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基于XRF技术下茶叶种植土壤重金属检测及污染评估

更新时间:2016-07-05

我国作为世界上最大的茶叶生产国、出口国和消费国,应该在茶叶的生产上做好模范作用[1]。据调查,截至2016年底,我国茶叶种植面积为大约为5000万亩,茶叶年产量为227.8万吨,其中国内销售额为157万吨。毫无疑问,我国茶叶声誉极佳,生产和消费目前在世界排名第一。随着“茶健康”观念的推广和茶文化思维研究的深入,茶产品的质量越来越受到重视。

目前来看,中国茶叶的整体上质量和安全状况都比较良好,但是也依然存在很多安全隐患,而且局部不稳定经常发生,究其原因,是土壤重金属污染和种植不合理造成的。为了从根本上提高茶产品质量和安全系数,必须对调控污染方面的相关科学技术进行了解分析,得出措施和策略并进行探讨[2]。就目前来看,XRF技术是最为稳妥的,即识别技术的X射线荧光技术鉴定茶受到重金属污染源的方法。为此,我们需要收集X射线荧光光谱,对其进行试验分析并提取主要成分。得到数据后在进行统计分组,计算出每个样本的主要成分以及整个样本集合的平均值,然后对污染程度进行评估,致力于缓解重金属污染问题。

1 目前茶叶种植面临的污染问题

1.1 非重金属污染

目前市面上的茶产品种类丰富多样,其生长环境的土壤也各不相同,面临的主要污染差别不大,分为两种污染类型,一种是重金属污染,例如铁、汞锌等,另一种是非金属污染,比如农药残留物和病虫害等。农药残留和病虫害污染部分占目前茶叶质量和安全性的80%左右,也应该引起高度的重视,因为茶叶农药是常见的,任何农作物都需要经过消毒才能提高存活率,虽然农药一般残留浓度比较低,但如果长期接触这些农药残留物,毒素无疑会积累起来,长期如此对人体健康的影响不能低估。由于越来越多的人民群众对健康越来越关心,社会上也倡导健康绿色食品,所以现在农药残留标准非常严格,即便如此,农药残留仍然是中国茶叶质量安全问题所面临的最重要的问题之一。对此,有关部门要加强生产区环境监测,进一步改善茶园生态环境,加强生态防治技术。

射频治疗疼痛的方法近年来也出现了一些新的变化,从以往的被动的神经治疗,到今天的主动治疗,针对神经受压根源来进行根源性的治疗,从而调整神经传导,增加神经血流,产生保护的效果。经过这些年的治疗,结果表明该方法是一种比较可行的疼痛缓解的方法,同时,该方法的副作用也比较少,不良反应的情况十分罕见,即使存在不良反应也可以在比较短时间内康复。

1.2 重金属污染

现存的重金属元素大约有40种,据相关数据报道,重金属的溶解性和耐久性都比较顽强,一般不易溶解,而且周期较长,对土壤的污染强度很大。众所周知,重金属可以通过污染农作物而使毒素残留在农作物体内,进一步输入到农作物的果实和叶子上,影响农作物质量和产量的同时还要进一步影响污染土壤。人体需要摄入一定量的金属才能保证血液循环和心率正常,但是重金属含量超标,则会严重影响人类的正常生理活动。

得到相应数据之后,对茶园总体面积进行测量,通过一定的比例可得出茶园单位面积内的重金属含量。通过重金属在单位面积内的土壤中所占的比例,可知土壤pH值为4.06~5.80,呈弱酸性。根据茶的生长资料可知,茶适合生长在酸性土壤中,特别是弱酸性土壤环境,而测量出得土壤环境一般适合茶树正常生长。根际测量出得土壤pH值低于非根际土壤pH值,所以酸性还略低,其中土壤电导率在44.91~77.09μS·cm-1之间,查阅相关数据报告,不难得知,样品土壤电导率略高于非根际土壤。

高温制曲为开放式过程,各种环境微生物均参与到该过程中。随着发酵温度升高,酱香功能嗜热菌就占据优势地位。当曲块温度达到较高温度时,翻曲、降温换气,为优势功能菌的继续生长、繁殖、代谢以及酱香味产生创造有利条件。推测在郎酒等酱香型白酒的高温制曲过程中,其多个工艺步骤,包括升温、翻曲以及换气等,定向培养、筛选形成了一个相对稳定的微生物菌群,确立了优势菌群。

XRF是目前行业内的先进标准技术,原理是使用XRF光谱仪中的光管对准目标样品,启动仪器,激发生物样品中的元素,对这些元素进行数据的分析统计。通过这种方式,能够分离出茶产品中的有害物质,也能得出重金属含量在茶产品中的毒害比例,借此对茶产品的污染度数进行检测,然后进一步做好污染评估报告。另外,茶产品种植人员和相关专家组需要明白,茶产品体内和土壤的重金属含量和农作物的种植密度有很大的关联。根据相关资料和数据报告,不难得知,植物中微量元素的分析可归因于其起源和种类。

2 XRF技术的引用

2.2.7 3组小鼠最大呼气中期时间比较 对照组和脂多糖组在6、18、36 h后的最大呼气中期时间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。18、36 h后,甲强龙组最大呼气中期时间较脂多糖组下降,差异有统计学意义(P<0.05);6 h后,两组最大呼气中期时间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

实验的天气条件有一定的限制,为了避免实验误差太大,最好在天气晴朗的日子进行实验。要求空气干燥的程度适中(温度一般在20℃~30℃左右,空气湿度一般在25%~55%最好)。空气条件合适之后,就是收集土壤样品,对收集土壤样品也有一定的条件限制,土壤质量应该由一定的可见程度,其次除去土壤可见的侵入性和粗有机物质等杂质。其中,土壤不能含有太多杂质,具体的含杂质数据可见一定的统计数据[4]。在土壤的收集中,不需要刻意的分离金属含量,区号土壤样品,通过XRF技术测量土壤中各种重金属的含量并记录好Cu、Zn、Cd等重金属通过3510原子吸收分光光度的数据,对相关金属元素进行测定。这样的测量准确度很高,具有很大的借鉴意义。

XRF技术需要分散光谱晶体以方便操作,在分散光谱晶体之后,有许多事项是必须注意的,比如,仪器要保持高度清洁,以避免一般污染物影响实验操作,最后致使实验误差的出现。一般来说,所选择的检测器必须以特定的角度确定来对样品进行检测,同时要比对各种元素的含量是否科学合理。为了避免不必要的误导因素和实验的巨大误差的出现,同时也为了减少这些影响,实验组所选择的校准样品必须同时满足清洁和具有与待分析样品相似的类型这两个条件。

3 引入技术后土壤重金属检测及污染评估

3.1 重金属检测情况

3.1.1 实验测量

检测原理是利用波长和色散的原理,使用X射线荧光法对观察组和对照组的15种红茶中31种矿物元素进行定量测定,当然,必须记录好精确的数据结果。同时,需要不断对实验结果进行对比,通过聚类分析区分出每一种的细微不同,然后追溯这15种茶叶的起源和产地特征,对其进行研究。

3.1.2 数据分析

茶园土壤中污染情况的调查研究重点对象是重金属的污染情况,我们需要对重金属的污染情况进行了解,然后做出污染分析和数据报告,最后做出重金属综合污染对茶叶的影响并且得出解决对策,为广大的茶园种植区域提供借鉴意义[3]。我国目前科技力量还比较薄弱,但一直在坚持科学研究和技术渗透,致力于发现更好的解决方法。据XRF技术分析,普通茶叶健康标准是极高的,主要不是在金属元素的分布规律上,而是在金属元素的含量多少的限制下。对于重金属的含量,有必要做好进一步研究并且一定要开发相关标准,通过双重方式保证茶叶的质量和安全。

3.2 污染评估

分析数据并记录好实验前后的对比,做好相应的实验报告,然后对茶叶种植区域土壤重金属检测的情况进行评估。根据对比,我们得知在土壤中,茶叶根部的土壤中Ca的溶出量基本没有太多变化,反而是老叶略高于新片,这就说明,许多应有的重金属元素已经被茶叶的根茎叶吸收了,所以在土壤中重金属的含量较少。在许多茶园的实验报告书上,我们都可以得知,一般Mg的含量高于非茶叶种植区,而且对于这种金属元素,茶叶的叶片和根部的溶解度比较接近。根据实验分析和数据比对,不难得知,在取出的土壤样品中,铜在实验准备的溶液中几乎溶解了。对于重金属Zn来说,许多时候在一定温度下年轻叶子的溶解一般比老叶子明显。在研究重金属锰时,不难发现,锰是在采矿区溶解的茶叶远远高于其他茶园区域的,在锰金属含量多的土壤环境里,一般情况下,老叶通常高于幼叶。

此外,为确保习惯喝茶人士的身体健康,要对茶叶的质量和安全做严格把关,做好相关数据监测的同时,首先应从茶叶来源开始监测,其次再去检测土壤问题。一般情况下,茶园不宜生产有毒废水,而且茶园的分布严格尽可能远离废水、废气的排放方向,要保证相关废气和废矿业企业的排污能力达标,以此保证绿色经济的循环增长和人体健康。

人才的培养始终围绕为社会服务而展开。在经济飞速发展的大背景下,体育旅游消费人群的产品需求也在发生改变。加强学生基础能力培养不放松,适时根据社会需求作出相应调整是必要的。避免长期的同质化培养,高效区分体育旅游市场,不断完善多元体育旅游人才的有效供给。

4 结语

近年来,茶叶种植给我国经济水平的提高做出了巨大贡献,但是从长远角度看,不能只追求经济效益,须得加强环境建设,同时提高相关工作人员的素养,培育其绿色经济意识。在每一次采摘茶叶时,最后也记录好产量和种植面积,与茶叶生产、加工、管理过程对比,寻找不符合客观事实的数据并分析其存在的愿意。在测量过程中,对运用XRF技术所测量出来的数据应详细记录,以此保障产品安全。这种办法是建立产品追溯体系的前提,既可以提高产品质量,还利于保障茶产品购买者的饮用安全,同时也是保证茶叶产品质量的重要组成部分。对于茶叶种植园区来说,农药的使用情况也应该做好相应记录,材料也应保存以待考察。对于金属产品的投放一定要合理,避免重金属造成的土壤污染,同时应该尽量避免使用化学农药产品,药物残留不仅抑制植物生长,对人体健康也是有百害而无一利。

参考文献

[1]陈宗懋.我国茶产业质量安全和环境安全问题研究[J].农产品质量与安全,2011(3):5-7.

[2]谢忠雷,邱立民,董德明,等.茶叶中氟含量及其影响因素[J].吉林大学自然科学学报,2014(2):81-84.

[3]林跃胜,方凤满,魏晓飞.皖南茶园土壤重金属化学形态及其生物有效性.水土保持通报,2014,34(6):59-63.

[4]杨明太,陈锦华,高戈,等.能量色散X荧光方法测定茶叶中的微量元素[J].核电子学与探测技术,2013,14(7):230-233.

张治国
《福建茶叶》 2018年第02期
《福建茶叶》2018年第02期文献

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