9、茶葉采收時(shí)間的影響

分析近幾年春、秋茶葉樣品結(jié)果可知，茶葉中鉛的含量水平在1.64mg/kg～2.96mg/kg之間，平均值為2.39mg/kg上0.28mg/kg按整個(gè)產(chǎn)茶量進(jìn)行測(cè)算，該茶葉中鉛的超標(biāo)率春茶為90%，秋茶為60%，平均為72%。茶葉中鉛污染的分布特征在時(shí)間上表現(xiàn)為：春茶中鉛的含量高于秋茶。這個(gè)可能與茶樹通過葉面吸收鉛廢氣在體內(nèi)富集有關(guān)。春天茶樹經(jīng)一個(gè)冬季，體內(nèi)富集的鉛含量較多因而抽出的新葉鉛含量高，而夏季富集時(shí)間短，體內(nèi)鉛含量相對(duì)較低，因而秋茶葉鉛含量低。

10、環(huán)境遷移途徑

重金屬在地表環(huán)境中的遷移形式是多種多樣的，按照遷移介質(zhì)的不同可分為三種基本類型。第一種是氣態(tài)遷移，氣溶膠形式遷移是近代人類工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)廢棄物排放引起的重要形式之一；第二種是水遷移，元素可以真溶液和膠體溶液隨土壤水、地表水地下水、裂隙水、巖石孔隙水等進(jìn)行遷移；第三種是生物遷移，即重金屬通過生物體的吸收代謝生長、死亡等過程實(shí)現(xiàn)遷移，其與生物種屬的生理、生化和遺傳變異等作用有關(guān)。另外，還存在固體和懸浮膠體吸附鉛在水體中遷移的現(xiàn)象。由于遷移介質(zhì)的酸堿度受許多因素影響會(huì)發(fā)生變化，這對(duì)元素（特別是Hg，Cd，Pb，Zn等重金屬）的遷移和再沉淀有明顯的影響。這兒種元素具有很強(qiáng)的親硫性，也具有親氧性，在較低的pH下發(fā)生水解。

（三）可能污染源取樣與同位素分析

本文以杭州梅家塢西湖龍井茶的鉛來源為例進(jìn)行描述。可能導(dǎo)致西湖龍井茶葉鉛污染的污染源，及污染途徑分析如下：鉛同位素測(cè)試樣品包括杭州鋼鐵廠的礦石、杭州鋼鐵廠燃煤飛灰蕭山電燃煤及飛灰、半山電廠的燃煤及飛灰、浙江大學(xué)燃煤及飛灰、0#汽油、90#汽油、93#光油化學(xué)肥料、大氣降塵和土壤。各可能污染源的鉛同位素分析結(jié)果見圖5-2。

1、汽車尾氣和燃煤飛灰

汽車尾氣鉛同位素特征具有低206Pb/207Pb，208Pb/207Pb值，而燃煤飛灰鉛同位素特征位于206Pb/207pb、208Pb/207Pb值的高端，常利用這種特征來區(qū)分其他污染源。汽車尾氣鉛同位素特征值的高端與燃煤飛灰的低端在距茶葉鉛同位素特征最接近的地區(qū)出現(xiàn)部分重疊，說明兩者對(duì)茶葉鉛污染都有貢獻(xiàn)。同時(shí)兩者同位素特征也覆蓋了很多其他類型樣品，包括茶葉、大氣降塵和土壤，說明杭州汽車尼氣和燃煤飛灰是杭州地區(qū)環(huán)境鉛的主要貢獻(xiàn)者。

汽車尾氣鉛同位索分布及燃煤飛灰鉛同位素分布變異均比較大。不同型號(hào)的汽油鉛同位素組成不同，如果汽油都來源同一個(gè)公司，鉛同位素應(yīng)該會(huì)比較穩(wěn)定。對(duì)于燃煤就比較復(fù)雜，不同的居民，不同的企業(yè)燃煤來源都不同，即使同一企業(yè)不同批次購進(jìn)的煤也不盡相同。鉛同位素溯源的前提是在一定時(shí)間需要一個(gè)比較穩(wěn)定的鉛同位素特征值，因此定期對(duì)汽車尾氣及燃煤飛灰鉛同位素特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)是必要的。

2、杭鋼礦石

杭鋼鐵礦石及鉛鋅礦石鉛同位素特征分布比較集中，變異系數(shù)較小，具有較低206Pb/207Pb值，從圖5-2可以看出能明顯區(qū)別與汽車尾氣鉛同位素特征。該分布遠(yuǎn)離茶葉鉛及土壤鉛同位素特征分布，說明對(duì)茶葉及土壤貢獻(xiàn)很少。

3、土壤

茶園土壤全鉛同位素值比較高，大部分落在燃煤鉛同位素特征分布的范圍內(nèi)，說明近期表層土壤鉛污染的主要貢獻(xiàn)者是工業(yè)燃煤飛灰。同時(shí)茶園土壤全鉛同位素值變異較小，說明土壤在一定的時(shí)間內(nèi)受到污染源鉛同位素特征比較穩(wěn)定。土壤鉛同位素特征與茶葉鉛同位素特征相距較遠(yuǎn)，說明茶葉鉛來源的主要途徑不是通過土壤吸收的。

4、大氣降塵

杭州不同地區(qū)，包括茶園區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)和高速公路附近大氣降塵鉛同位素變異比較小，說明排放到大氣形成降塵鉛的來源在一定時(shí)期相對(duì)比較穩(wěn)定，這對(duì)追溯茶葉鉛來源非常有利。大氣降塵鉛同位素組成特征在汽油鉛同位素分布與燃煤飛灰鉛同位素分布的交匯重疊處，說明大氣降塵鉛是汽車尾氣和燃煤排放共同作用的結(jié)果。茶葉鉛同位素特征與大氣降塵鉛同位素特征非常相近，大部分重合在一起，鉛同位素組成非常相近，說明茶葉中鉛主要來自于大氣降塵，而并非土壤。

不同產(chǎn)區(qū)的西湖龍井茶葉鉛同位素值變異很小，茶葉鉛污染來源相對(duì)比較穩(wěn)定。從以上分析可以看出，茶葉鉛主要污染源是汽車尾氣和燃煤排放，傳輸途徑是通過大氣降小。在通過茶葉表面的清洗試驗(yàn)后，茶葉鉛含量發(fā)生變化，說明茶葉鉛主要是通過大氣降塵途徑輸入。

（四）茶葉鉛來源分析及其污染源貢獻(xiàn)率計(jì)算方法

1、茶葉鉛來源貢獻(xiàn)率模型建立

如果污染源比較復(fù)雜，且每一類污染源鉛同位素豐度特征變異也比較大，若需要得到每種污染源的貢獻(xiàn)率，需要做如下假設(shè)：

茶葉俗同位素豐度特征變化范圍不大，可以計(jì)算其平均值，求其圓心，用該圓心的同位素特征豐度代表整體茶葉鉛污染的同位素豐度特征值。

對(duì)于計(jì)算茶葉鉛污染源貢獻(xiàn)率的方法有兩種：

（1）如果不想計(jì)算茶葉鉛污染的具體源頭，只研究茶葉鉛的污染途徑，可以考慮只通過計(jì)算和其接觸的媒介鉛的同位素特征。對(duì)于茶葉鮮葉只需要考慮大氣降塵和土壤鉛同位素特征豐度。如果對(duì)于紅茶等加工過程容易產(chǎn)生鉛污染的茶葉，還需要考慮接觸的加工器具的鉛同位素特征。

對(duì)于只有大氣降塵和土壤兩個(gè)鉛污染途徑的茶葉來說，可以用簡(jiǎn)單的線性污染方程組，計(jì)算出兩個(gè)污染源貢獻(xiàn)率區(qū)間，估算出貢獻(xiàn)率的范圍，從而確定茶葉鉛污染的主要貢獻(xiàn)者。

該方程為：

其中x為土壤對(duì)茶葉鉛的貢獻(xiàn)率，y為大氣降塵對(duì)茶葉鉛的貢獻(xiàn)率。

通過方程組①②③④，求得方程的x貢獻(xiàn)率的范圍在x_min＜x＜x_max，y貢獻(xiàn)率范圍為y_min＜y＜y_max，從而估算出茶葉鉛的主要傳輸途徑

（2）如果計(jì)算具體的污染原，而不需要考慮鉛的傳輸途徑，則需要考慮每個(gè)可能污染原鉛的同位素特征，同類污染源鉛同位素特征比較相似，那么用該類每個(gè)污染源鉛同位素豐度特征直的平均值作為該類污染原的特征即可，例如本研究中的礦石鉛同位素特征即可這樣計(jì)算。

如果同類污染源鉛同位素豐度特征變異較大，則需要根據(jù)該類每一個(gè)鉛污染排放的在整體排放的比率乘以該同位素特征值,之后再求和作為該類鉛污染源同位素豐度特征值，用該值來計(jì)算對(duì)茶葉鉛含量的貢獻(xiàn)率。

例如：計(jì)算燃煤的鉛同位素總體特征：

算出每個(gè)茶葉污染源的平均鉛同位素特征之后，根據(jù)土壤鉛同位素特征和大氣鉛同位素特征，計(jì)算出茶葉鉛的主要污染途徑，估算出3個(gè)或者4個(gè)主要污染源，并知道主要污染源的排放量。根據(jù)茶葉鉛同位素豐度特征與污染源鉛同位素豐度特征列方程組求得各污染源鉛的貢獻(xiàn)率。

四、結(jié)果解析

在自然界中鉛同位素幾乎不發(fā)生分餾作用，由于其質(zhì)量重，同位素間的相對(duì)質(zhì)量差較小，不像O、S、H、C等輕同位素，在次生過程中容易受到所在系統(tǒng)的溫度壓力、pH、Eh和生物等作用而發(fā)生變化，外界物理、化學(xué)條件的變化對(duì)其組成的影響很小。其組成主要取決于放射性元素U和Th的含量、就變時(shí)間的長短、母體同位素的含量及外來源區(qū)的混合即環(huán)境物質(zhì)形成的時(shí)間及其U/Pb，Th/Pb比值的大小。

不同來源的鉛的同位素豐度比不同，因此可以把鉛的同位素豐度比作為一種指紋技術(shù)來研究鉛污染的來源及其貢獻(xiàn)。該試驗(yàn)分析汽油，燃煤，礦石等主要鉛污染源同位素特征、發(fā)現(xiàn)汽油鉛同位素變異較大，而且每種汽油的排放量未知，這樣計(jì)算汽油對(duì)茶葉鉛的貢獻(xiàn)率就會(huì)非常困難。但是可以通過間接途徑計(jì)算每種污染源的貢獻(xiàn)率，即不把大氣降塵鉛和土壤鉛當(dāng)成傳輸途徑，而是直接作為污染源,這樣只有兩個(gè)污染源，計(jì)算貢獻(xiàn)率比較容易。之后再對(duì)土壤鉛同位素特征和大氣鉛同位素特征進(jìn)行分解分析，通過多步分析其污染來源。

另外，如果要縮短判別茶葉鉛污染來源的響應(yīng)時(shí)間，需要對(duì)茶區(qū)的大氣、土壤、含鉛物質(zhì)的排放建立一套相應(yīng)的鉛同位素特征數(shù)據(jù)庫。如果茶葉鉛超標(biāo)，需分析茶葉鉛同位素特征，并調(diào)用該時(shí)期鉛排放的同位素特征數(shù)據(jù)庫，根據(jù)模型，便可快速的計(jì)算出污染源及污染源貢獻(xiàn)率。

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