隴南市茶葉中金屬和類金屬元素的現(xiàn)狀調(diào)查研究

Investigation and Research on the Current Situation of Metals and Metalloids in Tea in Longnan City

ZHAO Dongqing， MA Jian， ZHAO Liang （Longnan Center for Disease Control and Prevention，Longnan 746ooo， China）

Abstract： To investigate the content levels of metals and metallids in tea inLongnan city，and to understand their pollution status and potential risks.Tea samples from 2022 to 2024 were collcted from multiple tea producing areas in Longnancityand thecontents of 26 metals and metaloids such as lead，cadmium， mercury，arsenic，copper， chromium， manganese and aluminum were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry. The results showed that there was no excessive phenomenon of metalic and metallid-like elements in the tea producing area， but it still needs to bepaid enough attention and coresponding measures should be taken to prevent and control it to ensure the quality and safety of tea.

Keywords： tea; metals and metalloid elements; investigation

隴南市屬于長江流域，氣候溫潤，土壤肥沃，為茶樹的生長提供了良好的自然環(huán)境。茶葉是隴南市重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，茶區(qū)主要集中在文縣、武都區(qū)和康縣3個(gè)縣（區(qū)）13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)148個(gè)行政村[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年隴南全市茶樹種植面積達(dá) 131.4km^2[2] 。近年來種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，然而隨著環(huán)境變化以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各種因素的影響，茶葉的質(zhì)量安全問題逐漸受到關(guān)注，尤其是金屬污染問題。因此，了解隴南市茶葉中金屬和類金屬元素的現(xiàn)狀，對于保障茶葉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和消費(fèi)者的健康具有重要意義。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

2022一2024年通過市場隨機(jī)采購武都區(qū)、文縣、康縣三大產(chǎn)茶基地90 份茶葉，每份采 500g 。

金屬混標(biāo)（BWB2620-2016）、銣單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（BWJ4221-2016） 1 000mg?L^-1 、汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液 [GBW（E）084161]1000mg?L^-1 、6種金屬混合內(nèi)標(biāo)溶液（鈧、鍺、銠、銦、錸、鉍）（BWB2479-2016）10μg?mL^-1 ，北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司；茶葉-生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW10016a（GSB-7a）]，中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘察研究所；NexIon350D電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀，美國珀金埃爾默儀器有限公司；超純水（電阻率 ? 18.25MΩ?cm ），重慶摩爾水處理設(shè)備有限公司；精密控溫防爆干燥箱，德國BINDER。

1.2 方法

1.2.1 檢測方法

參照《國家食品污染物和有害因素風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測工作手冊》中食品多元素分析的標(biāo)準(zhǔn)操作程序?qū)悠愤M(jìn)行分析。

（1）樣品前處理。準(zhǔn)確稱取 0.5g 樣品于消解內(nèi)罐中，加入 6mL 硝酸，放置過夜，旋緊不銹鋼外套，放入控溫防爆干燥箱消解，于 170^°C 消解 6h ，冷卻后緩慢將消解內(nèi)罐取出，在控溫電熱板上，于100^c 加熱 30min 趕酸，用 1.0% 硝酸溶液定容至50mL ，混勻備用。然后用移液管準(zhǔn)確吸取 1mL 用 1.0% 硝酸溶液定容至 10mL ，通過在線加入內(nèi)標(biāo)溶液進(jìn)行測量（內(nèi)標(biāo)溶液濃度 2.5ng?mL^-1 ）。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液的配制。取一定量的單標(biāo)或混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液用 2% 硝酸逐級稀釋配制成4套標(biāo)準(zhǔn)溶液。A套標(biāo)準(zhǔn)儲備液（ 10μg?mL^-1 ）：鉀、鈣、鈉、鎂混合標(biāo)準(zhǔn)使用液；B套標(biāo)準(zhǔn)儲備液（ 1μg?mL^-1 ）：鋁、錳、鐵、鋅、鍶、鋇、鋰、銣混合標(biāo)準(zhǔn)使用液；C套標(biāo)準(zhǔn)儲備液（ 100ng?mL^-1 ）：硼、釩、鈷、鎳、硒、鉬、錫、銻、銅、鉛、鉻、鎘、砷混合標(biāo)準(zhǔn)使用液；D套標(biāo)準(zhǔn)儲備液（ 10ng?mL^-1 ）：汞標(biāo)準(zhǔn)使用液。取適量元素混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，用 2% 硝酸配制成以下4套標(biāo)準(zhǔn)系列。A系列：鉀、鈣、鈉、鎂為0、100.0、200.0、400.0、800.0、1600.0、2400.0，3200.0ngmL^-1 和 4000.0ng?mL^-1 ；B系列：鋁、錳、鐵、鋅、鍶、鋇、鋰、銣為0、10.0、20.0，40.0，80.0，160.0，240.0，320.0ng?mL^-1 和400.0ng?mL^-1 ；C系列：硼、釩、鈷、鎳、硒、鉬、錫、銻、銅、鉛、鉻、鎘、砷為0、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、24.0、 32.0ng?mL^-1 和 40.0ng?mL^-1 ；D系列：汞為 0， 0.1， 0.2， 0.4， 0.8， 1.6， 2.4， 3.2ngmL^-1 和 4.0ng?mL^-1 O

1.2.2 質(zhì)量控制

實(shí)驗(yàn)采用空白實(shí)驗(yàn)、 10%～20% 平行樣實(shí)驗(yàn)、加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制。通過實(shí)驗(yàn)測得各元素加標(biāo)回收率在 85.8%～ 112.3% ，每批樣品采用的茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與樣品同步進(jìn)行處理分析，測定結(jié)果均在允許范圍內(nèi)。

1.2.3 評價(jià)方法

依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762—2022）（ Pb?5.0mg^?kg^-1 ）、《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氟化物限量》（NY659—2003）（ Cr?5.0mg^.kg^-1 ： As?2.0mg^.kg^-1 、 Cd? 1.0mg^.kg^-1 、 Hg?0.3mg^.kg^-1 ）、《綠色食品茶葉》（NY/T 288—2018）[3]（ Cu?30mg^-1kg^-1 ）的規(guī)定，對茶葉中部分重金屬元素進(jìn)行評價(jià)，其他元素國家標(biāo)準(zhǔn)雖未進(jìn)行限定，但過量攝入同樣會對人體健康構(gòu)成危害。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有檢測數(shù)據(jù)均錄人Excel表格，采用SPSS27.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍

按1.2.1項(xiàng)方法配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，以濃度為橫軸，以信號強(qiáng)度為縱軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到的回歸方程見表1?？梢钥闯?，各目標(biāo)物質(zhì)在各自的線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均 ?0.9995 。

2.2茶葉中國家限量的6種金屬元素含量

如表2所示，國家限量的銅、鉛、鎘、鉻、砷、汞6種金屬元素在樣品中均有檢出，其中銅的檢出率最高（ 100.0% ），其次為鎘（ 97.8% ）、鉛（ 95.6% ）、砷（ 90.0% ）、鉻（ 76.7% ），汞的檢出率最低（ 41.1% ）。茶葉樣品中鎘、汞、砷、銅、鉛和鉻6種金屬元素的含量均低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限量值，無超標(biāo)樣品；但銅含量在 9.72～28.40mg?kg^-1 ，雖未超國家標(biāo)準(zhǔn)限值（ 30mg?kg^-1 ），但最大值 28.40mg^.kg^-1 已接近國家限量標(biāo)準(zhǔn)，提示相關(guān)部門重視金屬污染現(xiàn)象。

2.3茶葉中16種微量元素含量

如表3所示，茶葉中16種微量元素均有檢出，其中硼、鋁、鈷、錳、鐵、鋅、鍶、鋇、銣的檢出率均為 100.0% ，其次為鉬（ 98.9% ）、釩（ 97.8% ）、鋰（ 88.9% ）、鎳（ 84.4% ）、銻（ 63.3% ）、硒（ 60.0% ），最低的為錫（ 33.3% ）。茶葉中16種微量元素含量差異明顯，其中含量較高的是錳（平均值為725.0mg?kg^-1 ）、鋁（平均值為 498.0mg^-1kg^-1 ）、鐵（平均值為 1180mg^-kg^-1 ），含量較低的是鉬（平均值為 0.0278mg^-1g^-1 ）、錫（平均值為 0.0196mgkg^-1 ）、銻（平均值為 0.010 9mg?kg^-1 ）。研究結(jié)果顯示，隴南產(chǎn)區(qū)茶葉中部分金屬和類金屬元素含量表現(xiàn)為錳 gt; 鋁 gt; 鐵 gt; 銣 gt; 鋅 gt; 鋇 gt; 鍶 gt; 硼 gt; 鎳 gt; 鉆 gt; 鋰 gt; 硒 gt; 釩 gt; 鉬 gt; 錫 gt; 銻，錳的含量最高，鋁次之，這與相關(guān)研究[4-5]得出的茶葉中重金屬元素錳含量最高的結(jié)論相似，證實(shí)了茶葉富含錳元素。錳在人體中發(fā)揮著諸多重要作用，在生理代謝方面，錳是多種酶的組成成分，能參與碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝，在骨骼發(fā)育中，錳可以促進(jìn)骨基質(zhì)中硫酸軟骨素的合成，有助于預(yù)防骨質(zhì)疏松等骨骼疾病。其他元素雖然均有檢出，但是一般正常飲茶攝入量不會對人體造成危害，還有助于補(bǔ)充人體所需的微量元素。

2.4茶葉中4種的常量元素含量

由表4可知，茶葉中4種常量元素的檢出率均為 100.0% ，其中含量最高的是鉀（平均值為33125mg^-kg^-1 ），其次為鈣（平均值為 3 394mg^-1kg^-1 ）和鎂（平均值為 3 366mg?kg^-1 ），最低的是鈉（平均值為 68.70mg^.kg^-1 ）。茶葉中較高的鉀含量主要有以下作用： ① 維持心臟正常功能，有助于心肌的正常收縮和舒張，對預(yù)防心律失常等心臟問題有幫助； ② 調(diào)節(jié)體內(nèi)的滲透壓和酸堿平衡，保持細(xì)胞的正常形態(tài)和功能。茶葉中鈣含量較高，鈣是構(gòu)成骨骼和牙齒的主要成分，足夠的鈣攝入能保障骨骼的正常發(fā)育和維持骨骼健康，預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。鎂對酶的活性有重要影響，它是多種酶的激活劑，能夠參與體內(nèi)的能量代謝；鎂對神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)靜作用，可以幫助放松身心，緩解焦慮和緊張情緒，在一定程度上能改善睡眠質(zhì)量。鈉能調(diào)節(jié)細(xì)胞外液容量，是細(xì)胞外液中最主要的陽離子，對于維持人體的滲透壓平衡、酸堿平衡至關(guān)重要。

3結(jié)論

本文通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法對隴南茶產(chǎn)區(qū)90份茶葉樣品中26種金屬和類金屬元素的含量進(jìn)行分析研究。結(jié)果顯示，本次測定的茶葉樣品中重金屬鉛、鎘、鉻、砷、汞、銅含量均低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其他元素含量差異明顯，其中錳、鋁、鐵含量較高，錫、銻較低，常量元素鉀、鈣、鈉、鎂含量豐富，說明該茶產(chǎn)區(qū)受污染程度小，茶葉品質(zhì)優(yōu)良，安全衛(wèi)生質(zhì)量較好；其他元素雖然沒有國家限量規(guī)定，但也應(yīng)引起相關(guān)人員的足夠重視，任何元素過量攝人均會對人體健康產(chǎn)生影響。因此，建議加強(qiáng)茶葉質(zhì)量監(jiān)管，建立健全茶葉質(zhì)量監(jiān)管體系，加大對茶葉生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，確保消費(fèi)者能夠購買到安全、放心的茶葉產(chǎn)品。同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步開展相關(guān)研究，深入探討茶葉中金屬和類金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及有效的防控技術(shù)，為隴南市茶葉產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

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