铁观音茶园土壤-茶叶中稀土元素地球化学特征及风险评价

摘要

茶是全球饮用人数最多的三大饮品之一。人们越来越关注茶园土壤环境质量和茶叶品质。本研究在搜集研究区自然地理状况、社会经济状况的基础上，采集铁观音茶园土壤和茶叶样品，通过测定土壤样品中稀土元素的全量、有效态含量以及茶叶样品中稀土元素含量分析茶园土壤-茶叶中稀土元素地球化学特征，探讨稀土元素在土壤-茶叶中的迁移累积规律；并运用地累积指数法和富集因子法评价茶园土壤中稀土元素污染情况，结合茶叶浸出率和摄入量对人体进行健康风险评价，得到以下主要结论：
　　研究区表层土壤中15种稀土元素总量为57.34～525.11mg·kg-1，平均值为241.41mg·kg-1；次表层土壤中15种稀土元素总量为132.83～383.64mg·kg-1，平均值为250.49mg·kg-1，均高于中国土壤均值163.86mg·kg-1和世界土壤均值153.80mg·kg-1。表层及次表层土壤中轻稀土元素和重稀土元素含量比值LREE/HREE均远大于1，表明研究区表层及次表层土壤中轻稀土元素和重稀土元素分异明显，茶园土壤属于轻稀土元素富集型土壤。茶园土壤中稀土元素Ce相对富集，稀土元素Eu出现亏损现象。相关性分析表明，有效态稀土元素含量和土壤中稀土元素全量呈显著的正相关，稀土元素Eu的有效态含量与茶园土壤pH值呈显著正相关。从总体上看，茶园土壤中不同赋存形态稀土元素含量高低顺序为：残渣态>可还原态>可氧化态>弱酸溶态，皆以残渣态为主。
　　研究区垂直剖面土壤样品中稀土元素总量的分布范围为153.10～217.40mg·kg-1，平均值为184.22mg·kg-1，高于中国大陆土壤和世界土壤稀土元素均值。轻稀土元素和总稀土元素在垂直剖面土壤中总体上保持相似的分布趋势，表明轻稀土元素是总稀土元素的重要组成部分。相关性分析表明，轻稀土元素之间相关性较好，重稀土元素之间相关性也较好，而轻稀土元素与重稀土元素相关性较差；稀土元素Eu含量与TC呈显著正相关。
　　运用地累积指数法评价铁观音茶园土壤的污染程度，茶园土壤中稀土元素基本上处于无污染水平，而稀土元素Er、Tm和 Yb在部分样品中达到轻度～中度污染程度，需引起当地茶农和相关部门的重视。运用富集因子法评价铁观音茶园土壤的污染程度，土壤中稀土元素的富集因子平均值均小于2，表明茶园表层及次表层土壤中稀土元素基本上处于无污染-轻微污染程度，但稀土元素Er、Tm和Yb在表层及次表层土壤小部分样品中达到中度污染程度。垂直剖面土壤中稀土元素Tm在少数层位略大于2，处于中污染水平，表明垂直剖面土壤中Tm受到了轻微人类活动的影响。
　　铁观音茶叶中稀土元素含量差异较大，其中稀土元素La、Ce、Nd含量相对较高，表现为轻稀土元素富集，轻稀土元素和重稀土元素之间分馏明显，茶叶中稀土元素陨石标准化分布曲线和相应茶园土壤中稀土元素陨石标准化分布曲线基本一致。茶叶对稀土元素的累积能力为老叶>新叶。茶园土壤中稀土元素向茶叶的迁移能力较弱，绝大多数样点茶叶中各稀土元素的迁移系数小于1。新、老茶叶中稀土元素的含量和相应茶园土壤中稀土元素含量之间基本上没有相关性，说明茶叶中稀土元素的含量不仅受控于土壤中稀土元素的含量，还受茶叶本身的生理特性以及其他人为因素的共同影响。
　　基于成品铁观音茶叶中稀土元素的浸出率和经饮用茶水摄入量对人体进行健康风险评价。结果表明，人们通过饮用商品茶茶水摄入的总稀土元素最大量为日允许摄入量（acceptable daily intake，ADI）的0.31%，低于国际食品法典委员会（CAC）规定值的5%，处在安全范围，不会对人体健康造成危害风险。当检测的茶叶中稀土元素超标时，人们应该冷静科学的看待该问题。

目录

声明

第1章 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容和技术路线

第2章 研究区域概况与研究方法

2.1 研究区域概况

2.2 样品采集与预处理

2.3 样品的分析

第3章 茶园表层及次表层土壤中稀土元素地球化学特征及污染评价

3.1 茶园表层和次表层土壤理化性质

3.2 茶园表层及次表层土壤中稀土元素的含量及其分布模式

3.3 茶园表层及次表层土壤中稀硝酸可提取态稀土元素及影响因素

3.4茶园土壤中稀土元素的BCR形态提取结果

3.5 茶园表层及次表层土壤中稀土元素污染评价

3.6 小结

第4章 茶园垂直剖面土壤中稀土元素地球化学特征及污染评价

4.1 茶园垂直剖面土壤主要理化参数

4.2 茶园垂直剖面土壤中稀土元素的含量特征

4.3 茶园垂直剖面土壤中稀土元素的分布模式

4.4 茶园垂直剖面土壤中稀土元素之间的相关性

4.5 茶园垂直剖面土壤中稀土元素污染评价

4.6 小结

第5章 茶叶中稀土元素的分布特征及健康风险评价

5.1 铁观音茶叶中稀土元素的含量及其分布模式

5.2 铁观音茶园表层土壤-茶叶中稀土元素的生物迁移能力

5.3 铁观音茶叶中稀土元素健康风险评价

5.4 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 研究特色与创新

6.3 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果个人简历