论有机碳对茶叶中几种重金属定量分析的影响

王辅国

（山东省莱芜第一中学，山东莱芜 271100）

相对于传统的茶叶产品品质鉴定，如今我们开始使用茶叶科学的分析法来对茶叶产品的元素进行科学研究。结合当前茶树成长的环境看，其环境污染问题日益严重，很多地区的茶叶产品中出现了较为严重的重金属含量超标问题，不仅影响了茶叶的品质，更是无法满足当前大众的饮茶诉求。所以，结合相关实验条件，积极开展茶叶重金属定量分析，就极具现实价值。

1 茶叶中重金属定量分析的时代背景概述

对于茶叶来说，其生长过程中的矿物质元素，则主要受茶树生长过程中的土壤影响。实际上，茶叶中包含了人体所需要的丰富微量元素，但是，一旦受较大毒性重金属影响，就很容易直接影响到饮茶者自身的身心健康，所以，对茶叶中几种重金属含量状况进行分析，就极为重要。茶叶是一种源自我国巴蜀地区，之后广泛传播与整个世界的重要作物，茶叶的医学保健属性，始终被大众所认知和理解。在今天，茶叶不仅仅满足了国内大众的饮茶需要，更是广泛出口于欧美世界各地。在这一进程中，除了对茶叶的品质与等级有着系统化要求之外，更重要的是在茶叶国际贸易经营过程中，对茶叶产品中的各项元素要求，也在不断提升。

随着当前工业化与城镇化发展不断加速，如今茶叶在种植与生产过程中，深受各种现象污染，重金属超标问题层出不穷，茶叶产品中所残留的部分重金属元素，甚至会造成饮茶者的“慢性中毒”现象。比如，茶叶中，铅（Pb）、镉（Cd）等重金属元素过量之后，就很容易造成中毒现象，从而在影响茶叶价值的同时，限制了茶叶产品的标准化与批量化生产。结合我国GB2762-2017相关标准看，其中对茶叶的铅含量、镉含量都有着具体的标准要求，所以，对茶叶中几种重金属进行定量分析，意义突出。

在茶叶生长与加工过程中，很容易受到铅、镉等重金属的污染，以铅为主。所以，在茶叶食品卫生检测过程中，采取合适的检测方法，至关重要。结合茶叶产品中，微量金属元素的分析、研判方法状况看，其中包含了诸多可以测定的方法。茶叶中的铅元素是当前人们最为关注的重金属之一，整体达到了每千克茶叶2毫克铅元素的标准。我国茶叶产品标准中，重金属元素的残留量设定为每千克茶叶5毫克铅元素，因此，多数茶叶都能符合大众的饮茶诉求。

在当前茶叶元素中，其重金属元素的富集状况已经成为研究的新焦点，其中的铅元素、镉元素等等呈现出规律性分布。以铅元素为例，茶树成长过程中，一旦受铅污染，其根部和茎秆中往往有较高的铅元素含量。当然，结合茶叶产品的具体特点看，其作为一种浸泡类产品，研究其浸泡汤液中的元素成分，也成为当前对茶叶中重金属进行定量分析的重要方法。

2 有机碳对茶叶中几种重金属定量分析实验

结合茶叶产品实际看，其中的基体元素较为复杂，大致上看，其中包含了7%左右的无机物元素，以及93%的有机物，因此，在进行茶叶中几种重金属元素定量分析影响这一研究时，我们需要注重做好样品基体的处理，尤其是要认识到样品基体对整个待测因素的具体影响，特别是对有机碳的具体影响进行分析，目前常使用微波消解的办法，来处理有机基体的样品。但是，根据相关学者的研究状况，我们看到即使经过这一处理，其中所残留的有机碳含量仍然达到了15%左右。因此，在当前对茶叶中几种重金属定量分析时，尽管尚未形成统一的方法，但是，依旧可以从认知有机碳对其定量分析的具体影响。

2.1 实验思路

在研究有机碳对茶叶中几种重金属定量的具体影响时，注重完善实验仪器、完善实验前的准备环节，优化具体的实验方法等，通过完善实验素材，从而实现对影响结果，予以科学性分析与认知。当然，应该通过设置完善的实验流程，乃至科学严谨的研究方案，从而着重整个实验活动的侧重性与针对性。

2.2 实验要素概述

在实验仪器上，本文研究过程中使用PerkinElmer公司所生产的E－lan DRC-e型电感耦等离子体质谱仪（ICP-MS）、发射光谱仪（ICP-OES），结合甲醇（Methanol，CH3OH）和高纯硝酸、茶叶生物成分标准物。

2.3 实验处理过程

使用三种消解法，依据我国GB/T23199相关标准，在200摄氏度和180摄氏度左右依次处理茶叶生物成分标准物。

2.4 实验处理方法

通过使用Elan DRC-e型电感耦等离子体质谱仪（ICP-MS）所具备的total分析功能来对茶叶中有机碳的含量进行分析，结合茶叶消解液体中，碳元素的信号强度来对其中的碳含量进行定量化测定。结合含有同等浓度的铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）等重金属含量约 1%的水溶液作为对比，依次加入含量约为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的甲醇作为有机碳元素的外源，通过使用ICP-MS设备的定量分析功能，从而以科学、标准化的方法来就有机碳对茶叶产品中，铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）等几种常见的重金属元素，进行定量分析。

3 有机碳对茶叶中几种重金属定量分析的实验结果

无论是茶叶的种植，还是具体的加工、生产，其中都涉及诸多环节，当然，不同类型的茶叶产品，也有着相应的加工工艺。但是，无论任何一种茶叶在进行生产过程中，都无法避免的会与金属制品接触。因此，茶叶产品中容易出现相对严重的金属超标现象。加上，当前茶叶种植过程中，化肥、农药的使用，也加剧了重金属的污染问题，因此，通过开展系统化的实验活动，进而对茶叶中重金属含量进行有效分析。

3.1 实验结果汇总

其一，在外源性有机碳实验过程中，其对茶叶中几种重金属含量的影响实验结果如下：在添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的甲醇之后，通过对其中含有铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）等重金属元素的茶叶溶液进行定量分析之后，不难看出其对铬（Cr）、砷（As）元素有着重要影响，尤其是该效应与有机碳含量之间呈现出正相关的效应。当然，外源性有机碳对茶叶中的镍（Ni）和镉（Cd）元素的影响并不大。实际上，有机碳对铅（Pb）元素的影响，也相对较小，效果并不明显。在一定添加范围内，仅仅会使铅（Pb）元素含量降低。

3.2 实验结论汇总

针对茶叶中有机碳对几种重金属含量的影响看，不同实验处理对其影响也不相同。在整个实验研究过程中，依次使用三种消解法，并且按照我国GB/T23199的具体标准，分别在200摄氏度、180摄氏度的温度条件下，处理茶叶生物标准物，从而得出不同温度状态下的有机碳含量。结合具体的实验结果看，从180摄氏度到200摄氏度，随着温度增高，其中有机碳的含量下降达1倍左右。

结合具体实验汇总结果看，砷（As）元素受有机碳的影响最为突出，在使用消除体系之后，能够明显降低其中砷（As）元素的含量。之后随着温度不断提升，其中有机碳含量也在逐渐降低，进行消除处理之后，其含量数值基本上与参考值相一致。对于铬（Cr）元素来说，其相对高于测试值。茶叶中的铅（Pb）元素则能够在任何一种状态下，都得以合理有效的消除。此外，在研究其中重金属的具体含量时，更多是一种茶叶溶液成分的研究，所以，在研究其中元素含量的具体成分时，应该看到其中深受元素溶出能力的综合影响，并且其结果更是多种多种因素之间的全面综合。

3.3 建议

随着当前大众对茶叶的标准及要求日益提升，通过对茶叶中常见的铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）等重金属元素进行合理分析之后，我们看到有效防止和解决茶叶产品中的重金属超标现象就极为重要。其一，要注重对茶叶种植的土壤环境进行适当改良，PH值对茶叶重金属含量有着重要影响，因此，可以使用硝酸氮肥来替代铵态氮肥，降低茶叶种植土壤的酸化程度，有效阻断茶叶生长过程中的重金属元素转化。其二，要注重对茶叶加工与制作的设备进行优化，尤其是在茶叶具体加工时，表面很容易与机械之间出现摩擦与接触现象，这就增加了茶叶自身的重金属含量。当然，也需要避免茶叶被粉尘所污染，通过使用清水洗涤茶叶，进而降低其中的重金属含量。最后，在茶叶包装过程中，也要注重材料的合理使用，尤其是提升生产厂商的综合认知。

4 结语

当前，我们在综合研究有机碳对茶叶产品中几种重金属元素的定量分析时，从实验环节出发，立足具体的实验结果，进而形成合理化的论证与建议。在实验环节中，通过选择合适的研究样本和仪器，结合科学流程，从而实现对茶叶产品的重金属元素的合理分析。当然，结合重金属元素对人体的多种危害看，需要我们做好种植环境管理、加工设备研发、升级等多种措施，在强化品质监控的基础上，确保实现茶叶产品的理想价值。