茶叶是我国一种具有文化底蕴的传统健康饮品,同时也是重要的经济作物。我国西南地区是世界茶树的原产地,主要分布在四川、重庆和贵州等地。该地区自然条件优越,环境污染少,有利于茶树生长和生产卫生安全的名优茶。近年来,随着茶园周边乡镇企业的增加,工业“三废”的产生,茶园中化肥、农药的大量施用,使该地区的土壤环境受到不同程度的重金属污染,由此引起茶叶中重金属含量也呈上升的趋势,直接威胁人类的健康。本文首先调查了西南地区茶园土壤和茶叶中重金属的污染背景,采用单因子污染指数和内梅罗污染指数进行了茶叶中的重金属污染评价,分析了茶园土壤和茶叶的卫生质量状况,为该地区茶叶产业的健康发展提供基础数据。根据污染背景调查中测定的被茶叶吸收累积较多的元素,结合国家茶叶卫生质量标准中规定的强制性监测项目,筛选出Cu、Pb、Cr和Cd四种重金属元素,通过水培实验和盆栽实验,以培养时间和添加重金属浓度水平为尺度,探讨重金属在茶叶中残留的发生和累积的动态特征,研究茶树在不同生长环境中,重金属在茶树中的迁移转化规律,同时分析四种重金属在土壤中的生物有效性。根据影响茶叶重金属残留的主要因素,建立茶叶中重金属残留量与外源重金属浓度、累积速率常数、培养时间之间关系的数学模型,揭示了茶叶中重金属的残留和累积过程,从而为科学地认识两南地区茶叶中重金属的残留问题和防治茶叶重金属污染提供理论依据。本研究获得的主要成果如下:1.茶园重金属污染背景调查:西南地区茶园土壤和茶叶中Cd、Cr、Cu、Pb、As和Hg六种重金属元素的含量都在相应的质量标准范围内,单因子污染指数和Nemerow污染指数均小于1.0。但乐山和川茶群体土壤中的Cd综合污染指数达到0.69,接近安全等级的上限0.70。总体看来茶叶和茶园土壤未受这6种重金属元素的污染,茶叶和茶园土壤环境质量总体良好。2.水培实验研究重金属迁移累积的动态特征:茶树不同部位对Cd、Cr、Cu和Pb四种重金属的吸收量存在很大差异,各元素在茶树体内的分布顺序为:根＞茎＞叶;四种重金属在茶树体内的活性较低,大部分被茶树根系固定,向茎和叶运输的比例不大,并且茶叶中积累的四种重金属从高到低的顺序为:Cu＞Pb＞Cr＞Cd。另外,茶树对四种重金属的累积量与水培液中加入重金属的浓度和培养时间都存在正相关关系。3.盆栽实验研究重金属的残留和累积过程:通过盆栽实验,研究了在不同培养期内,Pb、Cu、Cd和Cr四种重金属在茶树中残留的累积的过程。结果表明:茶树不同部位对四种重金属的累积量存在很大差异,重金属的分布顺序为根＞茎＞叶:四种重金属在茶树体内的活性较低,大部分被茶树根系固定,随处理浓度增加重金属在茶叶中积累的顺序为:Cr＞Cu＞Cd＞Pb。茶叶中重金属累积量和重金属添加量、培养时间都存在一定的正相关关系,重金属随时间累积的一级动力学模型为lnC_t=kt+A,其中C_t为茶叶中重金属的浓度(mg/kg),t为茶树培养时间(d),k为重金属累积速率。四种重金属元素中,Cr的累积速率常数最大,Cd最小。茶树对重金属的吸收与土壤pH值和土壤中有效态重金属含量有一定相关性。