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随着人们对茶饮料作用和功效的认识、我国农产品加入WTO以及生活质量的提高,人们对茶叶质量提出了越来越高的要求。近年来不断出现茶叶中重金属含量超标的报道。而茶叶中的重金属主要来源于土壤,因此,茶园土壤环境质量日益引起关注。研究表明,由于茶园中普遍使用化肥、除草剂、农药等化学物质以及周边工业、旅游业、交通业的发展,茶园土壤、茶叶等不同程度地受到重金属的污染,长期饮用重金属超标的茶叶,容易造成慢性蓄积中毒。本文选取皖南茶园作为研究对象,通过对不同生态条件下茶园土壤中重金属的含量及形态分布特征分析,揭示土壤中重金属对茶树的生物有效性,一方面增强对茶园土壤中重金属的环境行为、化学形态与生物有效性的认识,推动重金属的环境地球化学学科发展有重要的科学意义。另一方面,调查茶园土壤重金属含量及生物有效性,为维护茶园土壤的生态环境、提高茶叶产量和品质提供理论依据,对茶叶的安全生产具有十分重要的指导意义。本文选取皖南茶园作为研究对象,采集茶园土壤及当年生的鲜叶(茶叶),测定土壤及茶叶中重金属Zn、Cu、Pb、Ni、Cr的含量,并测定土壤重金属五种化学形态含量(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态),同时测定土壤的理化性质(有机质、pH值、有效磷、碱解氮、含水量等),并分析了皖南茶园土壤中重金属的化学形态分布特征,根据重金属的化学形态分析皖南茶园中重金属的生物有效性,同时对影响重金属形态分布及生物有效性的因素进行了分析。主要结论如下:(1)皖南茶园土壤重金属Zn、Cu、Pb、Ni、Cr的含量范围分别为29.51~194.96mg/kg、15.10~150.74mg/kg、14.15~94.44mg/kg、2.79~68.10mg/kg、12.64~121.11mg/kg,其平均含量分别为90.77mg/kg、47.29mg/kg、40.41mg/kg、21.87mg/kg、46.63mg/kg。均超过了区域背景值,超标率分别达到了1.41%、305.92%、70.87%、102.69%、15.68%,其中Cu超标最为严重,超过背景值的4倍。皖南茶园土壤重金属含量的空间变异较明显,其变异系数都达到了30%以上,其变异系数大小顺序为Cr(69%)>Cu(63%)>Ni(56%)>Zn(40%)>Pb(37%)。相关性分析表明,皖南茶园土壤中重金属含量分布受到了土壤pH值、有机质、有效磷、碱解氮等理化性质不同程度的影响。(2)皖南山区茶叶中Zn、Cu、Pb、Ni、Cr含量范围分别为:83.80~150.80mg/kg、10.80~36.00mg/kg、0.05~1.60mg/kg、3.65~19.15mg/kg、1.40~13.95mg/kg,茶叶中五种重金属的平均含量大小顺序为: Zn(109.76mg/kg)>Cu(15.51mg/kg)>Ni(9.50mg/kg)> Cr(3.02mg/kg)> Pb(0.59mg/kg)。(3)茶园土壤中Zn、Ni的形态总体分布:残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>可交换态>碳酸盐结合态,Cu的形态总体分布:残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,Pb的形态总体分布:铁锰氧化物结合态>残渣态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态,Cr的形态总体分布规律为:残渣态>有机结合态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态>可交换态,土壤中五种重金属的残渣态与非残渣态含量差异较大,且在不同的茶园生态环境下,茶园土壤中重金属的化学形态分布也存在差异。(4)皖南茶园土壤重金属化学形态的不同分布规律受到不同因素的影响,包括重金属全量、土壤理化性质以及茶园的生态环境(如海拔、坡度、种植年限等)。相关性分析表明,茶园土壤中重金属(Zn、Cu、Pb、Ni、Cr)的化学形态分布受到了重金属全量、有机质、pH值、有效磷、碱解氮、含水量、海拔高度、种植年限、坡度等因素影响。(5)皖南茶园重金属的生物有效性主要通过生物可利用系数(MF)、迁移系数(M)及转化系数(TF)来反映,五种重金属的MF平均值大小顺序为:Zn(5.83%)>Pb(5.40%)>Cr(5.12%)>Cu(0.87%)> Ni(0.17%);皖南茶叶土壤中五种重金属的迁移系数分别为Zn(3.77%)>Cr(2.54%)>Pb(1.26%)> Cu(0.39%)> Ni(0.10%);皖南茶园中五种重金属(Zn、Cu、Pb、Ni、Cr)转移系数范围分别为:0.61~3.44、0.19~1.09、0.001~0.044、0.20~1.57、0.013~0.654,其平均值大小顺序为:Zn(1.50)>Ni(0.54)>Cu(0.44)>Cr(0.10)>Pb(0.02)。而在不同的生态条件下重金属的生物活性、迁移转化能力也存在差异。