降低烟叶重金属危害途径的探讨

杨龙彦（广西中烟工业有限责任公司，广西南宁530001）

降低烟叶重金属危害途径的探讨

杨龙彦（广西中烟工业有限责任公司，广西南宁530001）

根据多年来国内外烟叶重金属的研究进展，系统分析了烟叶重金属的来源，探讨了烟叶重金属对烟草代谢机能、烟叶品质等方面产生的危害。提出了预防和减轻烟叶重金属危害的途径。

烟叶；重金属；危害

随着人们对吸烟与健康问题的日益关注，卷烟安全性越来越受到重视，其中烟草与重金属的关系研究已成为国内外烟草研究的热点之一[1]。重金属在卷烟燃烧过程中以气溶胶或金属氧化物的形式随主流烟气进入人体，对人体造成潜在的威胁。烟叶中重金属含量与土壤重金属含量及生态环境密切相关，并受到品种、气候和栽培措施等因素综合作用[2]。弄清影响烟叶重金属含量的因素并加以预防和控制，对安全生产、提高烟叶品质及保障烟民健康均具有重要意义。

1 重金属的概况

重金属其原义是指密度大于或等于5g/cm的金属，约有45种。在环境科学中，根据其环境效应和对生命体的毒性作用，称为重金属元素[3]。在食品卫生中，接照金属毒理学，将那些非人体必需的、易在体内蓄积，从而对人体产生危害的金属元素划分为重金属。重金属污染物在环境中难以降解，能在动植物体内积累，通过食物链逐步富集，最后进入人体造成危害，是威胁人类健康的重大污染物之一。

2 重金属的来源

烟叶中的重金属，主要是指镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）、镍（Ni）等。烟叶易于吸收和富集重金属，在烟叶生长发育过程中，其吸收重金属的方式主要从烟叶表面和烟株根部进行[4]。烟叶重金属污染受产烟区土壤、大气污染物的沉降、降水、地表水、地下水等环境条件和化肥、农药、农膜等农用物资及农事活动等诸多因素的影响和制约。

2.1 土壤因素

魏益华等人[5]研究表明，土壤重金属污染是烟叶中重金属的主要来源，且土壤对烟叶中砷、铜、铅、锌和汞的含量具有决定性作用。郎思曼等[6]研究表明，镉和铅是当前我国烤烟叶片中主要的重金属元素，镉污染在土壤中更为普遍是由镉较强的迁移能力和生物有效性决定的。

大量研究显示，土壤pH值与烟叶镍、镉、铅、铜、锌、锰含量呈显著负相关，土壤酸度是烟叶中镉和镍的最主要影响因子，烟叶对重金属的吸收还受土壤粘粒含量和土壤有机碳的影响。近年来，城市废弃物的使用是使镉和镍在烟叶中的含量显著提高的又一重要因素。

2.2 大气及环境因素

大气中飘散的灰尘、雾气和和废气等，通过沉降或降水进入土壤，导致土壤污染。特别是城镇周围和交通道路两旁的田地，易受汽车尾气的影响。铅在植株中的含量以叶中最高，公路两侧作物铅含量远高于远离公路的作物，说明大气中的铅含量与农作物铅含量直接相关。

烟株中重金属的积累随地点和年份而不同。云南和贵州烟叶镉含量明显高于其他省份，不同国家烟叶中砷、镉、铅、汞的含量在不同年度间均存在很大变化，而且这种变化与环境变化一致。

2.3 农药及化肥因素

作物的农药施用量逐年增大，施用方法也不尽科学。有的直接施入土壤，有的喷施于作物体上，约有一半飘落到土壤、大气和水中。由于农药残效期长，特别是砷、汞等农药，污染土壤、大气和水环境，危害人体健康。

长期大量施用化肥，会导致土壤的净化能力降低。影响肥料中重金属含量的主要原因是肥料生产的原料和生产工艺，特别是化学磷肥以含有一定量重金属元素的磷矿石为原料，容易污染土壤。

3 重金属对烟叶的危害

重金属含量过高的烟草植株，不仅其生长发育和产量会受到较大影响，烟叶品质也会明显降低。自然界中单个重金属污染较少，主要表现为多种重金属联合作用，来加强或减缓重金属对烟草的毒性，作用形式主要有协同、拮抗及加合作用等[4]。

3.1 重金属对烟叶代谢机能的危害

重金属会直接影响植株体内的生理代谢过程，最终在烟株的表观形态上表现出叶绿素含量、叶片数量、地上及地下部生物累积量的降低等。陆宁等[7]研究了铬（Cr3+）浓度对烤烟生长的影响，结果发现，烤烟植株的根系活力、叶片保护性酶活性随着铬浓度升高而趋于下降，而根叶细胞膜透性及叶片丙二醛含量呈增加趋势，因此，高铬环境不仅影响正常的生理代谢过程，更会对其细胞产生毒害作用。过量重金属会改变活性氧清除系统中酶的比例，植株体内内源活性氧的清除功能降低，致使O2、H2O2、OH-等基团大量累积，影响细胞正常代谢活动甚至产生毒害作用。

3.2 重金属对烟叶品质的危害

烟碱含量是衡量烟叶品质的一个重要指标，在一定范围内其含量增加有利于烟叶品质提升，镉污染会降低烟叶烟碱含量；烟叶的氨基酸、蛋白质含量与烟草品质呈一定的负相关关系，含量过高在燃吸时产生苦涩、辛辣味。研究表明[8]，镉的存在会提高烟叶蛋白质、氨基酸含量，造成品质下降；烟叶中可溶性糖对镉、铅的污染极为敏感，轻度污染就会导致其含量明显下降；重金属污染会导致烤烟烟叶中糖碱比和氮碱比升高，化学成分失衡，品质受到影响。

4 降低烟叶重金属危害的途径

烟叶重金属超标危害具有隐蔽性和长期性，必须从源头抓起，要因地制宜，预防为主，综合治理，常抓不懈。

4.1 依法治理，加强监管

环境是生存和发展的根本。必须加强宣传与科普工作，提高全民环保意识，促进人类社会和生态环境的和谐发展；同时要认真贯彻落实污染防治和清洁生产促进等各方面的法律法规，推广应用实用技术，改善生态环境条件。

烟叶重金属超标问题和其它食品重金属超标性质一样，直接危害人们的身体健康和生命安全。因此，各级部门要高度关注，明确任务和责任，严格考核，对污染严重的企业和单位要依法整治。

4.2 科学规划，综合治理

对烟叶重金属的控制，应以预防为主，从根本上控制和消除重金属污染源。①要合理布局，烟田规划要尽量避开环境中重金属背景较高的区域，特别是镉含量较高的区域；②要切断工业和生活污染；③要有效减少农业污染，科学施用化肥、农药，妥善处理地膜残片等农用物资；④要加强对烟草种植区的环境监测和管理。在预防的前提下，结合土壤环境监测的结果，综合应用多种修复技术，对重金属污染土壤予以治理。

4.3 土壤修复

土壤修复主要解决两方面的问题：①减少土壤中重金属的含量；②降低土壤中重金属的有效性，以减少烟草对重金属的吸收。目前，国内外采用的土壤修复技术主要包括：

4.3.1 工程修复法

工程修复主要包括客土、换土和翻土三种方法。工程修复是传统的土壤重金属污染治理措施，此法只适合受重金属污染严重、面积较小且集中的土壤处理。

4.3.2 生物修复法

生物修复是一种利用生物（微生物、植物、动物）作用来治理污染土壤的新兴绿色技术。其中植物修复被公认为是土壤重金属污染最具潜力的修复技术。

4.3.3 化学修复法

该方法通过添加外源物质，来改变土壤化学性质，或改变重金属的形态及其生物有效性，最终抑制或降低烟草对重金属的吸收。目前采用较多的方法是施用改良剂进行修复。化学修复是在土壤原位上进行的，具有简单易行、成本低廉和不破坏土壤结构等诸多优势。

4.4 农艺措施

4.4.1 选用品种

在对植烟土壤进行重金属控制的同时，不断培育优质、低毒少害的烟叶新品种是推进烟草可持续发展的重要途径。不同基因型烟草植株对重金属的积累与分配存在显著差异，通过比较与筛选，可以培育出对重金属具有高抗性、低积累性的新品种，并将这种优良特性稳定地遗传下去，从生态角度上根本杜绝重金属对烟草的影响。

4.4.2 改进种植制度

通过种植不同的农作物，可减轻或消除土壤重金属的危害。可以种植抗性作物，如玉米抗镉能力强，马铃薯、甜菜等抗镍能力强，或者种植一些对某些重金属有富集能力的低等植物，以净化被重金属污染的土壤。

4.4.3 科学施肥，增施有机肥

根据烟叶品种和土壤养分含量，进行科学配方施肥，结合增施有机肥，提高土壤有机质含量，增加和改善土壤胶体的种类和数量，以增强土壤胶体对重金属的吸附能力，如腐殖质能促进镉的沉淀等。增施有机肥还可以改善土壤微生物的活动条件，加速生物降解过程，提高土壤净化能力。

4.4.4 合理施用农药

在农业生产中，既要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间，提高喷洒技术，还要改进农药剂型，禁止或限制使用剧毒、高残留性农药，大力发展和使用高效、低毒、低残留农药，多用生物防治措施。

5 结束语

国内外大量研究已证实，环境条件和不适当的农艺措施均可影响烟叶重金属含量，因此，有必要对影响我国烟叶重金属超标的各种因素进行研究，把重金属含量控制在国标范围内，并为进一步降低烟叶及其制品中的重金属提供技术储备，从而降低重金属对人体的危害。

[1]张艳玲，周汉平.烟草重金属研究概述[J].烟草科技，2004（12）.

[2]Tsadilas CD，Karaivazoglou NA，Tsotsolis NC，et al.Cadmium uptake by tobacco as affected by liming，N form，and year of cultivation[J].Environmental Pollution，2005，134.

[3]廖国礼，吴 超.资源开发环境重金属污染与控制[M].长沙：中南大学出版社，2005.

[4]张川东，等.几种重金属对烟草的影响研究进展[J].贵州农业科学，2008，36（6）.

[5]魏益华，等.江西抚州烟区土壤及烟叶重金属污染状况评价[J].中国烟草科学，2014，35（1）.

[6]郎思曼，等.烟草对重金属的吸收分布特征及影响因素研究综述[J].江西农业学报，2012，24（11）.

[7]陆 宁，等.铬胁迫对烤烟生理特性的影响[J].农技服务，2012，29（8）.

[8]王海龙，李小平.重金属污染对烟草生理生化和结构的影响[J].楚雄师范学院学报，2006，21（9）.

TS47

A

2095-2066（2016）33-0272-02

2016-10-19

杨龙彦（1980-），男，汉族，河南新野人，助理工程师，大学本科，主要从事卷烟产品研发方面工作。