第五节 茶叶中的其他风险元素污染

一、茶叶中砷污染的来源

砷（As）是一种类金属元素，具有致畸、致癌、致突变性，长期或过量摄入砷会对人体健康造成严重威胁。污染环境的砷主要来源于砷矿的开采，含砷矿石（如铅、锌、铜、镍等）的冶炼，以及皮革、颜料、农药、硫酸、化肥、造纸、橡胶、纺织等工业“三废”。土壤中的砷，主要来源于成土母质和人类生产活动。由于化肥、农药等的大量施用以及其他人为的污染，茶园土壤中砷的水平逐渐上升，并在茶树的生长过程中被吸收和累积，使茶叶中的砷处于较高水平，且以高毒性的As3+和As5+为主，导致茶叶及冲泡后的茶汤成为人体无机砷暴露的潜在威胁，严重影响茶叶的质量安全和饮用安全。世界自然土壤的平均砷含量为9.36mg/kg，土壤砷含量中位值为6.0mg/kg，中国土壤砷的平均含量为13.8mg/kg。土壤中砷的常见形态有三价和五价两种价类，茶园主要为三价砷，以含氧酸根形式与金属离子形成盐类，它在水体和土体中能与钙、铝重金属生成难溶的砷酸盐。被吸附的砷，1/3以上为代换态，其余为固定态。研究发现，不同土壤类型的平均全砷含量大小表现为黄壤（9.72mg/kg）＞红壤（6.70mg/kg）＞赤红壤（4.23mg/kg）。砷不是作物生长的必需元素，但和镉一样容易在生物体内积累。微量砷能刺激某些作物的生长。

砷在茶树体内活性较低，大部分被吸收根固定，向地上部运输的比例较低。研究发现，砷元素在茶树体内由高到低的分布次序是吸收根＞茎（生产枝）或主根＞老叶（当年生成熟叶）＞新梢（1芽2叶）。吸收根砷含量为茎秆或主根的2～50倍，为老叶的5～100倍，为新梢的25～600倍。茶树受砷、镉污染时，吸收根对阻止土壤砷、镉向新梢转移起到明显的缓冲及屏障作用。茶树不同品种砷含量差异很大，但都表现出相同的规律，即从根部至新梢自下而上依次递减。茶树的主根和茎秆是砷在茶树体内传输的主要通道，也是主要的（仅次于吸收根）累积部位。

茶叶从种植到加工的各个过程中，都有可能受到砷的污染。土壤是茶叶中砷的主要来源，茶叶中砷含量与土壤中砷含量有很强的正相关性；此外，硫酸铵和过磷酸钙肥料中含有微量的砷，茶鲜叶加工过程不合理或不清洁会产生不同程度的二次污染。

二、茶叶中镉污染的来源

镉（Cd）因其毒性强、易吸收积累、难消除等特点，被认为是重金属中最具危害性的一种污染元素。镉对人体会产生慢性、急性中毒危害等负面影响，镉中毒会造成肾小管再吸收障碍，造成肾损害、骨痛病等，严重中毒甚至危及生命。研究表明，土壤中镉形态包括以下几种：离子交换态、碳酸盐结合态、有机结合态、铁锰氧化物结合态、残渣态等。其中离子交换态活性较大，所占比率最高，对环境影响严重，是重要的镉污染来源形态。碳酸盐结合态在pH偏低的环境时，会重新释放进入环境，是潜在的镉污染来源形态，因此对于碳酸盐结合态，酸度减弱有利于镉的固化。有机结合态是金属离子被有机质吸附、络合或者螯合，固定在土壤中，可分为腐殖酸结合态和强有机结合态，腐殖酸结合态镉活性大些，强有机结合态则相对稳定，能起到固定土壤镉的作用。

镉在茶树根中含量最高，其次是茎、老叶，新稍含量最低。研究发现，不同品种茶树中的镉元素分布规律由高到低分别为吸收根＞茎（生产枝）＞老叶（当年生成熟叶）＞新梢；另有研究结果也显示，同一生境下不同茶树品种，镉在茶树中含量从根部自嫩叶自下而上依次递减。研究发现，茶树对镉吸收累积呈以下规律：茶树不同部位吸收镉有明显差异，茶树受到镉污染时，大部分累积在根部，向茎和叶迁移量较少，镉从根部向叶片的平均迁移量仅为2%左右；有效态镉离子活性与pH呈负相关。

镉元素的主要来源有以下几种途径。

①成土母质，如含锰铁铅矿地区：对广西思荣锰铁铅矿恢复种植区的土壤进行镉含量分析的结果表明，该复垦区土壤中的镉含量较高，达31.42～46.5mg/kg，明显高于非矿区，作物中镉含量也超出正常范围。

②随含镉污染的液体进入土壤，再被截留固定：如污水中镉离子很容易被水中的悬浮物、有机质和黏土矿物吸附累积。

③随大气尘埃进入土壤：来源于能源、冶金和建筑材料的镉，在使用、生产和加工中伴随产生的气体和粉尘，以气溶胶的形态融入大气，通过自然沉降和降水进入土壤带来污染。

④随固体废弃物进入土壤：以工矿业固体废弃物、农资废弃物污染为主，其次过度不合理使用农资也带来污染。如在个别农药和肥料组成中含有镉等重金属，造成茶叶镉污染。