全 文 ：中国生态农业学报 2011年 5月 第 19卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2011, 19(3): 676−681
* 中国地质调查局、福建省地质调查研究院项目资助
郭雅玲(1958~), 女, 副教授, 主要从事茶叶栽培与品质方面的研究。E-mail: gwang572003@yahoo.com.cn
收稿日期: 2010-07-19 接受日期: 2010-12-14
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00676
福建铁观音茶园土壤中铅、镉、砷、铬、
汞、铜、氟的环境质量现状分析*
郭雅玲1 王 果2 罗 丹2 葛宏力2
汪根发1 陈进火1 罗志毅2
(1. 福建农林大学园艺学院 福州 350002; 2. 福建农林大学资源与环境学院 福州 350002)
摘 要 为了解福建省铁观音茶园土壤中主要污染元素的含量状况及其对茶叶生产的影响, 采用野外调查和
室内分析相结合的方法研究了福建省铁观音茶主产地安溪、华安和永春县 150个茶园土壤中铅、镉、砷、铬、
汞、铜、氟的含量, 并进行了环境质量现状评价。结果表明, 所有土壤的镉、铅、氟含量, 97%以上土壤的铬、
砷、汞含量均低于茶叶产地环境技术条件(NY/T 853—2004)中相应的限量; 92%以上土壤的镉、铬、砷、汞含
量和 70%以上土壤的铅含量低于有机茶产地环境条件(NY 5199—2002)中相应的限量。变质岩发育的土壤镉和
氟含量较高, 砂岩类发育的土壤铬含量较高, 流纹质凝灰岩类发育的土壤铅含量较高, 流纹岩类发育的土壤
砷含量较高, 闪长岩类发育的土壤汞和铜含量较高; 水稻土改种的茶园土壤镉、铅和汞含量较高, 铬和砷含量
较低; 赤红壤发育的土壤中铅含量较高, 黄壤发育的土壤中铬和砷含量较高, 红壤发育的土壤中铜含量较高。
就所研究的元素而言, 大部分供试茶园土壤是清洁和安全的。
关键词 铁观音茶园 土壤 污染元素 环境质量
中图分类号: X825 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)03-0676-06
Evaluation on the environmental quality about lead, cadmium, arsenic,
chromium, mercury, copper and fluorine in the soils of Tieguanyin tea
plantation in Fujian Province
GUO Ya-Ling1, WANG Guo2, LUO Dan2, GE Hong-Li2, WANG Gen-Fa1, CHEN Jin-Huo1, LUO Zhi-Yi2
(1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 2. College of Resources and
Environment, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)
Abstract To learn the main pollutant elements contents in soils and their potential effects on tea production, 150 surface soil
samples and the corresponding tea leaves collected from Tieguanyin tea plantations in Anxi, Hua’an and Yongchun Counties of
Fujian Province were investigated. The contents of Pb, Cd, As, Cr, Hg, Cu and F in surface soils were analyzed for environmental
quality. The results showed that contents of Cd, Pd and F in all soil samples, and contents of Cr, As, Hg in 97% soil samples were
lower than the environmental requirement criteria NY/T 853—2004 for tea production. Contents of Cd, Cr, As, Hg in 92% soil
samples, and content of Pb in 70% soil samples were lower than the environmental condition criteria NY 5199—2002 for organic tea
production. The contents of Cd and F in soils from metamorphic rock, Cr in soils from sandstone, Pb in soils from rhyolitic tuff, As
in soils from rhyolite, and Hg and Cu in soils form diorite were higher. The contents of Cd, Pb and Hg were higher in soils under
paddy rice than those of Cr and As. There was high amount of Pb in lateritic red soils, high amounts of Cr and As in yellow soils, and
high amount of Cu in red soils. It was therefore concluded that most soils of tea gardens in Fujian Province were clean from pollution
and safe for tea production.
Key words Tieguanyin tea plantation, Soil, Pollutant elements, Environmental quality
(Received Jul. 19, 2010; accepted Dec. 14, 2010)
第 3期 郭雅玲等: 福建铁观音茶园土壤中铅、镉、砷、铬、汞、铜、氟的环境质量现状分析 677
茶叶中污染物含量是决定茶叶品质和价值的重
要方面。茶叶污染物主要包括农药和有害元素。《无
公害食品—— 茶叶》(NY 5244—2004)中规定茶叶中
铅含量不得超过5 mg·kg−1[1]。《茶叶中铬镉汞砷及
氟化物限量》(NY 659—2003)中规定茶叶中铬含量
不得超过5 mg·kg−1, 镉含量不得超过1 mg·kg−1, 汞
含量不得超过 0.3 mg·kg−1, 砷含量不得超过 2
mg·kg−1, 氟化物含量不得超过200 mg·kg−1[2]。大气
氟对茶叶氟含量有一定贡献 [3], 大气铅对分布于公
路边的茶叶铅含量也可能有一定贡献 [4], 茶叶中的
其余元素主要来自土壤[5−7]。调查区域茶园土壤环境
质量状况, 并开展无公害及有机茶叶生产基地规划,
是解决茶叶安全性问题的关键[7]。虽然很多学者对
茶园土壤中重金属含量、分布及向茶叶转移的规律
进行了研究 [7−14], 但尚无关于福建省铁观音茶园土
壤有害元素的系统调查评价。铁观音是乌龙茶中的
极品, 在国内外享有盛誉。铁观音主产于福建省, 主
要分布于闽南一带, 其中以安溪铁观音最负盛名。
因此, 系统地对福建省铁观音茶园土壤中的有害元
素进行调查评价, 对于铁观音茶的合理布局和规划
管理, 保障铁观音茶叶品质, 具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1 土样的采集与处理
调查的茶园分布在福建省的铁观音茶主产区——
安溪县、华安县和永春县。安溪县、华安县和永春
县均分布在闽南地区, 属南亚热带气候, 湿润多雨,
区内多丘陵山地, 茶是这些地区的主要农业产业。
样品采自分布于丘陵山地的具代表性的茶园。
在采样区内选择具代表性的地块多点采集表层
(0~25 cm)土壤, 然后混合形成混合土样。共采集茶
园表层混合土壤样品150个, 经自然风干后, 用木棍
研碎, 过2 mm尼龙筛。再用玛瑙研钵研磨后过0.149
mm尼龙筛, 然后放入塑料自封袋, 保存备用。供试
土壤酸性较强, 有机质含量较高, CEC偏低, 保肥能
力较差, 质地以黏土类为主(表1)。
表1 供试土壤的基本理化性质
Table 1 Basic physical and chemical properties of the
experimental soils
项目 Item 最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
标准差
SD
有机质含量
Organic matter (g·kg−1)
5.8 51.7 20.6 0.81
pH 2.85 5.15 3.96 0.41
阳离子交换量 CEC
(cmol·kg−1)
5.85 28.08 12.17 4.33
黏粒 Clay (<0.002 mm, %) 12.96 66.17 37.99 9.68
1.2 分析方法
土壤铅、铬、镉、铜全量采用盐酸、硝酸、氢
氟酸、高氯酸消解, 用原子吸收分光光度计(火焰法)
测定铅、铬和铜的含量, 用石墨炉法测定镉含量[15]。
土壤全砷测定采用盐酸、硝酸、高氯酸消解, 用原
子荧光光谱仪测定[15]。土壤全汞测定采用(1+1)王水
在96~100 ℃水浴中加热消解, 用原子荧光光谱仪测
定。土壤全氟测定采用NaOH熔融−氟离子选择电极
法测定。测定过程采用国家标准物质中心提供的土
壤标准样品控制测定质量。
1.3 评价方法与标准[6]
1.3.1 土壤单项污染指数法
各元素的单项污染指数按下式计算:
Pi=Ci/Si (1)
式中, Pi为土壤中污染物i的单项污染指数, Ci为土壤
污染物i的实测值, Si为污染物i的评价标准。
1.3.2 土壤综合污染指数法
各元素的综合污染指数按下式计算:
P综 = 2 2max ave[( / ) ( / ) ] / 2i i i iC S C S+ (2)
式中, P综为综合污染指数, (Ci / Si)2max为土壤所有污
染物中单项污染因子中最大值的平方, (Ci / Si)2ave为
土壤所有污染物中单项污染因子平均值的平方。计
算得出的污染指数按表 2划分污染等级。
1.3.3 评价标准
采用我国有关茶园土壤的环境质量标准进行评
价。茶叶产地环境技术条件(NY/T 853—2004)[17]和
有机茶产地环境条件(NY 5199—2002)[18]分别规定
了茶园土壤镉、铅、汞、砷、铬和氟的限量(表 3)。
表2 土壤环境质量等级[16]
Table 2 Grading of soil environmental quality
等级 Grade 综合污染指数 Comprehensive pollution index 污染等级 Pollution grade 污染水平 Pollution level
1 P综≤0.7 安全 Security 清洁 Clean
2 0.7
678 中国生态农业学报 2011 第 19卷
表3 不同标准规定的茶园土壤污染元素限值
Table 3 Pollutant elements limits of tea plantation soils in different standards mg·kg−1
标准名称 Standard name Cd Cr Pb As Hg Cu F
茶叶产地环境技术条件 Environmental requirement for producing area of tea 0.30 150 250 40 0.30 — 1 200
有机茶产地环境条件 Environmental condition for producing area of organic tea 0.20 90 50 40 0.15 50 —
2 结果与讨论
2.1 茶园土壤镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
及其影响因素
2.1.1 镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
从表4可见, 供试土壤各元素含量总体较低, 其
中镉、铬、铅、砷、汞和氟平均含量低于茶叶产地
环境技术条件中的相应限量, 且镉、铬、铅、砷、
汞和铜的平均含量均低于有机茶产地环境条件中的
相应限量。
表4 茶园土壤中镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
Table 4 Contents of Cd, Cr, Pb, Cu, As, F and
Hg in tea plantation soils mg·kg−1
项目 Item Cd Cr Pb Cu As F Hg
最小值 Minimum 0.003 19.03 13.84 1.74 1.27 172.0 0.031
最大值 Muximum 0.264 379.53 217.28 99.13 53.41 958.9 0.355
平均值 Mean 0.036 52.95 48.26 13.85 7.37 368.6 0.085
标准差 SD 0.031 37.76 24.42 13.93 8.04 130.0 0.037
2.1.2 影响茶园土壤铅、镉、砷、铬、汞、氟、铜
含量的主要因素
2.1.2.1 母岩类型 不同岩石类型元素含量不同 ,
因此不同母岩上发育的土壤元素含量也有很大差
异。本研究根据供试土壤母岩特点, 将供试土壤母
岩分为花岗岩类(花岗岩、二长花岗岩、二云花岗岩、
正长花岗岩、黑云母花岗岩和花岗斑岩)、闪长岩类
(花岗闪长岩)、砂岩类(细砂岩、粉砂岩)、流纹岩类
(流纹岩)、凝灰岩类(凝灰岩、凝灰熔岩、熔结凝灰
岩)、流纹质凝灰岩类(流纹质晶屑凝灰岩、流纹质凝
灰岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩)、英安质凝灰岩类(英
安质晶碎凝灰岩、英安质晶屑熔结凝灰岩、英安质
凝灰熔岩)和变质岩类(硅质岩、变粒岩、变质岩)等8
种类型。从表5可以看出, 变质岩类发育的表层土壤
镉含量最高(0.089 mg·kg−1), 花岗岩类发育的表层土
壤镉含量最低(0.029 mg·kg−1); 砂岩类发育的表层土
壤铬含量最高(108.97 mg·kg−1), 变质岩类发育的表
层土壤铬含量略低(99.82 mg·kg−1), 其余岩石种类发
育的表层土壤的铬含量较低; 流纹质凝灰岩类发育
的表层土壤铅含量最高(85.10 mg·kg−1), 砂岩类和流
纹岩类发育的表层土壤铅含量较低 (分别为30.64
mg·kg−1和32.51 mg·kg−1); 流纹岩类发育的表层土壤
砷含量最高(19.69 mg·kg−1), 花岗岩类和花岗闪长岩
类发育的表层土壤砷含量最低(分别是4.65 mg·kg−1
和4.74 mg·kg−1), 其余母岩发育的表层土壤砷含量
居中 ; 闪长岩类发育的表层土壤汞含量最高(0.105
mg·kg−1), 英安质凝灰岩类发育的表层土壤汞含量
其次(0.095 mg·kg−1), 其余母岩发育的表层土壤的汞
含量较低 ; 闪长岩类发育的表层土壤铜含量最高
(39.06 mg·kg−1), 流纹岩类发育的表层土壤铜含量最
低(6.39 mg·kg−1), 花岗岩类发育的表层土壤铜含量
也较低, 平均值为8.27 mg·kg−1, 其余母岩发育的表
层土壤铜含量居中; 变质岩类发育的表层土壤氟含
量最高(547.40 mg·kg−1), 花岗岩类、闪长岩类和凝灰
岩类发育的表层土壤氟含量较低 (分别为 327.71
mg·kg−1、365.53 mg·kg−1和332.61 mg·kg−1)。
从表6可见 , 土壤剖面不同层次各元素含量变
化情况有3种: 表层高于底层、底层高于表层、各层
含量相近。引起元素在供试土壤不同土层中含量不
同的可能原因为: 土壤侵蚀−堆积作用、土体中的淋
溶−淀积作用、人为活动造成的污染、因植物吸收使
元素离开土壤。人为活动引起的污染在由水稻土垦
殖而成的茶园中表现较明显, 因为水稻田的耕作历
史长、且人为影响强度大 ; 但人为活动对于发育
表5 不同岩类发育的茶园表层土壤镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
Table 5 Contents of Cd, Cr, Pb, Cu, As, F and Hg of the surface soils derived from different parent rocks in the tea plantations
mg·kg−1
母岩类型
Type of parent rock
样本数
Sample number
Cd Cr Pb Cu As F Hg
花岗岩类 Grinate 51 0.029±0.018 44.18±13.23 40.93±13.69 8.27±4.47 4.65±2.27 327.71±83.36 0.082±0.024
闪长岩类 Diorite 8 0.036±0.025 52.68±10.74 60.74±14.97 39.06±32.01 4.74±0.61 365.53±111.27 0.105±0.023
砂岩类 Sandstone 8 0.045±0.033 108.97±113.06 30.64±10.36 20.01±19.90 7.12±4.13 403.58±265.99 0.065±0.021
流纹岩类 Rhyolite 3 0.039±0.010 49.91±8.96 32.51±7.90 6.39±4.06 19.69±18.61 409.90±71.06 0.070±0.014
流纹质凝灰岩类 Rhyolitic tuff 11 0.044±0.023 51.07±22.81 85.10±69.87 13.15±6.01 8.21±5.00 463.25±121.68 0.067±0.028
凝灰岩类 Tuff 6 0.037±0.022 46.61±25.45 50.31±10.27 10.76±8.32 7.00±3.76 332.61±3.76 0.065±0.018
英安质凝灰岩类 Dacite tuff 55 0.035±0.026 51.48±31.96 52.15±24.77 13.85±11.92 9.27±10.93 386.30±121.10 0.095±0.046
变质岩类 Metamorphic rock 4 0.089±0.117 99.82±51.33 38.04±11.44 32.46±24.56 13.12±13.87 547.40±178.96 0.074±0.018
第 3期 郭雅玲等: 福建铁观音茶园土壤中铅、镉、砷、铬、汞、铜、氟的环境质量现状分析 679
表6 不同茶园土层中镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
Table 6 Contents of Cd, Cr, Pb, Cu, As, F and Hg of different soil layers in the tea plantations mg·kg−1
岩石类型 Type of Parent rock 采集地点 Sampling site 土壤层次 Soil layer Cd Cr Pb Cu As F Hg
表土层 Surface soil layer (A) 0.031 82.18 24.81 17.63 7.00 361.0 0.087
心土层 Subsoil layer (B) 0.015 124.88 34.80 23.38 10.98 544.4 0.100
安溪县剑斗镇
Jiandou Town, Anxi County
母质层 C horizon (C) 0.025 96.77 38.21 26.46 11.53 620.3 0.189
表土层 Surface soil layer (A) 0.004 110.03 47.51 12.28 5.75 367.0 0.138
心土层 Subsoil layer (B) 0.005 100.98 44.08 15.24 4.91 388.9 0.157
安溪县虎邱镇
Huqiu Town, Anxi County
母质层 C horizon (C) 0.005 41.17 49.82 13.49 5.80 365.3 0.161
表土层 Surface soil layer (A) 0.011 95.04 32.73 11.23 6.19 322.4 0.127
心土层 Subsoil layer (B) 0.013 107.38 42.15 13.25 6.56 359.0 0.167
花岗岩类
Granite
安溪县西坪镇
Xiping Town, Anxi County
母质层 C horizon (C) 0.023 37.14 52.45 16.32 6.80 348.3 0.188
表土层 Surface soil layer (A) 0.019 80.18 57.78 6.56 3.80 165.2 0.095
心土层 Subsoil layer (B) 0.008 59.33 51.90 15.92 3.07 134.7 0.079
安溪县西坪镇
Xiping Town, Anxi County
母质层 C horizon (C) 0.008 19.88 53.03 5.51 5.29 150.0 0.090
表土层 Surface soil layer (A) 0.023 94.07 71.85 14.70 4.63 322.6 0.104安溪县兰田乡
Lantian Town, Anxi County 心土层 Subsoil layer (B) 0.033 137.65 74.50 15.85 5.06 314.7 0.086
凝灰岩类
Tuff
母质层 C horizon (C) 0.080 39.86 118.03 12.57 5.52 351.8 0.101
表土层 Surface soil layer (A) 0.022 115.87 40.47 35.70 6.36 403.4 0.097
心土层 Subsoil layer (B) 0.022 122.14 34.63 34.43 6.11 426.9 0.112
安溪县感德镇样点 1
Sampling site No. 1 in
Gande Town, Anxi County 母质层 C horizon (C) 0.024 73.17 37.69 32.08 5.93 425.1 0.159
表土层 Surface soil layer (A) 0.060 149.45 44.70 40.38 4.15 366.2 0.089
心土层 Subsoil layer (B) 0.040 158.81 44.00 44.73 2.86 414.0 0.110
安溪县感德镇样点 2
Sampling site No. 2 in
Gande Town, Anxi County 母质层 C horizon (C) 0.104 102.19 51.25 47.66 3.57 336.3 0.141
表土层 Surface soil layer (A) 0.026 71.21 21.20 16.90 7.73 241.3 0.246
心土层 Subsoil layer (B) 0.014 75.30 22.33 12.10 6.89 229.4 0.236
英安质凝灰岩类
Dacite tuff
安溪县感德镇样点 3
Sampling site No. 3 in
Gande Town, Anxi County 母质层 C horizon (C) 0.009 44.61 29.31 10.52 6.58 251.3 0.185
于丘陵山地、由赤红壤、红壤和黄壤垦殖而成、且
耕种时间不太长的茶园而言, 其影响是有限的。鉴
于此, 本研究认为母岩性质是供试土壤表层污染元
素含量的主要影响因素。
2.1.2.2 土壤类型 供试茶园分别从赤红壤、红壤、
黄红壤、黄壤和水稻土垦殖而来。从表7可见, 不同
土壤类型发育的茶园土壤的元素含量有所不同。各
土壤类型镉平均含量顺序依次为 : 水稻土=赤红壤
＞红壤>黄壤>黄红壤。水稻土受人为活动影响较大,
受到一定程度的镉污染; 赤红壤海拔最低, 距离公
路和村庄最近, 说明村庄和公路对茶园土壤镉含量
有一定影响。各土壤类型铅含量的顺序为: 水稻土>
赤红壤>黄红壤≈黄壤＞红壤, 水稻土和赤红壤铅含
量略高的原因在于人为污染和汽车尾气的影响, 石
元值等[10]研究表明公路空气沉降物会使沿线150 m
范围内茶叶铅含量明显升高。各土壤类型铬含量顺
序依次为: 黄壤>红壤>黄红壤>赤红壤>水稻土; 风
化淋溶作用对土壤铬含量起重要作用, 在砖红壤和
赤红壤中铬元素强烈淋失, 含量较低 [19]; 供试土壤
铬含量变化表现出来的规律说明了供试土壤未受明
显铬污染。各土壤类型砷含量顺序依次为: 黄壤>红
壤>黄红壤>水稻土>赤红壤, 说明人为活动影响较
大的水稻土和靠近村庄公路的赤红壤砷含量明显降
低 ; 在人为影响较弱的黄壤上 , 砷含量反而最高 ,
说明供试茶园土壤砷主要来自于自然源, 而非人为
污染源; 水稻土因长期淹水耕作 , 砷活性较高 , 易
被吸收或淋溶, 因而砷含量较低。水稻土改种的茶
园土壤汞含量明显高于其余土壤类型, 显然是人为
污染所致; 其余土壤类型全汞含量相近, 说明自然
土壤上开垦的茶园土壤未受明显汞污染。各土壤类
型铜含量顺序依次为: 红壤>黄壤>黄红壤>水稻土>
赤红壤, 铜主要来自于母质, 未受明显人为污染。
2.1.2.3 种植年限 一般认为施肥等人为活动会带
入一定量的污染元素, 导致土壤累积性污染。本研
究将所调查茶园按种植年限1~3 年、4~6 年、7~9
年、10~19 年和大于20 年划分为5个级别。从表8
可以看出, 19 年以内的茶园土壤全铅含量随种植年
限升高逐渐降低, 但种植年限>20 年的茶园土壤全
铅含量高于所有年限短的茶园。19 年以内的茶园土
壤全铜含量随种植年限升高逐渐降低, 但种植年限
>20 年茶园土壤的全铜含量有所升高。出现上述现
象的可能原因是种植年限较长的茶园(>20 年), 于
植茶前期茶农环保意识较弱, 管理过程中带入较多
的污染元素, 故茶园土壤铅、镉、铜含量较高; 后期
垦植的茶园, 由于茶农环保意识增强, 管理过程中
带入茶园的污染元素少; 同时茶树会持续地吸收部
分元素, 所以表现出随年限的增长(<19 年)铅和铜
含量反而降低的现象, 这同时也说明在近十余年中
铁观音茶园土壤受外源铅、铜污染的程度较轻。土
壤全氟含量随种植年限的升高大体呈逐渐降低趋
680 中国生态农业学报 2011 第 19卷
势 , 种植年限为19 年以上的茶园土壤全氟最低 ;
茶是聚氟植物, 可从土壤中吸收大量氟, 如果土壤
氟得不到补充, 土壤氟含量减少, 这也证明供试铁
观音茶区大气氟的污染并不明显。土壤全汞含量随
种植年限的延长有所降低, 因为在自然土壤中汞可
以缓慢挥发, 如果没有外源汞补充, 土壤汞总量会
逐渐降低 , 证实铁观音茶区未遭受明显外源汞污
染。1~3 年的土壤全铬含量最高, 其余较低, 这也
反映在没有明显外源铬污染的条件下, 茶园土壤铬
呈逐渐降低的趋势。土壤全砷随种植年限的变化规
律较复杂。
2.2 茶园土壤污染元素环境质量现状分析
2.2.1 以茶叶产地环境技术条件为标准的评价
供试的 150 个铁观音茶园土壤, 以《茶叶产地
环境技术条件》为标准的单因子污染指数评价表明
(表 9), 绝大多数土壤的镉、铬、铅、砷、汞、氟的
单因子污染指数均低于 0.7。就单个元素而言, 100%
的土壤镉含量低于茶叶产地环境技术条件的限量
(0.30 mg·kg−1), 98.6%的土壤铬含量低于茶叶产地环
境技术条件限量(150 mg·kg−1), 100%的土壤铅含量
低于茶叶产地环境技术条件的限量 (250 mg·kg−1),
97.3%的土壤砷含量低于茶叶产地环境技术条件的
限量(40 mg·kg−1), 99.3%的土壤汞含量低于茶叶产地
环境技术条件的限量(0.30 mg·kg−1), 100%的土壤氟
含量低于茶叶产地环境技术条件中的限量 (1 200
mg·kg−1)。上述结果说明绝大多数供试土壤都达到清
洁、安全的水平。6 个元素的单因子污染指数平均
值依次为: 铬>氟>汞>铅≈砷>镉。以茶叶产地环境技
术条件为标准的 6 个元素的综合污染指数结果表明
(表 11), 供试茶园土壤中 98.6%达到安全等级, 只有
0.7%属于警戒等级, 0.7%属于轻度污染, 说明供试
茶园土壤总体是清洁安全的, 绝大多数土壤适合于
无公害茶叶生产。
2.2.2 以有机茶园产地环境条件为标准的评价
供试 150 个铁观音茶园土壤, 以《无公害食品——
有机茶产地环境条件》为标准的污染指数分析表明
(表 10), 99.3%的土壤镉含量低于有机茶园土壤镉
限量(Pi<1), 92.7%的土壤铬含量低于有机茶园土壤
铬限量(Pi<1), 70.7%的土壤铅含量低于有机茶园土
壤铅限量(Pi<1), 97.3%的土壤砷含量低于有机茶园
土壤砷限量(Pi<1), 96.6%的土壤汞含量低于有机茶
园土壤汞限量(Pi<1)。根据以有机茶产地环境条件
为标准的 6 个元素综合污染指数(表 11), 供试茶园
土壤 81.9%属于安全等级, 10.0%属于警戒级, 6.7%
属于轻度污染, 1.4%属于中度污染, 说明大部分供
试茶园土壤对有机茶生产而言是清洁安全的。
表7 不同茶园土壤类型中镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞含量
Table 7 Contents of Cd, Cr, Pb, Cu, As, F and Hg in the tea plantation soils derived from different parent soils mg·kg−1
母土类型 Parent soil Cd Cr Pb Cu As F Hg
赤红壤 Lateritic red soil 0.074±0.011 40.82±5.47 57.78±7.51 7.06±2.59 4.23±1.21 264.33±25.00 0.079±0.011
红壤 Red soil 0.044±0.039 52.66±24.91 45.24±23.38 15.79±17.24 7.88±8.30 361.17±117.34 0.078±0.025
黄红壤 Yellowish red soil 0.028±0.023 44.86±22.03 49.28±29.92 12.30±10.96 5.57±2.82 350.07±112.25 0.090±0.048
黄壤 Yellow soil 0.037±0.021 65.56±59.48 48.82±17.62 12.82±13.17 9.37±11.32 406.22±155.90 0.084±0.024
水稻土 Paddy soil 0.074±0.060 33.46±15.13 63.44±22.24 10.54±6.40 5.33±1.63 390.17±106.59 0.137±0.067
表8 不同种植年限茶园土壤镉、铬、铅、铜、砷、氟和汞的含量
Table 8 Contents of Cd, Cr, Pb, Cu, As, F and Hg in the soils of tea plantations with different cultivation years mg·kg−1
种植年限
Cultivation years
样本数
Number
Cd Pb Cr As Hg F Cu
1~3 年 1~3 years 32 0.043±0.036 51.84±21.39 62.29±69.70 5.82±3.63 0.089±0.039 383.22±155.14 17.02±20.94
4~6 年 4~6 years 46 0.031±0.020 45.67±16.95 47.89±17.20 9.93±12.83 0.091±0.046 376.38±130.99 12.96±12.42
7~9 年 7~9 years 32 0.032±0.017 44.42±19.79 52.08±24.99 6.41±3.50 0.082±0.027 379.88±109.97 11.99±11.46
10~19 年 10~19 years 26 0.041±0.047 41.59±14.49 51.50±25.11 6.78±6.11 0.077±0.031 337.26±132.95 11.58±9.54
>20 年 >20 years 14 0.038±0.030 69.72±50.40 52.88±25.85 5.78±2.16 0.075±0.026 341.80±82.16 13.86±8.96
表9 以茶叶产地环境技术条件为标准的单因子污染指数分布
Table 9 Distribution of single pollution index based on environmental requirement for producing area of tea %
元素 Element Pi≤0.7 0.7
Cd 99.3 0.7 0 0 0 0.01 0.88 0.12
Cr 93.3 5.3 0.7 0.7 0 0.13 2.53 0.35
Pb 99.3 0.7 0 0 0 0.06 0.87 0.19
As 96.0 1.3 2.7 0 0 0.03 1.34 0.18
Hg 98.6 0.7 0.7 0 0 0.10 1.18 0.28
F 99.3 0.7 0 0 0 0.14 0.80 0.31
第 3期 郭雅玲等: 福建铁观音茶园土壤中铅、镉、砷、铬、汞、铜、氟的环境质量现状分析 681
表10 以有机茶产地环境条件为标准的各单因子污染指数分布
Table 10 Distribution of single pollution index based on environmental condition for producing area of organic tea %
元素 Element Pi≤0.7 0.7
Cd 98.6 0.7 0.7 0 0 0.02 1.32 0.18
Cr 83.3 10.0 5.3 0.7 0.7 0.21 4.22 0.59
Pb 27.3 44.0 25.3 2.7 0.7 0.28 4.35 0.97
As 96.0 1.3 2.7 0 0 0.03 1.34 0.18
Hg 81.3 15.3 2.7 0.7 0 0.21 2.37 0.57
Cu 93.3 2.7 4.0 0 0 0.03 1.98 0.27
表11 综合污染指数分布
Table 11 Distribution of comprehensive pollution index %
评价标准
Evaluation standard
安全
Security
警戒线
Precaution
轻度污染
Light pollution
中度污染
Middle pollution
重度污染
Heavy pollution
茶叶产地环境技术条件 Environmental requirement for producing area of tea 98.6 0.7 0.7 0 0
有机茶产地环境条件 Environmental condition for producing area of organic tea 81.9 10.0 6.7 1.4 0
3 结论
供试铁观音茶叶种植土壤中, 所有土壤镉、铅、
氟含量均低于茶叶产地环境技术条件中相应的限量,
97%以上土壤的铬、砷、汞含量均低于茶叶产地环
境技术条件中的相应限量, 92%以上供试土壤的镉、
铬、砷、汞含量低于有机茶产地环境条件中的相应
限量, 70%供试土壤的铅含量低于有机茶产地环境
条件中的限量。说明福建省铁观音茶园土壤的绝大
多数污染元素含量较低, 达到清洁、安全的水平, 具
备发展无公害茶园或有机茶园的良好基础条件。
母岩对土壤元素含量有重要影响。供试茶园变
质岩类发育土壤镉和氟含量较高, 砂岩类发育土壤
铬含量较高, 流纹质凝灰岩类发育土壤铅含量较高,
流纹岩类发育土壤砷含量较高, 闪长岩类发育土壤
汞和铜含量较高。整体上, 母岩引起茶园土壤元素
含量变异未对茶园土壤环境质量产生重要影响。
水稻土改种的茶园土壤由于受到较深刻人为活
动影响, 镉、铅和汞含量较高; 由于较强烈的淋溶作
用, 铬和砷含量较低。赤红壤海拔较低, 距公路较近,
受汽车尾气影响严重, 土壤铅含量较高; 而由于风
化和淋溶作用较强烈, 铬、砷和氟含量较低。黄壤
风化作用较弱, 铬和砷含量较高。红壤铜含量较高,
其余元素含量居中。黄红壤各元素含量居中。
在一定种植年限内, 茶园土壤污染元素表现出
随种植年限延长而降低的趋势。对于种植年限较长
(就所调查的 19 年以上茶园而言)的茶园土壤污染元
素含量明显升高, 可能与较早时期茶农环保意识薄
弱、施肥管理不当有关。人为活动对发育于丘陵山
地、耕种时间较短的茶园土壤的污染影响是有限的。
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