多環(huán)芳烴與茶葉品質(zhì)

程靜++何鑫

摘 要：多環(huán)芳烴C、H化合物的不充分燃燒和高溫裂解的副產(chǎn)品，有毒且具三致作用。主要沉積于土壤中，不同環(huán)境條件土壤所含的PAHs量不同，植物除可自身合成也可從環(huán)境中獲得。當(dāng)然環(huán)境是可以降解PAHs，可通過植物修復(fù)，微生物修復(fù)及他們的復(fù)合作用等。經(jīng)研究，茶葉中含有PAHs，且經(jīng)兩種PAHs（菲和芘）處理的茶葉其多酚和咖啡堿增加，氨基酸下降。

關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴 分布 降解 茶葉

中圖分類號(hào)：S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（a）-0067-01

1 多環(huán)芳烴的來源

1.1 工業(yè)工藝過程

PAH就是指多環(huán)芳徑不充分燃燒后所遺留的無知。它廣泛由三大工業(yè)進(jìn)行排放。這三大工業(yè)是指：（1）焦化煤氣；（2）有機(jī)化工；（3）石油工業(yè)。這三種工業(yè)幾乎囊括了所有的PAH排放。眾多周知，如果不將PAH進(jìn)行妥善處理就會(huì)對(duì)人和其他動(dòng)物造成危害，而且，這種危害是屬于相當(dāng)?shù)某掷m(xù)性危害。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，焦化煤氣工業(yè)所排出的廢水中含有大量而不同類型的PAH。在這里面，BAP的基礎(chǔ)含量可以高達(dá)25.4～到46 mg。我國相關(guān)規(guī)定是控制在0.03 mg。不言而喻，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我國相關(guān)的基本規(guī)定，其超標(biāo)高達(dá)1500多倍。這種生產(chǎn)工業(yè)如果不嚴(yán)格進(jìn)行處理，將會(huì)有大量的PAH外放，這樣的后果簡(jiǎn)直無法估計(jì)。而另外的有機(jī)合成工業(yè)，它的排放廢水BAP在1.8 mg左右，相比起來是少了很多。但是相對(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)來說，仍舊超標(biāo)很多。至于最后一種的煉焦工藝，它的高溫干餾工業(yè)會(huì)產(chǎn)生480中以往的多環(huán)芳徑，這些危險(xiǎn)物質(zhì)一定要進(jìn)行妥善的相關(guān)處理。否則就會(huì)造成PAH外溢。

1.2 食品制作

在食品制作的過程中，有許多制作方法是不可取的，例如油煎，油炸、煙熏、燒烤等，因?yàn)橹靖邷貭顟B(tài)下可裂解產(chǎn)生BaP及其它衍生物，煎炸食品中油溫較高，有時(shí)超過200 ℃，這時(shí)會(huì)分解出大量的雜環(huán)胺、多環(huán)芳烴等強(qiáng)致癌物。冰島居民喜歡吃煙熏食品，填埋的胃癌標(biāo)化死亡率達(dá)125.5/10萬，有人做過實(shí)驗(yàn)：經(jīng)過煙熏達(dá)數(shù)周之久的羊肉，BaP的含量達(dá)2～46 mg/kg。用它在動(dòng)物身上作試驗(yàn)也發(fā)生惡性腫瘤[1]。

2 多環(huán)芳烴的毒性

2.1 致癌性

PAHs致癌性研究最多的是苯并（a）芘，它可使多種動(dòng)物種屬，多種器官致癌，不同接觸途徑均可致癌，其致癌發(fā)生率不僅存在劑量效應(yīng)關(guān)系，而且存在加速效應(yīng)。

2.2 致突變性

PAH大多為間接致突變物，其中苯并（a）芘是一種強(qiáng)致突變物。常作為致突變?cè)囼?yàn)的陽性對(duì)照。

2.3 遺傳毒性

對(duì)小鼠和家兔，苯并（a）芘能透過胎盤屏障。造成子代肺腺癌和皮膚乳頭狀癌。

3 多環(huán)芳烴與環(huán)境

3.1 植物與PAHs

植物體內(nèi)的PAHs，除自身生物合成10～20 mg/kg外[2]，還有兩種途徑。土壤-植物體是PAHs通過受污染的土壤和植物根系之問的分配進(jìn)入植物體；空氣-植物體是PAHs從空氣通過氣態(tài)和顆粒態(tài)沉降到葉片的蠟質(zhì)表皮或通過氣孔進(jìn)入植物體。一般來說，當(dāng)大氣和土壤中PAHs污染濃度大時(shí)，植物葉和根中PAHs含量就大。在相同條件下，葉片表面積大、臘脂量高，根的脂肪量高，富集效率就高。當(dāng)然還與植物的種類有關(guān)，闊葉植物PAHs含量比窄葉植物高，植物地上部分PAHs含量高于地下部分，同一植物不同器官PAHs含量差異也很大。

3.2 土壤中的PAHs分布

土壤是PAHs的貯存庫，土壤中PAHs主要來自大氣沉降、污水灌溉和污泥等廢棄物的使用。一般情況下，土壤中90%以上的PAHs均來自于大氣沉降。從土壤中PAHs濃度的空間結(jié)構(gòu)分析得出，PAHs隨著大氣運(yùn)移能進(jìn)行長(zhǎng)距離的遷移。最終經(jīng)沉降等過程累積于土壤和沉積物中。不同的土地利用類型，PAHs含量不同。王學(xué)軍等研究表明，天津地區(qū)PAHs總含量在不同土地類型中的順序是城市綠地>污灌農(nóng)田>普通農(nóng)田>荒地>山區(qū)，這說明土壤中PAHs含量與工業(yè)、交通和家庭供熱關(guān)系密切。

4 多環(huán)芳烴的降解

4.1 植物修復(fù)

許多研究證明了植物可用于修復(fù)PAHs。這是由于，這是植物可直接吸收多環(huán)芳烴類化合物并在其組織中積累非植物毒性的代謝物。

4.2 微生物降解

微生物代謝PAHs的方式有兩種[3]：（1）以PAHs為唯一碳源和能源；（2）PAHs與其他有機(jī)質(zhì)進(jìn)行共代謝。近年來人們對(duì)降解多環(huán)芳烴的微生物進(jìn)行了廣泛的研究，篩選出常見的能降解PAHs的微生物有紅球菌、假單胞菌屬、分枝桿菌、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、氣單胞菌屬、拜葉林克氏菌屬、棒狀桿菌屬、藍(lán)細(xì)菌、微球菌屬、諾卡氏菌屬和弧菌屬等。但是由于微生物種類繁多，且高環(huán)多環(huán)芳烴穩(wěn)定較難降解，為加強(qiáng)生物降解作用，常采用加大量的優(yōu)勢(shì)微生物種群、表面活性劑、施用適當(dāng)?shù)实却胧?/p>

4.3 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)

現(xiàn)階段研究較多的降解方法是生態(tài)的降解方法。在這種方法里，植物和微生物兩者相關(guān)的研究已經(jīng)非常的充分。在各自領(lǐng)域都有所突破。當(dāng)人類將這兩種物質(zhì)放到一起研究的時(shí)候，人類發(fā)現(xiàn)了驚喜。該種方法可以在保持生態(tài)的情況下進(jìn)行降解處理。到目前為止，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了關(guān)于植物與微生物聯(lián)合的降解技術(shù)，而且經(jīng)過進(jìn)一步的研究植物與微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)已經(jīng)可以完美將兩種方法的有點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性融合從而從實(shí)際角度來解決有機(jī)污染物的降解問題。我們可以這么理解，植物和微生物在相互而形成的環(huán)境中得到了相互促進(jìn)，形成了一個(gè)和諧的促生環(huán)境，在這種條件下，微生物進(jìn)行降解的能力可以得到顯著提高。最高提高效果可以達(dá)到4.7%?？茖W(xué)家經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，找出了黑麥草的具體科研作用。這對(duì)于相關(guān)微生物與植物聯(lián)合降噪處理技術(shù)的相關(guān)研究又近了一步?？傊蒙鷳B(tài)的方法進(jìn)行降解處理是非常有效的做法，也是比較環(huán)保的做法。

5 多環(huán)芳烴與茶葉

各種茶葉所含的HAP的含量是不一致的，以下是目前茶葉上的研究：Artur Ciemniak[5]利用GC-MS分析了得到48.27 mg/kg（芙蓉茶）17.03 mg/kg（綠茶）。最高級(jí)別的HAP的被發(fā)現(xiàn)在酸橙茶74.2 mg/kg。

通過水培試驗(yàn)，研究分析了兩種多環(huán)芳烴（PAHs）物質(zhì)（菲和芘）在茶樹體內(nèi)的吸收、累積和轉(zhuǎn)移，以及對(duì)茶葉體內(nèi)幾種有效化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中菲和芘處理濃度為1.00 mg/L和0.10 mg/L時(shí)，茶樹須根中菲和芘濃度最高，為2.21×10-3mg/g干重（Dw）和1.07×10-1mg/g DW；菲在茶樹莖中最高含量7.0×10-3mg/g DW，葉片中含量為3.10×10-4mg/g鮮重（Fw），芘在莖和葉中則均未檢測(cè)到。菲和芘對(duì)茶樹烏牛早品種葉片內(nèi)化學(xué)成分影響顯著，菲和芘單獨(dú)處理后，茶樹葉片內(nèi)兒茶素總量最高分別上升35.13%和46.56%；菲和芘的混合處理中兒茶素總量最高增加48.23%，多酚和咖啡堿含量也有明顯升高。然而，菲和芘處理后茶樹葉片內(nèi)氨基酸含量下降。

參考文獻(xiàn)

[1] 王桂山，伸兆慶，王福濤.PAH（多環(huán)芳烴）的危害及產(chǎn)生的途徑[J].山東環(huán)境，2001（2）：41.

[2] M artin K ，W olfgang W.Atmospheric versus biological sources of polycyclic arom atic hydrocarbons（PAHs）in a tropical rain foresten vironment[J].Envi～onmental Pollution，2005（135）：143-154.

[3] 邢維芹，駱永明，李立平，等.持久性有機(jī)污染物的根際修復(fù)及其研究方法[J].土壤，2004，36（3）：258-263.

[4] 高彥征，凌婉婷，朱利中，等.黑麥草對(duì)多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)作用及機(jī)制[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（3）：498-502.

[5] Artur CI.Rocz Panstw Zakl Hig，2005，4：317-22.endprint