云南省典型茶園重金屬元素地球化學(xué)特征及風(fēng)險性評估

謝萌麗，常河*，周曉華，楊天福，龍坤

云南省典型茶園重金屬元素地球化學(xué)特征及風(fēng)險性評估

謝萌麗1，常河1*，周曉華2，楊天福2，龍坤1

1. 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2. 云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室（國土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心），云南 昆明 650218

為探明茶園地質(zhì)背景與茶葉之間重金屬元素含量的關(guān)系與現(xiàn)狀，以云南省勐庫茶園和景邁茶園中的巖石、土壤和茶葉為研究對象，測定10種重金屬元素（Hg、Cd、Pb、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Zn、As）的含量，采用多元統(tǒng)計分析和空間分析方法對茶園重金屬進行特征總結(jié)和風(fēng)險評價。結(jié)果表明：（1）與地殼元素豐度相比，勐庫茶園和景邁茶園巖石中的As是富集元素，勐庫茶園巖石中的Hg和景邁茶園巖石中Mn元素是貧乏元素；（2）勐庫茶園土壤主要以As和Cr污染為主，景邁茶園土壤主要以Cr和Cu污染為主，均為輕度污染，土壤質(zhì)量良好；（3）茶葉重金屬元素的平均含量順序主要為Mn＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr，富集能力依次是Mn＞Zn＞Hg＞Cu＞Ni，僅有勐庫茶園個別茶樣As含量超標(biāo)，茶葉中重金屬含量總體處于安全級別；（4）勐庫茶園和景邁茶園茶葉中Mn非致癌風(fēng)險最高，勐庫茶園茶葉As致癌風(fēng)險最高，景邁茶園茶葉Cr致癌風(fēng)險最高，其余重金屬元素處于安全范圍內(nèi)。

重金屬；變異系數(shù)；地累積指數(shù)；富集；健康風(fēng)險

重金屬具有較強的穩(wěn)定性和毒性，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、生態(tài)安全和人類健康[1]。隨著工業(yè)化進程的迅速發(fā)展，地質(zhì)環(huán)境問題已成為研究熱點。成土母質(zhì)是土壤重金屬的原始來源，農(nóng)用物質(zhì)和生活輸入會使重金屬蓄積在土壤中，農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬含量會受到地質(zhì)背景和人為因素的共同影響[2]。茶是世界上非常受歡迎的非酒精飲料之一，飲茶有助于人體對礦質(zhì)元素的吸收，起到營養(yǎng)保健的作用。但當(dāng)茶樹生長的土壤中重金屬濃度超過一定閾值后，會對茶樹生長造成傷害，且在茶葉中累積，最終通過口服攝入途徑向人體遷移，不僅影響茶葉質(zhì)量，更會危害人體健康。

已有大量學(xué)者對茶園地質(zhì)背景和茶葉中重金屬問題展開研究，二疊系石灰?guī)r和寒武系白云巖發(fā)育的土壤重金屬濃度明顯高于志留系碎屑巖發(fā)育的土壤[3]，發(fā)育于花崗巖母質(zhì)的茶園土壤中Zn含量較低，在土壤中配施有機肥可提高茶葉中的Zn含量[4]，茶葉中Mn和Cr含量與對應(yīng)土壤中Mn和Cr含量呈線性增長趨勢[5]，冬季茶葉中Cr、As、Cd、Mn和Pb的含量比夏季茶葉高[6]，持續(xù)攝入Cr會在人體組織中積累，引起慢性健康風(fēng)險[7]。云南省有色金屬礦產(chǎn)資源豐富，土壤中Cu、Cr、Pb和Cd等重金屬含量偏高現(xiàn)象實際存在[8]。以往大范圍調(diào)查的土壤重金屬數(shù)據(jù)難以支撐培植優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品和區(qū)域治理土壤污染，小范圍且有針對性地探究則具有實際指導(dǎo)意義[9]。

目前關(guān)于勐庫茶園和景邁茶園地質(zhì)背景重金屬含量特征及茶葉健康風(fēng)險評價等研究空缺，有必要開展兩地區(qū)的重金屬含量調(diào)查，評估飲茶健康風(fēng)險，有效保障茶葉綠色種植和地質(zhì)背景安全。因此，本研究采集了勐庫茶園和景邁茶園中的巖石、土壤和茶葉樣品，研究重金屬元素的地球化學(xué)特征、污染現(xiàn)狀、影響因素及人體健康風(fēng)險評價，旨在為云南茶產(chǎn)業(yè)的保護和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

景邁（JM）茶園出露地層由老到新依次為侏羅系中統(tǒng)花開左組下段（J2h）、上元古界瀾滄群南坑河組（Pt3）、惠民組上段（Pt3h）和下段（Pt3h）。J2h巖性主要以紫紅色石英礫巖、砂巖為主，Pt3巖性主要以灰白色絹云硅質(zhì)石英砂巖夾微晶片巖為主，Pt3h巖性主要以綠泥片巖、絹云片巖為主。土壤類型以紫紅壤、赤紅壤和紅壤為主。研究區(qū)地質(zhì)背景及采樣點位置分布如圖1所示。

1.2 樣品采集與處理

1.2.1 樣品采集預(yù)處理

本研究在勐庫茶園采集了8份巖石、16份土壤、8份茶葉樣品，在景邁茶園采集了3份巖石、7份土壤、5份茶葉樣品，JM01點處未采集到C層土壤和巖石樣品，JM05處僅采集茶葉樣品。在采樣點處鑿1個深約2?m的土壤剖面，巖石由地質(zhì)錘在底部取出，沿剖面?zhèn)炔坑盟芰乡P分別取C層土壤樣品（深約1?m）、A層土壤樣品（深約0.5?m），在對應(yīng)的茶樹上采集茶葉（一芽兩葉）。各樣品均由3～5個子樣混合，巖石和土壤樣品裝入透氣布袋，茶葉樣品裝入透氣網(wǎng)袋，標(biāo)記編號并詳細記錄周邊信息。

注：1-瀾滄群b段，2-瀾滄群a段，3-花崗巖邊緣相，4-采樣點，5-實測地質(zhì)界線，6-實測斷層，7-河流，8-侏羅系中統(tǒng)花開左組下段，9-瀾滄群南坑河組，10-瀾滄群惠民組上段，11-瀾滄群惠民組下段

將巖石樣品置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中105?℃烘干，使用輥式破碎機破碎至小于2?mm，采用四分法縮分至檢測所需數(shù)量，使用無污染行星式球磨機破碎至0.075?mm用于檢測。將土壤樣品40?℃風(fēng)干，用橡膠錘或木棒碾壓破碎后，剔除植物根系、碎石等雜物，提拉法混勻，使用研缽研磨至可以全部通過孔徑2?mm尼龍篩，采用四分法縮分至檢測所需數(shù)量，研缽研磨過160目尼龍篩用于檢測。將茶葉樣品用自來水、去離子水各沖洗3次，再充分風(fēng)干，經(jīng)破碎機破碎至可以全部通過200目尼龍篩后用于檢測。

1.2.2 化學(xué)分析

土壤和巖石中Cd和Pb由電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定，檢出限為0.01?mg·kg-1和0.5?mg·kg-1；Co、Cr、Cu、Ni、Zn和Mn由電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定，檢出限分別為0.5、1、0.5、0.2、1?mg·kg-1和2?mg·kg-1；As和Hg由氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（AFS）測定，檢出限為0.5?mg·kg-1和0.000?5?mg·kg-1。茶葉樣品中的Hg、Cd、Pb、Co、Cr、Mn、Ni、Zn、As采用DZ/T 0253.1—2014方法測定，Hg采用DZ/T 0253.3—2014方法測定。

所有檢測分析均在云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室（國土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）完成?；瘜W(xué)分析時，遵循質(zhì)量保證和質(zhì)量控制（QA/QC）協(xié)議，以確保結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。高質(zhì)量的去離子水用于清洗玻璃器皿，制備標(biāo)準(zhǔn)品和稀釋樣品。分析試劑空白，然后對數(shù)據(jù)進行空白校正，以消除分析誤差。

1.3 評價指標(biāo)

1.3.1 變異系數(shù)

變異系數(shù)（C）可以消除數(shù)據(jù)之間量綱度波動的影響，客觀反映研究區(qū)內(nèi)元素的空間分布差異性。C＜10%為弱變異，10%≤C≤100%為中等變異，C＞100%為強變異[10]。

1.3.2 生物富集系數(shù)

生物富集系數(shù)（）指茶葉中重金屬元素含量與其生長土壤中相應(yīng)重金屬元素含量的比值，可評估茶葉從土壤中富集該元素的能力，＞1表示在遷移過程中富集，＜1則表示虧損[11]。

1.3.3 土壤地累積指數(shù)污染評價

土壤重金屬污染評價采用德國科學(xué)家Muller提出的地累積指數(shù)（I），能夠反映土壤中重金屬的累積程度，在一定程度上量化土壤環(huán)境受人類活動的影響，已被廣泛應(yīng)用于河湖沉積物和土壤重金屬污染程度評價[12]。I計算公式如下：

式中，C為樣品中元素的含量（mg·kg-1）；B為元素的背景值[13]。根據(jù)I值的不同分級[14]，其中I＜0，表示無污染；0≤I＜1，表示輕度污染；1≤I＜2，表示輕中度污染；2≤I＜3，表示偏重污染；3≤I＜4，表示重度污染；4≤I＜5，表示嚴(yán)重污染；5≤I，表示極嚴(yán)重污染。

1.3.4 健康風(fēng)險評估

采用美國環(huán)境保護署（USEPA）推薦的健康風(fēng)險評估模型量化飲茶的暴露風(fēng)險，所有評估指標(biāo)均基于平均每日攝入量（ADI，mg·kg-1·d-1）[15]。本研究的風(fēng)險評估計算采用各元素含量的平均值計算。

式中，為茶葉的重金屬元素含量（mg·kg-1）；為茶的平均每日攝入量，假設(shè)為1?L·d-1[16]；表示暴露頻率，假設(shè)為365?d·a-1；為暴露持續(xù)時間，假設(shè)為57?a；為時間段，單位為d，可計算為=×365；是暴露人群的體質(zhì)量，假設(shè)成人為61.75?kg。用來評估茶葉中某種重金屬元素的非致癌風(fēng)險，總非致癌風(fēng)險是某樣品中所有重金屬元素值的總和。

式中，RfD是重金屬元素的參考口服劑量（mg·kg-1·d-1），Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Mn和As的RfD值分別為0.001?0、0.003?0、0.003?0、0.040?0、0.001?0、0.020?0、0.003?5、0.300?0、0.140?0、0.003?0，值和值小于1表示非致癌健康風(fēng)險處于安全等級，值和值大于1表示存在顯著的不良非癌癥影響[17]。

式中，Risk為某種重金屬元素的致癌風(fēng)險，Risk為所有重金屬元素的健康風(fēng)險總和。為癌癥斜率因子，Cd、Cr、Pb、As的分別為15、0.5、0.008?5、1.5，其他元素暫無參考標(biāo)準(zhǔn)值。致癌風(fēng)險等級分為無風(fēng)險（＜10-6）、可耐受風(fēng)險（10-6～10-4）和不可耐受風(fēng)險（＞10-4）[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019軟件統(tǒng)計重金屬元素的最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，計算茶葉對重金屬元素的富集系數(shù)，評估茶葉健康風(fēng)險。采用Origin 9.0繪制土壤重金屬元素地累積指數(shù)污染評價圖。所有圖形均采用CorelDRAW 2020進一步繪制加工。

2 結(jié)果與分析

2.1 巖石重金屬元素地球化學(xué)特征

2.1.1 巖石礦物組分

巖石由礦物組成，礦物含量的多少取決于成巖的物質(zhì)條件和環(huán)境。勐庫茶園地區(qū)經(jīng)歷了3期變質(zhì)作用，華力西期變質(zhì)作用新生石英、白云母、絹云母、黑云母、綠泥石、鈉長石和斜長石等變質(zhì)礦物，印支期變質(zhì)作用使礦物退變、巖石糜棱巖化和碎裂巖化[19]。景邁茶園地區(qū)主要由海陸交互相的紅色碎屑沉積構(gòu)成，含有多層變質(zhì)鐵礦，每套地層角度整合/不整合于其他地層[20]。

勐庫茶園和景邁茶園不同地層的巖石中礦物組分及巖性特征如表1所示?？梢钥闯?，勐庫茶園的巖性基礎(chǔ)主要是片巖、糜棱巖和花崗巖，景邁茶園的巖性基礎(chǔ)主要為石英砂巖。勐庫茶園中Pz1ln地層與1(α) 5地層上巖石中的礦物組分相似，石英和云母含量略低于Pz1ln地層上的巖石，但長石、綠泥石、褐鐵礦高于Pz1ln地層上的巖石。這些變化與該地區(qū)的變質(zhì)風(fēng)化作用及豐富的構(gòu)造活動密不可分。景邁茶園巖石中的礦物主要以石英和云母為主，景邁茶園巖石中的石英含量普遍高于勐庫茶園。

2.1.2 巖石重金屬元素含量特征

巖石制約著土壤的類型和肥力，也是茶葉礦物營養(yǎng)物質(zhì)的資源庫。研究區(qū)巖石重金屬含量統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。勐庫茶園巖石中Hg、Cd、Cu平均含量低于景邁茶園，Co、Cr、Mn、Ni、Zn、As平均含量高于景邁茶園，兩茶園Pb平均含量相同。與地殼元素豐度相比，勐庫茶園巖石中Cu、As和景邁茶園巖石中Hg、Cu、As的平均含量高于地殼元素豐度值，勐庫茶園和景邁茶園巖石中的As含量較為豐富，分別約為地殼豐度的36.7倍和8.0倍；勐庫茶園巖石中的Hg含量僅為地殼豐度的25.0%，景邁茶園中的Mn含量僅為地殼豐度的15.5%，表明勐庫茶園巖石中的Hg元素和景邁茶園巖石中的Mn元素最缺乏。勐庫茶園巖石樣品中的Cu和As屬于強變異，空間差異性較大，其他重金屬元素屬于中等變異；景邁茶園的所有重金屬元素均屬于中等變異。

2.2 土壤重金屬元素地球化學(xué)特征

2.2.1土壤重金屬元素含量特征

深層土由巖石風(fēng)化而來，主控因素為成土母質(zhì)；表層土既受深層土的影響，又會因茶樹根系、凋落物、施肥、交通而改變[22]。研究區(qū)A層土壤和C層土壤樣品重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。所有土壤樣品中Mn含量均高于Cr，Cr高于其他元素含量，繼承巖石中Mn含量最高的特征；Hg、Cd、Pb、Co、Cr、Mn、Ni、Zn等元素在A層土壤中含量較高，Cu元素在C層土壤中含量較高。勐庫茶園C層土壤中的As含量高于A層土壤中的As含量，繼承了巖石強變異的特點。與云南省A層土壤背景值相比，勐庫茶園A層土壤中Hg、Cr、As和景邁茶園A層土壤中Hg、Cr、Cu、Mn的平均含量高于背景值。與云南省C層土壤背景值相比，勐庫茶園C層土壤中Cr、As和景邁茶園C層土壤中Hg、Cr、Cu的平均含量高于背景值。與農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值相比，勐庫茶園土壤中的As和景邁茶園土壤中的Cu含量較高，存在一定的土壤污染風(fēng)險。

表1 研究區(qū)巖性特征及礦物組分

表2 研究區(qū)巖石重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果

表3 研究區(qū)A層土壤和C層土壤重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果

2.2.2 土壤重金屬元素地累積指數(shù)污染評價

以云南省A層和C層土壤重金屬背景值為參照，采用地累積指數(shù)法對研究區(qū)A層土壤和C層土壤中10種重金屬元素（Hg、Cd、Pb、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Zn、As）污染情況進行評價，結(jié)果如圖2所示。勐庫茶園A層土壤中As和Cr整體屬于輕度污染，個別樣點中的As達到了偏重污染程度，個別樣點中的Hg和Mn出現(xiàn)輕度污染現(xiàn)象。勐庫茶園C層土壤中As整體呈現(xiàn)輕度污染狀態(tài)，個別樣點中的As達到了偏重污染程度，個別樣點中的Cr和Cu屬于輕度污染。結(jié)合巖石特征可知，勐庫茶園土壤中As和Cr污染主要是由地質(zhì)背景引起的，Hg的個別污染可能來源于人為活動輸入[24]。景邁茶園A層土壤中重金屬污染程度整體較勐庫茶園輕，其中，Hg、Cr、Cu整體呈現(xiàn)輕度污染，個別樣點中的Cr出現(xiàn)輕中度污染現(xiàn)象。景邁茶園C層土壤中僅出現(xiàn)Cr和Cu的輕度污染。景邁茶園土壤中Hg、Cr、Cu污染主要是由地質(zhì)背景引起的。

2.3 茶葉重金屬元素地球化學(xué)特征

2.3.1 茶葉重金屬元素含量特征

研究區(qū)茶葉樣品中重金屬元素含量統(tǒng)計結(jié)果如表4所示。勐庫茶園茶葉樣品中重金屬元素的平均含量大小為Mn＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞As＞Pb＞Co＞Hg＞Cd，景邁茶園茶葉樣品中重金屬元素的平均含量大小為Mn＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞Co＞Hg＞As＞Cd，由此可知Mn、Zn、Cu、Ni、Cr為本研究茶葉中主要的重金屬元素。勐庫茶園茶葉中Hg、Cd、Pb和As的平均含量高于景邁茶園茶葉，而景邁茶園茶葉中Co、Cr、Cu、Mn、Ni和Zn高于勐庫茶園茶葉。研究區(qū)內(nèi)，除勐庫茶園茶葉中個別樣品出現(xiàn)As超標(biāo)外，其他茶葉樣品中的重金屬含量均低于茶葉安全標(biāo)準(zhǔn)值。研究區(qū)茶葉樣品中的As元素變異系數(shù)均大于100%，表明采樣點之間As元素的含量差異較大。

2.3.2 茶葉重金屬元素富集能力

重金屬元素從土壤到茶葉的遷移和積累是其進入食物鏈的主要途徑。研究區(qū)茶葉樣品對重金屬元素的生物富集系數(shù)如表5所示。勐庫茶園茶葉從土壤中富集重金屬的能力為Mn＞Hg＞Zn＞Cu＞Cd＞Ni＞Pb＞As＞Co＞Cr，景邁茶園茶葉從土壤中富集重金屬的能力為Mn＞Zn＞Hg＞Cu≈Cd＞Ni＞Pb＞Co＞Cr＞As。茶葉普遍對Mn具有高富集能力[26]，其次是Zn、Hg、Cu、Ni，研究表明，Mn、Zn、Cu、Ni是茶樹生長發(fā)育所必須的元素[27]，說明研究區(qū)茶葉整體質(zhì)量較好。茶葉對Cr的富集能力較小，可能是因為茶樹吸收土壤中的Cr后主要累積在茶樹根部，往葉片上遷移能力很弱[28]。

表5 研究區(qū)茶葉樣品重金屬元素生物富集系數(shù)

2.3.3 茶葉重金屬元素健康風(fēng)險評估

人體健康風(fēng)險評估模型可以定量評估飲茶對人體的潛在危害[29]。研究區(qū)茶園茶葉樣品重金屬元素健康風(fēng)險指標(biāo)結(jié)果如表6所示?？梢钥闯觯聨觳鑸@和景邁茶園茶葉樣品中日平均攝入量較高的重金屬元素為Mn、Zn和Cu。勐庫茶園茶葉樣品中的非致癌風(fēng)險平均值大小順序為Mn＞As＞Co＞Cr＞Ni＞Cu＞Pb＞Zn＞Hg＞Cd，景邁茶園茶葉樣品中的非致癌風(fēng)險平均值大小順序為Mn＞Cr＞Co＞Ni＞Cu＞Pb＞Zn＞As＞Hg＞Cd。勐庫茶園茶葉樣品中As的致癌風(fēng)險平均值最大，景邁茶園茶葉樣品中Cr的致癌風(fēng)險平均值最大，均超過10-4。

研究區(qū)茶葉樣品重金屬元素的THQ和RiskTotal貢獻百分比如圖3所示。勐庫茶園茶葉樣品中Mn的HQ平均值（0.953）接近1，約占THD的60.75%，As元素約占THD的24.59%。景邁茶園茶葉樣品中Mn的HQ值（1.304）大于1，約占THD值的81.65%。勐庫茶園茶葉樣品中重金屬元素Risk平均值占比大小為As＞Cr＞Cd＞Pb，景邁茶園茶葉樣品中重金屬元素Risk平均值占比大小為Cr＞Cd＞As＞Pb。綜上，勐庫茶園茶葉樣品和景邁茶園茶葉樣品中Mn元素的非致癌風(fēng)險最高，茶樹自身的基因組成控制了Mn元素在茶葉中的富集[22, 30]。在勐庫茶園茶葉中As元素致癌風(fēng)險最高，在景邁茶園茶葉中Cr元素致癌風(fēng)險最高，與茶園As和Cr的地球化學(xué)背景值高有關(guān)。

根據(jù)健康風(fēng)險評價結(jié)果可知，研究區(qū)茶葉中的Mn會對人體造成輕度不可接受的非致癌風(fēng)險，勐庫茶園茶葉中的As和景邁茶園茶葉中的Cr會對人體造成輕度不可接受的致癌風(fēng)險，其他重金屬元素引起的風(fēng)險是可接受的。因此，為了降低飲茶帶來的風(fēng)險，應(yīng)將Mn和As優(yōu)先作為勐庫茶園的風(fēng)險控制對象，將Mn和Cr優(yōu)先作為景邁茶園的風(fēng)險控制對象，對地質(zhì)背景和土壤給予更多關(guān)注和監(jiān)測，定期對茶園土壤中的Mn、As和Cr進行管控，選擇合適的肥料來固定茶園中重金屬的轉(zhuǎn)移和積累。

表6 重金屬元素的日平均攝入量（ADI）和非致癌風(fēng)險（HQ）和致癌風(fēng)險（Risk）

注：A，勐庫茶葉樣品THQ貢獻百分比；B，勐庫茶葉樣品RiskTotal貢獻百分比；C，景邁茶葉樣品THQ貢獻百分比；D，景邁茶葉樣品RiskTotal貢獻百分比

Fig.3 The percentage contribution of THQ and RiskTotalof heavy metal elements

3 結(jié)論

本研究總結(jié)了勐庫茶園和景邁茶園巖石、土壤和茶葉樣品的重金屬元素地球化學(xué)特征，系統(tǒng)闡述了茶園地質(zhì)背景對茶葉的影響及巖石、土壤、茶葉三者之間關(guān)聯(lián)性，同時對茶園的土壤和茶葉樣品進行了重金屬元素風(fēng)險評估。研究結(jié)果表明，勐庫茶園巖性主要以片巖、糜棱巖和花崗巖為主，景邁茶園巖性主要以砂巖為主。勐庫茶園巖石、C層土壤、A層土壤樣品中的Cr、As含量均高于背景值，且As為強變異，空間分布差異性較大。景邁茶園巖石、C層土壤、A層土壤樣品中的Hg、Cu含量均高于背景，巖石風(fēng)化會使土壤Cr含量升高。本研究茶葉樣品中Mn、Zn、Cu、Ni、Cr含量較高，且強烈富集Mn元素。

勐庫茶園土壤中的Cr、As污染主要是地質(zhì)背景引起的，個別樣點Mn污染可能源于茶葉的強富集能力，個別樣點Hg污染可能源于人為輸入；景邁茶園土壤中的Hg、Cr、Cu污染主要是地質(zhì)背景引起的。勐庫茶園和景邁茶園茶葉樣品中日平均攝入量較高的重金屬元素為Mn、Zn和Cu，非致癌風(fēng)險值中Mn元素占比最大。勐庫茶園茶葉樣品中As致癌風(fēng)險占比最大，景邁茶園茶葉樣品中Cr致癌風(fēng)險占比最大，實際生產(chǎn)中應(yīng)長期對茶園土壤和茶葉中的Mn、Hg、As和Cr進行監(jiān)測調(diào)控。

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Geochemical Characteristics and Risk Assessment of Heavy Metals in Typical Tea Gardens in Yunnan Province

XIE Mengli1, CHANG He1*, ZHOU Xiaohua2, YANG Tianfu2, LONG Kun1

1. Faculty of Land and Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China; 2. Central Laboratory of Yunnan Geology and Mineral Exploration Development Bureau (Kunming Mineral Monitoring andInspecting Centre of Ministry of Land and Resources), Kunming 650218, China

In order to explore the relationship and the current situation between the geological background of tea garden and the content of heavy metal elements in tea, the rocks, soil and tea in Mengku tea garden and Jingmai tea garden in Yunnan Province were selected as the research objects. The contents of 10 heavy metal elements (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, Mn, As) were determined. Multivariate statistical analysis and spatial analysis were used to summarize the characteristics and risk assessment of heavy metals in tea gardens. The results show that: (1) compared with the abundance of elements in the crust, the rocks in Mengku and Jingmai tea gardens were rich in As. While the rocks of Mengku tea garden were poor in Hg and the rocks of Jingmai tea garden were poor in Mn. (2) The soil of Mengku tea garden was mainly polluted by As and Cr. The soil of Jingmai tea garden was mainly polluted by Cr and Cu. They were all lightly polluted and had good soil quality. (3) The average contents of heavy metal elements in tea followed the order of Mn>Zn>Cu>Ni>Cr. The accumulation ability followed the order of Mn>Zn>Hg>Cu>Ni. Only a few tea samples from Mengku tea garden had As content exceeding the standard. And the heavy metal contents in tea were generally at the safe level. (4) For tea samples from Mengku and Jingmai tea gardens, Mn had the highest non-carcinogenic risk. As in Mengku tea had the highest carcinogenic risk. Cr in Jingmai tea had the highest carcinogenic risk. And other heavy metal elements were within the safe range.

heavy metals, coefficient of variation, geoaccumulation index, enrichment, health risks

S571.1；S151.9

A

1000-369X(2023)04-501-12

2023-02-13

2023-04-30

國家自然科學(xué)基金（42167052）、云南省科技廳基金（202101AT070277）、基礎(chǔ)研究專項-青年項目（202201AU070091）

謝萌麗，女，碩士研究生，主要從事農(nóng)業(yè)地質(zhì)方面的研究，1079460428@qq.com。*通信作者：22786473@qq.com