中国恩施地区土壤-茶叶系统中硒和微量元素的来源识别与风险评估

《Plant and Soil》：Source identification and risk assessment of selenium and trace metals in the soil-tea system in Enshi, China

本研究分析中国恩施地区黑页岩茶园土壤及茶叶中硒与痕量金属（Cd为主）的分布特征及健康风险。通过采集1314组样本，检测显示黑页岩区茶叶硒含量达75%，但镉含量均低于限值，土壤镉污染显著（35.4%生物有效性）。健康风险评估表明硒与重金属摄入风险可忽略。源解析表明母岩为土壤元素的主要来源，生态茶种植在富硒及高背景重金属地区具有可行性。

　　

摘要

目的

本研究证实了中国恩施地区黑页岩中硒和微量元素（尤其是镉）的共富集现象。本研究旨在明确当地茶园土壤和茶叶中硒及微量元素的浓度、健康风险及其来源。

方法

我们从恩施的茶园收集了1314组茶叶和根际土壤样本。通过原子荧光光谱法（AFS）测定硒、砷和汞的元素浓度，通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-OES）测定镍和铬的浓度，通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定镉、铜、铅和锌的浓度。利用地球累积指数评估土壤中微量元素的风险，通过危险系数和致癌风险模型评估茶叶消费的健康风险。通过绝对主成分得分-多元线性回归定量确定土壤中微量元素的来源。

结果

在含有板岩、碳酸盐岩和黑页岩的地区，富硒茶叶的比例分别为2.2%（样本量n=667）、0%（样本量n=559）和75%（样本量n=88）。黑页岩地区的土壤受到严重的镉污染，其中35.4%的镉具有生物可利用性。然而，由于生物浓缩系数较低，所有茶叶样本（样本量n=1,314）中的镉含量均低于最大允许浓度。生产富硒茶叶可能为利用高镉含量的土壤提供一种安全的方法。茶叶中的硒和微量元素对健康的危害可以忽略不计。土壤中的镉、硒、镍和铬主要来源于地质过程。

结论

本研究强调了母岩对土壤元素组成的主导作用，并强调了在高硒和微量元素背景下进行生态茶叶种植的价值。