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基于生態(tài)修復(fù)的茶園資源化的綜合治理研究與實(shí)施

文檔作者：楊啟岳，張麗麗·林巍，陳婧2 文檔來源： 1浙江省能源與核技術(shù)應(yīng)用 2杭州大清智能技術(shù)開發(fā)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年09月03日
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基于生態(tài)修復(fù)的茶園資源化的綜合洽理研究與實(shí)施
楊啟岳，張麗麗·林巍，陳婧2
(1浙江省能源與核技術(shù)應(yīng)用研究院浙江杭州310012
2杭州大清智能技術(shù)開發(fā)有限公司浙江杭州310031)
摘要針對茶園土壤中重金屬污染引起的茶葉重金屬超標(biāo)．研究了利ffJ種植富集植物收集土壤中的鉛等重金屬，茶葉修
枝后高密承壓固化等資源化措施．以及利用太陽能光誘殺蟲器物理滅蟲降低茶園農(nóng)藥使用的技術(shù)、茶園實(shí)施綜合治理技術(shù)后
的檢測結(jié)果表明．茶葉中的鉛含量下降幅度明顯。
關(guān)鍵詞茶園污染重金屬綜合治理實(shí)施
中圖分類號(hào)：F326．12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(2013)05—024—02
0 引言
茶葉是歷史悠久、營養(yǎng)豐富的天然健康飲料．已成為僅
次于碳酸飲料和飲用水的世界第3大飲料．專家預(yù)測21世
紀(jì)飲料將是茶飲料時(shí)代．隨著人們生活水平的提高．人們對
茶葉的衛(wèi)生要求日益提高．在注重茶葉中能對人體產(chǎn)生速效
危害的農(nóng)殘指標(biāo)基礎(chǔ)上．又開始注重對人體產(chǎn)生遲效性危害
的重金屬元素含量指標(biāo)．特別是其中的鉛元素含量|l O
鉛是一種具有蓄積性的重金屬元素．它可通過消化道及
呼吸道進(jìn)入體內(nèi)．長期積累而不能全部排出．對人體的神經(jīng)
系統(tǒng)、血液和血管有毒害作用，慢性中毒者出現(xiàn)貧血、高血
壓、生殖能力和智力減退(特別是兒童腦機(jī)能減退)等癥狀，
急性中毒的癥狀為便秘、腹絞痛等[2：。因此，世界許多國家和
國際組織對食品中鉛的含量十分關(guān)注．如聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃
署、世界糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織共同制定了全國食品污染
物檢測規(guī)劃．把鉛作為必檢項(xiàng)目之一。世界主要茶葉生產(chǎn)國
和進(jìn)口國對茶葉中的鉛含量都有明確而嚴(yán)格的規(guī)定．如我國
茶葉鉛含量的國家標(biāo)準(zhǔn)為5n，璣g，澳大利亞和加拿大為
10mg／kg等．凡是鉛含量超標(biāo)的茶葉均不得進(jìn)口和在市場上
銷售。
鉛在自然界分布很廣，各種食品、水、空氣中均含有微量
的鉛。正常植物含鉛量較低，約為0．05～3mg／kg。在鉛污染環(huán)
境中．如靠近高速公路旁的牧草地上部分由于受汽車尾氣的
影響．含鉛量有時(shí)可高達(dá)3mF-,／g。植物通過葉子和根系能夠
吸收土壤和氣溶膠中的鉛．汽車排出的廢氣中的鉛可懸浮于
空氣中形成一種含鉛氣溶膠．植物葉子可以吸收其中的鉛。
茶樹和其它植物一樣也含有鉛．與其他植物相比處于中等偏
高水平，茶葉鮮葉中鉛含量一般在0．3～0．6mg／kg：3。。
杭州西湖龍井茶是全國名茶．2001年起實(shí)施龍井茶原
產(chǎn)地保護(hù)后．西湖龍井茶的產(chǎn)地區(qū)域面積已經(jīng)限定，西湖龍
井茶原產(chǎn)地保護(hù)面積為1 l 15．7hm2．實(shí)際生產(chǎn)茶園面積為
914．1hm2,2005年生產(chǎn)西湖龍井茶約933t．年產(chǎn)量不到
1000t。
由于汽車尾氣排放等大氣污染的加劇和茶農(nóng)過度依賴
殺蟲劑滅蟲．日積月累的茶園農(nóng)藥殘留與鉛等重金屬污染13
趨嚴(yán)重．茶葉產(chǎn)地原生態(tài)遭到破壞．導(dǎo)致了部分西湖龍井茶
農(nóng)藥殘留和重金屬鉛雙重超標(biāo)的嚴(yán)重后果。
本項(xiàng)目以杭州某龍井茶園為對象，以生態(tài)修復(fù)為手段．
對茶園的資源化綜合治理和利用進(jìn)行了研究和實(shí)施，．
1技術(shù)路線的確定
由于茶葉質(zhì)量安全保證是一個(gè)從種植到加工的系統(tǒng)工
程．種植的生態(tài)環(huán)境是源頭更為重要．因此．項(xiàng)目組以杭州某
龍井茶園為示范點(diǎn)．對茶葉種植的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了研究。根
據(jù)目前已有的研究表明．在施用有機(jī)肥為主的茶園中．鉛的
輸入主要為大氣沉降．其次為有機(jī)肥施用㈠。大氣沉降中的
鉛沉積在鮮葉和土壤中，一部分為葉片所吸收．部分由于雨
水沖刷作用進(jìn)入土壤中。因此．茶葉中的鉛部分來自于葉片
的直接吸收．另一部分來自于茶樹根系的土壤吸收。針對這
一特點(diǎn)．項(xiàng)目組對茶園土壤中鉛的轉(zhuǎn)移和降低進(jìn)行研究．決
定采用種植富集植物的土壤修復(fù)技術(shù)和茶樹修枝壓塊的生
物質(zhì)資源化利用技術(shù)。同時(shí)為了降低農(nóng)藥使用頻度．針對茶
葉的蟲害情況．決定使用太陽能光誘滅蟲器進(jìn)行物理滅蟲。
本項(xiàng)目研究的茶園資源化綜合治理的技術(shù)路線如圖l
所示，
晰搬植物篩選2klat能)匕誘殺蟲器
卣啦舨囂懈捅}_啼(刪湖劃m日)一”拙苦她比源
；挺缸物收割I(lǐng) 榮樹修技
一她常}2 ni塊成掣
取代煤炭進(jìn)}_『集rp
燃燒發(fā)t乜
焚燒舨燼集中制磚，田定
祭吲最盒槭
圖1 茶園資源化綜合治理技術(shù)方框圖
1．1 種植富集植物進(jìn)行土壤修復(fù)
由于有毒重金屬在土壤污染中具有隱蔽性、長期性和不
可逆性的特點(diǎn)．加之土壤中的重金屬具有生物的不可降解性
和相對穩(wěn)定性．所以重金屬污染的土壤修復(fù)比較困難。目前
常用的重金屬污染治理措施是物理化學(xué)的修復(fù)方法．但是這
基金項(xiàng)目：浙江省公益技術(shù)研究農(nóng),Jk-項(xiàng)目資助(2011C22063)
作者簡介：楊啟岳(1963。)，男，浙江寧海人，高級工程師．主要從事能源信息及開發(fā)應(yīng)用方面研究，
萬方數(shù)據(jù) 2013．N05 雹
些方法治理成本高，而且容易造成二次污染。近幾年利用植
物修復(fù)土壤一直是研究熱點(diǎn)。
植物修復(fù)也稱為植物治理．是近幾年發(fā)展起來的一種土
壤修復(fù)技術(shù)．它以植物具有忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)
元素能力的理論為基礎(chǔ)．利用植物及其微生物體系．包括利
用植物對污染物的吸收和富集、根系物以及土壤中的微生物
對污染物的降解等綜合作用清除環(huán)境中的污染物。該技術(shù)已
在全世界范圍被人們迅速而廣泛地接受。
通過本項(xiàng)目的研究，篩選一種生長快速、適應(yīng)性強(qiáng)、容易
扦插成活的灌木類或木本富集植物對茶園土壤進(jìn)行鉛超標(biāo)
修復(fù)。經(jīng)過比較選定楓楊類植物進(jìn)行試驗(yàn)．研究其對茶園鉛
的吸附能力、穿插種植與收集的時(shí)機(jī)以及對茶葉品質(zhì)的相應(yīng)
影響．獲得切實(shí)可行的植物修復(fù)方法與技術(shù)．
1．2收集富集植物和茶樹修枝進(jìn)行生物質(zhì)資源化處理
對茶樹不同部位和不同成熟度新梢鉛含量的測定表明．
茶樹體內(nèi)地上部分的鉛含量依次為：生產(chǎn)枝．側(cè)枝和老葉。因
此．按照現(xiàn)有的修枝回園方法．實(shí)際上是將已經(jīng)具有一定富
集作用的重金屬進(jìn)行了回園．使得重金屬又一次進(jìn)入了土壤
中。茶農(nóng)在處置修枝時(shí)就是就近焚燒．不僅污染環(huán)境．而且焚
燒后的灰燼幾乎還是回人茶園的土壤中．這樣年復(fù)一年的積
累使得重金屬污染有增無減。
本項(xiàng)目通過生物質(zhì)高密承壓固化技術(shù)．將修枝以及收集
的富集植物進(jìn)行高密度壓塊成型處理作為生物質(zhì)燃料的資
源化處理。由此切斷鉛、銅等重金屬的循環(huán)鏈并使之轉(zhuǎn)移．從
而有效降低茶園土壤的重金屬含量、
1．3使用太陽能光誘滅蟲器進(jìn)行物理滅蟲
昆蟲具有趨光行為．在黑暗的環(huán)境中光源對昆蟲產(chǎn)生視
覺刺激．致使昆蟲向光運(yùn)動(dòng)。具體地說．是光源的光譜和光強(qiáng)
對昆蟲的作用．當(dāng)光源波長在昆蟲視覺器官的接受敏感區(qū)．
光強(qiáng)也在其反應(yīng)閾值內(nèi)時(shí)．昆蟲就能產(chǎn)生向光運(yùn)動(dòng)的行為。
掌握了昆蟲的這一特點(diǎn)．就可利用不同的光源來誘捕各
種品種的昆蟲。茶園的害蟲主要是以假眼小綠葉蟬、茶黑毒
蛾、茶尺蠖、茶橙癭螨、茶麗紋象甲等為主且都屬鱗翅目．適
合光誘滅殺。
太陽能光誘滅蟲器采用免維護(hù)獨(dú)立的太陽能供電系統(tǒng)
為其提供獨(dú)立電源．可方便地凋節(jié)并控制光源的光譜和光
強(qiáng)．根據(jù)不同害蟲的趨光特性．智能控制器有針對性地給出
不同波長和光強(qiáng)的光源有效地滅殺害蟲．克服了傳統(tǒng)的光誘
滅蟲器性能單一的缺陷．提高了滅蟲的有效率。太陽能光誘
滅蟲器主要由以下幾個(gè)部分組成：太陽電池電源。直流變換
器，蓄電池，可變光源，智能控制器，支架和集蟲器(見圖2)。
太陽能光誘殺蟲器的光源可調(diào)．根據(jù)不同的蟲類趨光特
性，用不同的光照，提高殺蟲針對性：或與符合植保要求的治
蟲方法配合使用，比如結(jié)合性引誘劑或害蟲不育劑同時(shí)使
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圖2太陽能光誘滅蟲器的組成
用，以期獲得更佳效果。系統(tǒng)在示范茶園中進(jìn)行實(shí)施．研究使
用前后的茶葉產(chǎn)量以及農(nóng)殘量的改變情況。
2項(xiàng)目的實(shí)施效果
本項(xiàng)目從2009年年開始做準(zhǔn)備工作．對示范茶園種植
了富集植物并安裝太陽能光誘殺蟲器：2011年開始實(shí)施富
集植物收割、茶樹修枝及后續(xù)的壓塊等工作。2012年．項(xiàng)目
示范基本完成后對實(shí)施前后的茶葉(干)各取1009進(jìn)行了送
檢．檢測單位為浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院．由于太陽能光
誘滅蟲技術(shù)已提前試用．因此2種樣品的農(nóng)藥殘留(氯氰菊
酯)均未檢出．而測得的2茶葉樣品中鉛的含量從項(xiàng)目實(shí)施
前的1．3mg／kg下降為0．57mg／kg．雖然2種鉛含量均符合我
國5mg／kg的國家標(biāo)準(zhǔn)，但含鉛量下降了56％，說明本項(xiàng)目
的實(shí)施對茶葉中重金屬含量的下降和品質(zhì)的提高是十分有
效的。
本項(xiàng)目的主要特點(diǎn)是：①太陽能光誘殺蟲器利用太陽能
作為燈光電源，使用安全、方便、范圍廣；光源可調(diào)．根據(jù)不同
的蟲類趨光特性．用不同的光照，提高殺蟲針對性：或與符合
植保要求的治蟲方法配合使用．比如結(jié)合性引誘劑或害蟲不
育劑同時(shí)使用，以期獲得更佳效果。②將富集植物引入茶園．
有效吸收轉(zhuǎn)移鉛．不破壞茶園土壤的理化性質(zhì)．不引起二次
污染，成本低，可操作性強(qiáng)。③對收割的富集植物以及茶樹修
枝進(jìn)行生物質(zhì)廢棄物資源化利用．在安全處理吸附的重金屬
同時(shí)．茶園廢棄物作為生物質(zhì)資源還產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)
值。上述特點(diǎn)均具有較強(qiáng)的可操作性，成本低，易推廣．尤其
是大面積應(yīng)用時(shí)．還可以降低生物質(zhì)壓塊的成本．經(jīng)濟(jì)效益
更明顯．
參考文獻(xiàn)
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與健康雜志，1990．7(3)
3陳宗懋，吳洵．關(guān)于茶葉中的鉛含量問題．中國茶葉，2000，22(5)
4 麻萬諸．章明奎．浙江省典型茶園生態(tài)系統(tǒng)中重金屬流及其平衡分
析．茶葉科學(xué)，20I 1，31(4)
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巴西開發(fā)以甘蔗渣乙醇生產(chǎn)塑料技術(shù)
巴西是世界上植物乙醇生產(chǎn)大國．主要是利用甘蔗生產(chǎn)
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2013．No．5
種可降解塑料(PHA)，可一定程度上替代以石化原料生產(chǎn)的
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