茶葉生產(chǎn)中重金屬控制和檢測(cè)技術(shù)

1、茶葉生產(chǎn)中重金屬控制和檢測(cè)技術(shù)摘 要：隨著我國(guó)加入wto之后，越來(lái)越多的茶葉 進(jìn)口國(guó)對(duì)我國(guó)出口茶葉設(shè)置了 “綠色壁壘”，我國(guó)茶葉產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展前景直接受到茶葉衛(wèi)生質(zhì)量的影響。絕大多數(shù)的重 金屬元素都不是人體所需要的，一旦攝入量過(guò)多，那么就很 容易傷害到人體身體健康。本文分析了茶葉生產(chǎn)中重金屬的 來(lái)源。探討茶葉中重金屬檢測(cè)方法，同時(shí)，就茶葉生產(chǎn)中重 金屬控制技術(shù)提出了自己的看法，具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：茶葉生產(chǎn)；重金屬；檢測(cè)技術(shù)中圖分類號(hào)：s141.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b前言我國(guó)是茶葉的故鄉(xiāng)，自古以來(lái)我國(guó)傳統(tǒng)的保健飲品就是 茶葉，國(guó)內(nèi)外有超過(guò)20億的人每天都在飲茶1。隨著我國(guó) 加入wto之后，越來(lái)越

2、多的茶葉進(jìn)口國(guó)對(duì)我國(guó)出口茶葉設(shè)置 了 “綠色壁壘”，我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景直接受到茶葉 的衛(wèi)生質(zhì)量的影響。在化學(xué)上，重金屬是指相對(duì)密度在5以 上的金屬，大約45種，如鎘、汞、鎔、金、銀、鉆、鐮、 鋅、鉛、銅等，茶葉中的重金屬主要有鎘（cd）、碑（as）、 卷（cr）、鉛（pb）、汞（ng）、銅（cu）等，很容易通過(guò)茶 樹(shù)來(lái)吸收這些重金屬，使之進(jìn)入到茶葉中2。雖然鐵、銅 等重金屬是人體所必需的微量元素，但除此之外，絕大多數(shù) 的重金屬元素都不是人體所需要的，一旦攝入量過(guò)多，那么 就很容易傷害到人體身體健康。目前，茶葉生產(chǎn)中重金屬控 制及檢測(cè)技術(shù)頗受人們關(guān)注。主要的重金屬控制及檢測(cè)技術(shù) 包括離子體質(zhì)

3、譜分析法（如電感耦合）、離子體原子發(fā)射光 譜法（如電化學(xué)分析法、分光光度法、原子吸收光譜法）。1茶葉生產(chǎn)中重金屬的來(lái)源在茶葉生產(chǎn)中不可避免地要施加有機(jī)肥和化肥，而有機(jī) 肥和化肥中往往會(huì)含有高含量的重金屬，在施入到茶葉生產(chǎn) 的土壤中，就很容易出現(xiàn)土壤重金屬積累的問(wèn)題3。據(jù)統(tǒng) 計(jì)，在我國(guó)目前生產(chǎn)的磷肥中，除了 cd含量較低之外，其 他的重金屬都存在著高含量的問(wèn)題。全國(guó)近20個(gè)磷肥樣品 中，cr元素平均含量為18. 4mg/kg, cu元素平均含量為 31. lmg/kg, ni元素平均含量為16. 9mg/kgo而有機(jī)肥普遍 存在著重金屬含量超標(biāo)的問(wèn)題，其中汞元素的超標(biāo)率為 10. 5%、鎘元素的

4、超標(biāo)率為67. 9%、銅元素的超標(biāo)率為16. 7%o 由此可見(jiàn)，茶葉生產(chǎn)中重金屬的主要來(lái)源之一就是有機(jī)肥、 化肥。同時(shí)，在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，汞、神、鎔、鎘重金屬都 可能會(huì)污染茶葉，但是目前我國(guó)的茶葉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)只是限定了 銅元素和鉛元素2項(xiàng)指標(biāo)，而大多數(shù)國(guó)內(nèi)檢測(cè)出來(lái)的茶葉問(wèn) 題都往往是鉛超標(biāo)。近年來(lái)，我國(guó)很多茶園都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的土壤酸化現(xiàn) 象，ph值檢測(cè)都呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的酸性，這樣一來(lái)，就會(huì)使 得茶園土壤中的重金屬變得更加活化，更加容易被利用、吸 收，在間接上對(duì)于茶葉重金屬的積累有了促進(jìn)作用，尤其是 那些工業(yè)較為發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。此外，在茶葉生產(chǎn)加工過(guò)程中都不可避免地會(huì)與金屬器 械

5、相互接觸，而這些金屬器械往往含有含量較高的重金屬， 這樣也很容易造成茶葉出現(xiàn)重金屬超標(biāo)。2012年浙江省質(zhì)量 檢驗(yàn)局專門對(duì)綠茶樣品（包括包裝上市樣品、炒制未包裝樣 品、鮮葉樣品）進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)包裝上市樣品鉛超標(biāo)率為 66.7%,炒制未包裝樣品鉛超標(biāo)率為44. 4%,鮮葉樣品鉛超標(biāo) 率為11. 1%4。由此可見(jiàn)，鮮葉樣品鉛超標(biāo)率最低，包裝上 市樣品鉛超標(biāo)率最高，而炒制未包裝樣品的鉛超標(biāo)率則居于 其中。2茶葉中重金屬檢測(cè)方法2.1原子吸收光譜法原子吸收光譜（aas）是一種常用于對(duì)茶葉中重金屬元 素進(jìn)行檢測(cè)的方法，也是一種元素定量分析方法，是以被測(cè) 元素基態(tài)原子外層電子對(duì)可見(jiàn)光和紫外光為基礎(chǔ)。這種方

6、法 回收率高、操作簡(jiǎn)便、在測(cè)定的過(guò)程中不需要進(jìn)行萃取和富 集，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.3%,最大回收率為98. 1%,最小回 收率為93.0%,方法準(zhǔn)確、靈敏、干擾少、重復(fù)性好、取樣 量少、結(jié)果準(zhǔn)確。有學(xué)者5采用原子吸收光譜法來(lái)對(duì)茶葉 中猛、鐵、鋅、銅的含量進(jìn)行了測(cè)定，該方法檢出限為fe3+(5. ox 10-9g/ml), mn2+、zn2+、cu2+ (1. ox 10-9g/ml)ozn2+含量在0.3001.500 ug/ml范圍內(nèi)，cu2+含量在0. 100 0. 500 u g/ml 范圍內(nèi)，fe2+ 含量在 0. 500 2. 500 u g/ml 范圍內(nèi),mn2+含量在 2. 00

7、010. 000 u g/ml 范 圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)為0. 99960.9999,符合比爾定律。由此可見(jiàn)，原子吸收光譜(aas)在測(cè)定茶葉中猛、鐵、 鋅、銅的含量時(shí)，能夠取得令人滿意的結(jié)果。與現(xiàn)在的國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)方法相比，原子吸收光譜法具有更強(qiáng)的實(shí)用性和可操作 性，問(wèn)題就在于試樣組成不太均勻，原子化效率低6。2.2分光光度法分光光度法較為適合在中小型茶場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行推廣， 回收率、穩(wěn)定性等性能都完全符合國(guó)家的相關(guān)要求，方法簡(jiǎn) 單，測(cè)定成本低，是一種較為經(jīng)典的茶葉生產(chǎn)中重金屬控制 及檢測(cè)技術(shù)。但是操作繁瑣，需要采用大量的有機(jī)溶劑，且 很難準(zhǔn)確地檢測(cè)出茶葉中低含量的重金屬。有學(xué)者7在對(duì) 茶葉中微量銅進(jìn)行

8、測(cè)定的過(guò)程中，以銅為試劑，采用了分光 光度法進(jìn)行測(cè)定，回收率在98. 8%100.8%左右，最大吸收 波長(zhǎng)為440nm,靈敏度高，操作簡(jiǎn)便。2.3電化學(xué)法國(guó)內(nèi)外也有很多在對(duì)茶葉中重金屬和微量元素進(jìn)行檢 測(cè)時(shí)采用了電化學(xué)方法檢測(cè)。極譜分析法是電化學(xué)法的典型 代表，在此基礎(chǔ)上又衍生出多種方法，如離子選擇性電極法、伏安分析法有學(xué)者8工作電極選用銀基汞膜電極，底液選 用0. lmol/l hc1,對(duì)茶葉中的鉛含量用伏安法進(jìn)行了測(cè)定。 結(jié)果表明：最低檢出限為0. 01 ug/ml,底液質(zhì)量濃度在0. 1 15 g/ml范圍內(nèi)與鉛的峰電流有著線性正比關(guān)系。電化學(xué)分析法的缺點(diǎn)在于難以重現(xiàn)測(cè)定結(jié)果，條件較為苛

9、刻。 優(yōu)點(diǎn)在于電化學(xué)分析法經(jīng)濟(jì)適用，可以不采用大型測(cè)定儀 器，分析步驟快速、簡(jiǎn)單，靈敏度高，測(cè)定范圍廣，不容易 受到混濁度、樣液色質(zhì)的影響。隨著修飾電極、微型電極、 酶電極研制進(jìn)程的加快，以及絡(luò)合體系、催化體系、生物傳 感器技術(shù)的快速發(fā)展，在茶葉的重金屬分析中，電化學(xué)分析 法應(yīng)用地越來(lái)越廣泛，具有較大的市場(chǎng)發(fā)展空間。2. 4 icp/ms 法icp/ms法是一種典型的質(zhì)譜分析法，離子化源選為電感 耦合等離子體(icp),從目前的技術(shù)來(lái)看，已經(jīng)可以采用 icp-ms儀器來(lái)檢測(cè)9個(gè)數(shù)量級(jí)的范圍，有學(xué)者利用icp/ms 法來(lái)對(duì)云南滇紅、茉莉花茶、毛峰、烏龍茶、碧螺春5種茶 葉中微量元素的含量進(jìn)行了同

10、時(shí)測(cè)定，結(jié)果表明：icp/ms法 的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%,回收率介于95%110%之間。除了 以上這些方法以外，還有中子活化分析法、化學(xué)發(fā)光法、液 相色譜法、熒光熄滅法等方法9。3西南地區(qū)茶葉樣品檢測(cè)3. 1茶葉樣品來(lái)源于西南地區(qū)主要茶園和超市，分為鮮樣和成品2類, 共3種樣品。鮮樣主要以重慶市的縉云山茶樣和四川的川茶 群體為主，鮮樣送回實(shí)驗(yàn)室后，置于607（tc鼓風(fēng)干燥箱中 烘干殺青、磨碎，制得干樣，保存于塑料瓶中；成品是在超 市買的銀芽（貴州）。3.2主要試劑agddtc-三乙胺-氯仿吸收液：稱取l.oog二乙基二硫代 氨基甲酸銀，加入100ml氯仿和18ml三乙胺，搖勻，用氯 仿稀釋至1

11、000ml,放置過(guò)夜，用脫脂棉過(guò)濾后使用。3.3主要儀器原子吸收分光光度計(jì)（配pb、cu、cd、cr空心陰極燈）: ta5-990型，北京普析通用儀器責(zé)任有限公司；冷原子熒光 測(cè)汞儀：yy-2型，西安無(wú)線電八廠；可見(jiàn)分光光度計(jì)： spectrumlab22,上海棱光技術(shù)有限公司。3.4重金屬測(cè)定cd、cr、cu和pb測(cè)定：hn03-hc104浸提消解法預(yù)處理 茶葉樣品。ilg含量測(cè)定：v205-hn03-h2s04浸提消煮茶葉樣品。as含量測(cè)定：hn03-hc104浸提消煮茶葉樣品。3. 5結(jié)果所有產(chǎn)品皆合格，且相關(guān)數(shù)據(jù)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的1/2,但 是6種重金屬在同一茶樣和不同的茶葉樣品中含量有一

12、定差 異，這可能是與不同地區(qū)的污染源有關(guān)。6種重金屬在同一 種茶樣中的高低順序，縉云山樣：cd>cu>pb>hg>cr>as；銀 芽樣：cr>cu>pb>hg>cd>as；川茶群體：cu>pb>hg>cd>cr>aso 同一種重金屬在不同茶樣中的高低次序，pb、cd和hg含量 均為：縉云山樣銀芽川茶群體；cu含量：銀芽川茶群體 縉云山樣；cr含量：銀芽縉云山樣川茶群體；as含量： 縉云山樣川茶群體銀芽。4茶葉生產(chǎn)中重金屬控制技術(shù)4. 1新建茶園要遠(yuǎn)離公路兩旁和工業(yè)區(qū)新建茶園遠(yuǎn)離公路兩旁和工業(yè)區(qū)，這樣就可以

13、盡量地避 免由于空氣污染而導(dǎo)致重金屬累積的現(xiàn)象發(fā)生，此外，也可 以考慮采用遮陽(yáng)網(wǎng)的方式。使用遮陽(yáng)網(wǎng)，不但可以改善茶葉 品質(zhì)，增加茶葉產(chǎn)量，調(diào)試還可以盡量地避免茶葉上沉降過(guò) 多的含鉛的粉塵。4.2改良酸化的茶園土壤對(duì)茶葉生產(chǎn)中重金屬生物有效性影響最大的因素就是 土壤的ph值。實(shí)踐證明，鐵態(tài)氮肥能夠大幅度增加土壤中 重金屬生物利用度，也會(huì)使得茶園土壤酸化的進(jìn)程加快。所 以，可以將鐵態(tài)氮肥改為硝態(tài)氮肥，這樣就能夠使得茶園土 壤的酸化程度得到緩解。4.3調(diào)整制茶設(shè)備，保持衛(wèi)生汽油燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出含鉛物質(zhì)，因此在使用采茶機(jī) 等茶園作業(yè)機(jī)械時(shí)，應(yīng)使用無(wú)鉛汽油。在茶葉加工過(guò)程中， 茶葉與機(jī)械表面的接觸和摩

14、擦也會(huì)增加茶葉中的重金屬含 量，因此，不宜使用鉛及鉛鎘合金、猛黃酮、鉛青銅、鑄鋁、 鉛黃銅及鋁合金材料等制造接觸茶葉的零部件。4.4加強(qiáng)栽培管理技術(shù)根據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)表明，栽培技術(shù)對(duì)控制茶葉重金 屬極為重要。例如，選用的農(nóng)家肥料有堆肥、派肥、家畜糞 尿、廄肥、沼氣肥、作物秸稈和各種餅肥。選用的商品肥料 有機(jī)肥（如氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等微量元素肥料），還 有茶樹(shù)專用肥等。農(nóng)家肥在施用前應(yīng)進(jìn)行無(wú)公害處理。參考文獻(xiàn)1 k. e. odegrad, w. lund. multi-element speciation of tea infusion using cation-exchange sep

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