茶葉中風(fēng)險物質(zhì)的研究進展與展望
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茶葉中風(fēng)險物質(zhì)的研究進展與展望

我國是世界茶葉種植大國和第二大出口國。2021年,我國茶葉出口38.35萬t,金額25.29億美元,出口量和出口額均創(chuàng)歷史新高。但茶葉出口的最大瓶頸仍是茶葉質(zhì)量安全問題,尤其非農(nóng)藥風(fēng)險物質(zhì)殘留逐漸引起關(guān)注。近5年來,我國出口茶葉因風(fēng)險物質(zhì)殘留被歐盟食品與飼料快速預(yù)警系統(tǒng)通報27起,涉及風(fēng)險物質(zhì)17種,其中非農(nóng)藥風(fēng)險物質(zhì)主要為蒽醌和聯(lián)苯。本文討論茶葉中重金屬、蒽醌和高氯酸鹽的污染現(xiàn)狀和污染來源,提出構(gòu)建茶葉風(fēng)險物質(zhì)數(shù)據(jù)庫以應(yīng)對綠色貿(mào)易壁壘的建議。

一、重金屬

目前,茶葉中已報道的重金屬包括錳(Mn)、鉛(Pb)、砷(As)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鎳(Ni)、汞(Hg)、銻(Sb)、鉈(Tl)等,其中對人體危害最嚴(yán)重且研究較多的重金屬主要為Pb、Cd、Hg和As。重金屬在茶葉中的含量存在地區(qū)差異,在茶樹體內(nèi)的分布也存在組織差異,甚至是亞細(xì)胞分布差異。重金屬在茶樹中的一般累積規(guī)律為根系含量最高,莖高于老葉,而新梢中含量最低。

茶葉中重金屬污染可能來源于茶園土壤、水 體、大氣、肥料等,其中土壤被認(rèn)為是共有的污染途徑。研究發(fā)現(xiàn),茶園土壤重金屬含量、pH值、有機質(zhì)含量均對茶葉中重金屬含量產(chǎn)生影響,作用強弱與重金屬種類有關(guān)。我國對土壤、茶葉樣品中Zn、Ni、Mn、Cr、 Pb、Cu的濃度和空間關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),茶葉中Mn、Cr含量與其在土壤中的含量呈正相關(guān);茶葉中Zn、Ni、Mn、Cu含量與土壤pH負(fù)相關(guān)。研究學(xué)者進一步分析了地質(zhì)差異對土壤和茶葉中重金屬分布、累積和風(fēng)險的影響,結(jié)果表明二疊紀(jì)灰?guī)r和寒武系巖的白云石中重金屬的含量顯著高于非礦化的志留紀(jì)碎屑巖;茶葉中Cd、Tl、Mn的含量主要取決于土壤中含量,而Hg、Pb、As、Sb不僅受土壤含量影響,還存在其他影響因素。

茶園現(xiàn)行有效的重金屬管控措施主要包括:科學(xué)選址建園,建園前對基地空氣、灌溉水、土壤等進行檢測,選擇重金屬含量低的基地建設(shè)茶園;規(guī)范農(nóng)藝措施,保障肥料、農(nóng)藥等農(nóng)資投入品的質(zhì)量安全,合理施用肥料、農(nóng)藥等,重污染茶園應(yīng)避免修剪茶枝的直接還田,規(guī)范茶鮮葉采摘標(biāo)準(zhǔn);篩選培育低吸收富集的茶樹品種;植物修復(fù)或隔離,種植高富集植物修復(fù)被污染土壤,或種植灌木隔離帶以減少汽車尾氣中重金屬對茶園的污染。

二、蒽醌

9,10-蒽醌(簡稱蒽醌,AQ),是一種多環(huán)芳烴的含氧衍生物,用于天然染料、造紙、DNA探針標(biāo)記物等多個領(lǐng)域,具有潛在的致癌風(fēng)險。歐盟作為我國重要的茶葉出口市場,設(shè)定了茶葉中AQ最大殘留限量(MRL)為0.02mg/kg。

2016—2020年,歐盟委員會因AQ超標(biāo)問題通報我國出口茶葉共17起,引發(fā)對我國茶葉中AQ污染問題的關(guān)注??傮w而言,國內(nèi)市售茶葉的AQ污染情況仍較為嚴(yán)重。但茶葉中AQ的來源十分復(fù)雜,其可粗略分為種植過程中污染、加工過程中產(chǎn)生、包裝貯藏過程中的污染。鑒于汽車尾氣、燃料燃燒是含氧多環(huán)芳烴的主要來源,空氣中的沉降或是茶葉種植過程中AQ的主要來源之一。

雖然田間環(huán)境和加工過程中會造成AQ的殘留水平顯著降低,但是鮮葉中低殘留量的AQ仍可造成干茶中AQ含量超標(biāo)。水培研究發(fā)現(xiàn),茶樹可通過根系吸收蒽并累積于根部,但根部產(chǎn)生的AQ和蒽酮難以從根部轉(zhuǎn)移至地上部分。此外,在加工過程中,燃料燃燒產(chǎn)生的煙塵是茶葉中AQ的主要來源。相比電、天然氣等清潔能源,煤和柴作為加工中所使用的熱源,其燃燒時釋放的煙霧會對茶葉中AQ含量造成影響。

由于AQ在造紙過程中用作添加劑以提高產(chǎn)率,而茶葉常與牛皮紙、銅版紙等紙類等接觸,從而可能導(dǎo)致其AQ含量增加。因此,當(dāng)前茶葉中AQ的阻控措施主要包括選擇清潔化能源、保障包裝材料質(zhì)量安全等方面。

三、高氯酸鹽

高氯酸鹽是一種無機鹽,也是一種甲狀腺毒素。高氯酸鹽具有高水溶性、高穩(wěn)定性、低吸附性等特性,隨水移動進而成為全球性環(huán)境污染物。歐盟于2015年暫定進口茶葉中高氯酸鹽限量為0.75mg/kg,最終于2020年5月正式頒布了該限量規(guī)定。2017年后,我國學(xué)者陸續(xù)開展了各省份茶葉中高氯酸鹽的污染現(xiàn)狀研究,檢出率普遍高于90%,超標(biāo)率在0~9.4%,略低于歐洲茶葉和草藥浸出物協(xié)會的抽樣結(jié)果。

我國茶葉產(chǎn)區(qū)分布廣,環(huán)境各異,茶葉中高氯酸鹽含量的地區(qū)差異需要重視。對我國中、東、西部地區(qū)15個省份的279個茶樣進行高氯酸鹽分析,結(jié)果表明:西部地區(qū)(貴州、四川、云南)的檢出量顯著低于中部(安徽、河南、湖 北、湖北和江西)、東部(福建、廣東、廣西、江蘇、山東和浙江)地區(qū);而中部地區(qū)茶樣高氯酸鹽含量的超標(biāo)率為20%,高于東部地區(qū)的超標(biāo)率2%。福建、廣東、海南和江西4個省份共123份茶葉樣品分析結(jié)果表明,不同茶葉產(chǎn)地的高氯酸鹽含量存在差異,但不具顯著性。

鑒于茶葉中高氯酸鹽檢出率高,與重金屬類似,推測其在茶樹種植環(huán)節(jié)引入的可能性較高,例如肥料、水和土壤等。由智利硝石制成的肥料中高氯酸鹽檢出普遍,但陸續(xù)有研究報道指出,高氯酸鹽并不是肥料中普遍存在的污染物。

高氯酸鹽是公認(rèn)的全球水土中普遍存在的環(huán)境污染物,土壤中超過90%的高氯酸鹽以水溶態(tài)形式存在,其陰離子交換能力僅為其他離子的1%~2%,難以吸附于土壤顆粒;主要通過溶解于土壤孔隙水或土內(nèi)沉積得以保留。僅當(dāng)土壤礦化聯(lián)合高濃度 Ca2+時,高氯酸鹽才能進行三元吸附,但其他含氧陰離子通過競爭吸附位點可降低其吸附。因此,土壤-植物系統(tǒng)中高氯酸鹽難以吸附于土壤,趨向于生物降解和植物累積。

當(dāng)前,高氯酸鹽污染的阻控措施主要側(cè)重于環(huán)境修復(fù),利用化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等手段降低水體和土壤中高氯酸鹽污染,其修復(fù)手段與重金屬類似。

四、展望

歐盟及一些茶葉進口國基于綠色貿(mào)易壁壘,持續(xù)不斷地設(shè)立茶葉中新型風(fēng)險物質(zhì)的限量標(biāo)準(zhǔn),阻礙了我國茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此,預(yù)先建立我國的茶葉風(fēng)險物質(zhì)數(shù)據(jù)庫極為必要,通過篩選茶葉全產(chǎn)業(yè)鏈中可能引入的環(huán)境污染物或者產(chǎn)業(yè)鏈中可能生成的有害物質(zhì),研究其殘留規(guī)律、風(fēng)險等級,可為積極應(yīng)對國際貿(mào)易壁壘提供有利的科學(xué)支撐和理論基礎(chǔ)。

本文節(jié)選自《中國茶葉》2022年第8期,P9-15,《茶葉中風(fēng)險物質(zhì)的研究進展與展望》,作者:孫荷芝,周利,俞嘉偉,陳宗懋。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。

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