的正常激素功能施加影响，具有类似雌激素 作用，能导致包括人类在内的各种生物的生殖功能下降、生殖器肿瘤免疫力降低， 并引起各种生理异常。“”铅对人体的危害已引起环境科学家和医学研究人员的 高度重视。人体中铅有多种来源”、“：( 1 ) 直接吞咽污染土壤或呼吸含铅尘埃： ( 2 ) 饮水污染；( 3 ) 粮食、蔬菜等对环境土壤、水中铅的吸收，通过食物链进入人 体，这是人体中铅的重要来源。铅是人体非必需元素，其毒性在一个世纪以前已 被认识。现实生活中，铅被认为是最严重的环境污染物之一，没有任何生理意义。 高浓度的铅可致人死亡，低浓度的铅可使人体的神经系统和肾脏等所有系统和器 官产生损害。环境铅污染已经给人类健康造成严重的危害，已引起人们的高度关 注。p b 是植物生长中具有潜在危险的污染物质，虽然p b 对植物的毒性很小，但 是可以通过食物链进入人体，引起慢性中毒，出现贫血、高血压、生殖能力和智 力减退等症状。据报道，有许多少年儿童体内含p b 量过高，这对身体健康影响 很大。 1 1 1 1 铅摄入人体后对人体的毒害作用 人们摄取含铅食品后，经食物和饮水进入消化道的铅有5 1 0 被人体吸收， 吸收的主要部位是十二指肠，吸收量的多少由铅浓度的大小决定，吸收的铅一部 分经肝静脉进入血液循环，另一部分通过胆汁分泌进入肠道由粪便排到体外。进 入血液中的铅形成可溶性磷酸氢铅和甘油酸铅，其中9 6 迅速与红细胞结合，4 留在血浆中与血红蛋白相结合，通过血液循环主要分布到肝、肾、脾、脑中，尤 以肝、肾浓度最高，血铅约占体内铅总量的2 ，几周后铅由软组织移到骨骼，约 占侵入体内铅的9 0 9 5 形成难溶性的磷酸铅沉积于骨胳，尤其是骨松质的骨小 梁部分。2 许多研究结果表明，铅离子可通过与体内一系列的蛋白质、氨基酸内官能团 6 和酶等结合，从而干扰了机体多方面的正常生化和生理活动，对神经、姐液、造 血、消化、泌尿生殖、心血管、内分泌、免疫等系统及儿章的生长发育均有毒性 作用，引起锚中毒，其中尤其以神经系统、造血系统和消化系统最为敏感。“ 体内血铅和尿铅含量能反映机体对铅的吸收状况，过去人们认为正常人血铅 含量应小于4 0u g l o o m l ，尿铅含量应小于5 0 u g l ，当血铅含量超过8 0 u g l o o m l 或尿铅含量大于8 0u g l ，即认为体内铅吸收过量。近几年随着人们对铅污染危 害性认识的加深，世界卫生组织建议的血铅浓度参考值一再降低，由1 9 7 1 年的3 5 u g l o o m l 下降到1 9 8 5 年的2 5u g l o o m l 。2 为了控制人体从饮食中铅的摄入量 人每月容许摄入量为每公斤体重5 0 u g ”。 每公斤体重2 5 u 9 3 7 。 预防铅对入体的危害，f a o w h o 暂定每 1 9 8 6 年对婴幼儿规定暂定容许摄入量为 1 1 1 2 当前儿童铅中毒问题越来越严重 近年来，铅污染及儿童铅中毒问题越来越引起各界的重视，因使用含铅汽油 造成的环境铅污染已得到多方面的证实，1 9 9 6 年有关调查报告表明含铅汽油造成 环境铅污染，使北京市部分儿童血铅升高。“5 在各省市，对于儿童铅中毒的事件 时有报道。铅中毒使儿童机体微量元素铜和锌水平降低”，深圳南山区儿童铅中 毒检出率仍然相当高，儿童铅污染与家庭、生活环境、不良饮食卫生习惯有关。 “铅是多系统，多亲和性毒物，主要对胎盘和神经，对胎儿生长发育，儿童青少 年生长发育、心理行为发育、智力发育，潜能发育等会产生不可逆的损伤并保留 终生。体内的血铅水平男孩高于女孩而且随着年龄的增长而增长。同类报道屡见 报端，专家估计，我国各地儿童铅中毒普遍在3 0 左右，这不能不引起有识之士 的关注。“ 婴幼儿和学龄前儿童是铅的易感人群。“经有关部门检测，部分学校课桌椅 棕黑色油漆层中的铅含量超过国际标准3 6 7 倍，有的教科书彩色封面超标达 1 3 6 倍。儿童啃咬手指和所持玩具或学习用品是十分普遍的现象，而在胃液中， 玩具和学习用品中所含可溶性铅的吸收率高达7 6 。所以应加快立法步伐，将儿 童含铅污染防治纳入法制化轨道；应制定完善的铅污染防治标准体系，严格控制 食品、蔬菜、油漆、染料以及儿童玩具、学习用品中的铅含量，最大限度地减少 儿童的铅摄入量。对于一般人群，人体内的铅主要来自食物。如何合理科学地调 整饮食结构、如何选择食品也非常重要。” 1 1 2 植物中当前铅污染的状况 铅在自然界分布很广，各种植被、水、空气、土壤中均含有微量的铝。随着 环境污染的不断加重，其中铅含量也不断上升。正常的植物含铅量较低，约为 0 0 5 3 m g k g 。在铅污染环境中，如靠近高速公路的牧草地上部分由于受汽车排 气的影响，含铅量有时可高达3 m g g 。植物通过时子和根系能够吸收土壤和气溶 胶中的铅汽车排出的废气中的铅可悬浮于空气中形成一种含铅气溶胶，植物叶 子可以吸收其中的铅。”进人土壤中的铅随着植物对矿物元素的吸收和其它生理 过程进入植物体，并可以迁移到可食部分而进人食物链，最终危害人体健康。6 1 1 2 1 植物种类中铅含量的比较 环境污染虽然能使某些植物种类消失于污染地带但大多数植物程度不同地 都具有一定的抗性，在污染环境中程度不同地仍能生长繁衍。“”如果敏感植物 受害，表明大气受到污染；较敏感植物受害，表明污染程度比较严重；抗性较强 的植物受害，表明污染已十分严重。植物对大气环境污染物的耐受能力与适应性 千差万别，同一种植物对不同类型的污染物和不同种植物对同一类型污染物的净 化能力各异。”在严重污染区，敏感植物己基本消失。在冶炼厂( 以铅污染为主) 的污染源附近调查栽植试验植物的种类、生长状况、受害程度。在此基础上评定 树木对大气污染的抗性和敏感性，将树木的抗性划分为抗性强、抗性中等、抗性 弱三个抗性等级“。部分研究”表明抗铅性强的树种有花曲柳、桑树、皂角、山桃、 黄檗、臭椿、紫丁香、忍冬、柽柳、桧柏、枸杞、水蜡、刺槐、色赤杨、加拿大 杨、黄刺枚、玫瑰、白榆、茶条槭；抗铅性中等的树种有银杏、柳叶绣线菊、糖 槭、卫矛、榆树、国槐、美青杨、山梅花、茶蔗子、冷杉；抗性弱且敏感性强的 品种有连翘、榆叶梅、锦带花、风箱果、云杉、油松、棒子松、山槐。 刘秀梅“等研究发现，铅在草本植物体内的含量顺序是羽叶鬼针草 酸模 紫苜宿 披碱草 草木樨 山野豌豆( 以各种植物含量最高的器官计) 。不 同蔬菜类型可食部位积累重金属元素的顺序为苋菜 叶用莴苣 菜薹 菜 芥菜”。水生植物中对铅的富集能力喜早、莲子草 星星梅 水车前。8 在陕西 省对其蔬菜的调查中显示重金属铅被蔬菜吸收的能力为茄子 芹菜 菜花 莴笋 西红柿 黄瓜 韭菜 甘蓝 青椒 豆角 蒜苔 青菜 空心菜 西葫芦 瓠子 茼蒿 生 菜。”水生苔藓植物也具有从铅溶液中被动地吸收积累铅的能力：地衣也能在自 然和工业污染环境中积累铅。蕨类植物的含铅量一般明显地低于藓类和地农。在 瑞典，灰藓、多列小曲藓、塔藓和角齿藓一起被作为监测铅的区域性梯度变化的 植物。苔藓类植物作为铅污染和累积的指示植物已被确定下来。” 不同种类或不同基因型的植物吸收铅的能力是不同的，m e r r y ”曾经比较三 叶草、甜菜、萝卜三种植物吸收特性的差异，结果表明，地上部分铅的积累量依 次为：三叶草 甜菜 萝h ，但萝 地下部分铅含量很高。玉米盆栽试验表明， 作物对土壤中铅的吸收受土壤中阴离子浓度影响。”c l 一能促进玉米根系对土壤中 铅的强烈吸收，而n o ”有利于铅在秸杆和籽实中残留；在土壤含铅高浓度地区， 8 c 】含量的升高将导致秸杆和籽实中铅含量达到饱和。而土壤中n 0 1 含量的增加， 可导致作物对铅的持续吸收：玉米对铅的吸收具有强烈的分异特征，其中根系对 锚的吸收性最强，是秸丰t 、籽实的几十至几千倍，表明根系为秸杆、籽实对铅的 吸收提供了良好的屏障。 水稻对土壤中铅的吸收情况一般为土壤中不论加入何种铅化合物，随着铅含 量的增加，水稻根系、稻草、稻谷和稻米中铅含量都明显升高。水稻吸收的铅主 要集中在根系中，其铅含量是稻草中的l o 7 0 倍、稻谷中的6 0 5 0 0 倍、稻米中 的1 0 0 0 4 5 0 0 倍，这一特征揭示，水稻根系可以作为一种屏障或过滤器，来阻止 铅进一步向秸杆和籽实中迁移，从而减少其毒害效应。其次，从水稻根系、稻草 到籽实( 稻谷、稻米) ，其铅含量是依次大幅度降低的，这说明除根系外，稻草也 是阻碍铅进入籽实的二次重要屏障。另外，稻米中的铅含量很低，与之相比，稻 谷中的铅含量相对较高，是稻米的8 1 0 倍。由于稻米是稻谷碾去表面谷壳( 即糠) 后获得的，因此可以断言稻谷中的铅约9 0 以上聚集在谷壳中。再者，因根系、 稻草和谷壳主要由植物纤维等组成，而稻米的主要成分是淀粉，根据上述铅含量 变化特征，可以认为：在水稻的生长过程中，植物纤维对土壤中重金属元素铅具 有很强的吸收过滤效应，而淀粉对铅的吸收功能极为微弱。” 由于植物对铅的积累一般都在根部，所以根用植物其铅积累会高些。在研究 中曾对萝h 的几个品种进行比较，其中含铅量大致顺序为春红l 号、春萝1 号 华 阳自、夏阳白 通心菜、雪里红、上海青。而对苗中含铅量进行t 检验，则基本没 有发现显著性差异，说明植物苗中含铅量大致在同一水平。” 1 1 2 2 铅污染对植物生长发育的影响 重金属污染己成为环境生物学关注的焦点，土壤中某些重金属离子严重超 标，将导致植物体内活性氧自由基水平上升，从而破坏或降低诸多代谢酶的活性， 尤其是铅。植物本能会利用新陈代谢将对自身有毒害的铅排出体外或积累在新陈 代谢缓慢并对植物生长不构成严重威胁的部位如外皮。但有害元素严重过量，植 物超负荷吸收，将造成植物生长畸变或死亡。7 6 壤中富集超量的铅离子将抑制 植物根系生长发育，由此产生的氧自由基的破坏作用将导致根系活力下降。重金 属对蔬菜、农作物、桑树、烟草、常绿树木的生长生育、生理生化的影响，国内 外作了一定的调查。“” 有研究认为当铅被动进入植物体后，除造成根系伤害外，进入叶片的铅将 破坏叶肉中叶绿素结构，引起叶绿素含量下降。”植物根系生物量的影响极大， 夏增绿等认为铅可使植物根尖细胞分裂减少，使根系生长缓慢。”影响作物对铅 吸收的主要原因包括土壤有机质含量、阳离子交换能量、p h 值、土壤中三氧化 9 二- 物含量等。”、”铅进入植物体内可能是被动吸收! ，a r v ik 等提出大多数被动 吸收铅的机制可以用一个被动吸收模式解释。玉米幼根对铅的吸收有两条途径， 一是非代谢的自由空间通道，可以从分生区、伸长区细胞的细胞壁中看到铅沉淀， 特别是成熟区铅主要沉积在导管壁即质外体途径；二是代谢性的共质体途径，铅 在所有活细胞中的沉积，特别是受到凯氏带对铅的吸收的阻碍，以及通道细胞及 与之相应的木薄壁细胞中铅的累积，可以看到铅是经过共质体逐步向导管移动 的，同时这些部位的a t p 酶及酸性磷酸酶活性的增加，说明这种迁移是需要能量 的，是一种代谢性的主动吸收过程。”铅进入植物的过程，主要是非代谢性的被 动进入植物根内，主要沉积于导管壁及木质部细胞壁中。” 植物对重金属的富集作用具有不同的选择性。植物对铅的抗性适应机制有 两种，一种是根系吸收重金属”，运输到地上部；另一种是植物的根系可以分泌 特殊有机物，促进土壤中重金属元素的溶解和根系的吸收，或者超富集植物的根 毛直接从土壤颗粒上交换吸附重金属”，但目前还需要研究证实。此外，植物体 内的有机酸可降低重金属的毒性，促进重金属的运输。”富集作用与土壤中重金 属的背景值有一定的相关性，但当土壤中的重金属含量超过一定限度时，植物中 的重金属含量也将达到一定的限度而不再上升。低浓度的铅对植物生长的影响 较小，其毒性将随时间的延续和浓度的增加而增大。“ 在种子萌发阶段与幼苗生长阶段同种植物的耐性大小不同，可能是其作用机 制不同而致；不同阶段、不同种植物间对p b ”的耐性顺序也是不同的。通心菜与 雪里红在种子萌发阶段萌发率高于两种萝h ( 春红1 号、春萝1 号) ，而在幼苗生 长阶段其耐性指数却明显低于后者。叶菜苗的耐性指数低于根，这与较高的铅转 移效率及根、苗的生理特性有关。两种萝h ( 根菜) 根与苗的耐性指数差别不大， 是因为根是其主要蓄积部位，具有较高的耐性；苗的耐性虽低，但仅有少部分铅 ( 低于0 5 ) 转移至苗中，故而表现出的耐性指数高。” 重金属污染对植物形态结构也会产生一定的影响。在对香蒲植物的研究中”， 受污染的香蒲叶表皮细胞变方变小并出现质壁分离；栅栏细胞形状大小不一、排 列不规则，叶绿体数目减少；茎皮层细胞较小，下皮细胞层次和厚度不够发达， 贮藏的淀粉粒较小。受污染的香蒲叶中部和基部的解剖结构也有差异，中部表皮 细胞较基部大，质壁分离现象没有基部那么严重，栅栏细胞排列较基部整齐，叶 绿体较基部稠密，栅栏组织与海绵组织厚度从叶尖到叶基变化很大，说明叶基部 组织受污染更严重。同时叶子同化组织面积变小，同化功能降低，影响光合作用 的强度。刚移栽到废水塘中生长的香蒲植株纤弱，叶色黄淡，生长很慢，根系不 发达，几乎有死亡的可能。 铅对植物根系生物量的影响极大，夏增绿等认为p b 可使植物根尖细胞分裂减 l o 少，使根系生长缓慢。“铅对叶片的生长量也有影响，但相对而言，叶片生物量 降低比二争较小。 i 1 2 3 植物中铅在各器官的分稚 铅的分布规律主要与铅的特性及铅在植物体内的迁移有关。铅一般是从植物 体外先通过细胞壁，再穿过细胞膜进入原生质体。细胞壁由纤维素作为骨架，包 埋在果胶和半纤维素为衬质的许多次生组织木质中。研究表明，植物从根吸收的 铅大部分滞留于根部。：叶部的铅是由根部吸收后，向上迁移得到的，其浓度越 高或叶与根的铅含量之比越大，表明铅在这种植物中的迁移能力越强。不同植 物的生理结构决定了铅的迁移能力。植物摄取营养物质的主要方式分为被动吸收 和主动吸收两种，主要途径之一是通过根系来进行的。”在正常的土壤环境下， 植物体对营养物质的吸收是两种方式兼而有之，植物体的生长也为正常状况。当 根系周围的土壤环境发生变化，某些元素的含量远远高于正常值时，被动吸收占 主导地位，这样势必造成这些元素在植物体内的非正常积累，但在植物体内并非 所有器官的含量均是如此，这与其生理机能和受外部环境影响有关。”铅作为有 毒元素的代表，植物对它具有本能的排斥，但土壤介质中铅含量过高，将迫使植 物被动吸收铅，导致某些器官对铅的积累。植物尽量不吸收或少吸收铅等有毒元 素，并先将它们积累于根部，当根部积累的铅超过定量时，将被转移到其它部 位。有研究发现，重金属如铜、锌等都积累于植物根部的元素主要分布中的根皮 中。“ 植物体内的铅浓度大体上按根、茎、叶、籽粒( 果实) 顺序递减“、“， 这些规律在茄子、小麦、水稻、大豆、青菜、莴苣、山野豌豆、草木樨、披碱草、 酸模、紫苜宿、芦苇和羽叶鬼针草上已经得到证睨。植物主要积累重金属的部位 中，以根部为主、茎部次之、叶内相对较少。即使同一部位的不同组织，其积累 重金属的量也存在差异。对于铅而言，根内的铅积聚量是表皮 皮层 维管组织， 嫩根 老根。地下茎铅的沉积量顺序是皮层 维管组织 表皮，老地下茎 嫩地下茎。 叶内铅积累的量是表皮内壁 维管组织 叶肉，老叶 成熟叶 嫩叶。铅污染物分布 在细胞壁、细胞间隙，以及细胞和维管分子内，并以颗粒状、核状、结晶状沉积， 甚至充填整个细胞，以致使细胞破裂。” 植物通过根与叶片吸收植物器官中的铅分布不同，徐和宝等对茄子、山芋研 究认为，从土壤中吸收的铅主要积累在根部，而从叶片吸收的铅主要累积在叶片 中，依次为茎、果或块根，可以部分地转移到茎中，少量转移到果实中( 茄子) ， 但很少转移到根部；同时上部茎叶向下转移比下部茎叶向上转移得多。7 1 根部细 胞中超过6 0 及叶部大于8 0 的铅位于细胞壁上”，杨居荣等”对黄瓜、菠菜细胞中 铅的研究中得到同样结果，p b 沉积于细胞壁成分占绝大比例可达7 7 8 9 ，可溶 性成分仅占0 2 3 8 。关于细胞不同部位铅含量，有研究认为大小顺序为细胞 蚓隙 细胞壁 液泡 细胞质。 关r 茶树器官中铝含量报道不统一。沙济琴等。研究表明，茶树黄旦品种中 的铅含量分布从高到低依次为：根( 细根、侧根、主根) 、茎( 主轴、主干、骨 干枝) 、籽、细枝、花蕾、叶。石元值等“研究表明，正常状况下，铅元素在茶 树体内由高到低的分布次序为：吸收根 茎( 生产枝) 老叶( 当年生成熟叶) 主根 新梢( 一芽二叶) ；卢国伟“研究认为，老叶的含铅量高于嫩时：吴永 刚等“研究认为，铅在嫩枝含量最高，其次是老枝，根与嫩叶最低，茶树器官中 铅含量范围是1 2 9 4 m g k g 。茶树中铅的累积吸收报道的茶树器官分类不一， 铅含量不统一，有待进一步系统研究。 1 2 茶叶中锚污染现状 近几年来，人们对茶叶含铅的问题越来越关注。中国农业科学院茶叶研究所 自1 9 9 9 年以来，对茶叶中的铅进行了多次测定。其中1 9 9 9 年对来自全国的4 2 2 个茶叶样品的铅含量进行了检测，有1 2 5 5 茶叶的铅含量超过2 m g k g 。农业部 茶叶质量监督检验测试中心对2 0 0 0 年全国1 2 3 家企业生产的3 6 5 个茶叶样品进 行了铅含量抽样检测，有2 9 4 茶叶的铅残留超过国家标准：2 0 0 1 年对来自 1 3 个省的4 3 7 个茶叶样品进行了铅含量裣钡8 ，超标率为2 4 7 。从检测结果看， 铅含量的超标情况存在着一定的区域性，四1 1 l 、浙江、安徽等地茶样超标率相对 较高，而云南、福建、山东等地茶样中铅元素含量较低。四川i 送检名优茶样品 1 9 只，7 只超标，超标率达到3 6 8 4 7 0 ：浙江送检绿茶样1 5 0 只，3 2 只超标，超 标率达到2 1 3 3 。 比较分析近年来的检测结果，茶叶中铅的含量有逐渐增加的趋势，如1 9 8 9 年农业部“中茶杯”名茶评比参评茶样超标率仅3 3 3 ，1 9 9 9 年“中茶杯”名茶 评比参评茶样超标率已达到8 4 ，2 0 0 3 年“中茶杯”名茶评比参评茶样超标率 已达到2 0 8 ( 3 2 2 个茶叶样品中铅以2 毫克千克为标准，超标6 7 个，以5 毫克千克为标准，超标2 个) 。浙江省食品质量检测站检测报告表明，龙井茶铅 含量1 9 9 6 年为q 6 3 毫克千克，1 9 9 7 年为o 7 4 毫克千克，1 9 9 8 年为0 8 7 毫 克千克，1 9 9 9 年为2 毫克千克。2 0 0 3 年卫生部第七次食品卫生监督抽检结 果显示，抽检的