茶叶产地及铅污染溯源技术研究

茶叶产地及铅污染溯源技术研究

论文摘要

基于铅同位素比值在地球化学过程中一般不受所在系统的温度、压力、pH、Eh和生物等作用而发生分馏,只与源区初始铅含量及形成时间有关这一特征,铅同位素指纹特征被广泛用做示踪环境铅污染的来源。为了研究铅同位素技术对追溯高暴露地区的农产品铅污染的来源和途径的可行性,研究不同铅污染源对农产品的贡献率,本研究利用了可调多接收热电离子质谱仪(MAT-261)分析浙江西湖龙井茶及其生长环境的土壤、大气降尘、冶炼矿石、工业燃煤铅同位素丰度值,利用ICP-MS和ICP-AES检测样品中的Pb、Cd、Cr、Fe、Mn的含量,并分析汽车尾气、土壤、加工过程对茶叶铅含量影响,研究茶叶铅同位素丰度值与种植土壤、工业燃煤、冶炼矿石等同位素之间的关系,借鉴化学质量平衡受体模型的基本理论,建立铅污染源对茶叶铅贡献率的数学模型。结果表明:不同铅污染来源铅同位素丰度值存在差异,并具有各自指纹特征;加工过程对西湖龙井影响不显著。距居民区的距离越近,茶叶铅含量越高。土壤铅含量与茶叶铅含量相关性不显著。老叶铅含量显著高于嫩叶铅含量。不同产地龙井茶206Pb/207Pb和208Pb/207Pb值差异不明显。西湖龙井茶铅同位素丰度值位于汽车尾气铅与工业燃煤铅同位素丰度值的交汇处,与大气降尘铅同位素特征值重合较多,远离土壤及工业冶金的铅同位素特征值。说明西湖龙井茶叶铅来源于汽车尾气和燃煤排放,主要污染途径为大气降尘,而不是土壤。说明利用铅同位素技术对茶叶中铅的污染源进行追溯是可行的方法。利用化学质量平衡受体模型理论可以推算污染源的贡献率。同时本文探索性的研究茶叶的产地溯源,目的是研究利用近红外光谱分析技术判别茶叶产地来源的可行性。在中国名茶主产区浙江省采集龙井绿茶样品28份,粉碎,过筛,平衡水分。利用近红外光谱分析技术,对茶叶样品的近红外光谱进行主成分分析、聚类分析。结果表明,浙江省龙井绿茶近红外原始光谱谱图差异较大,而不同产地龙井绿茶原始光谱间差异不甚明显。对原始光谱数学处理后对其进行主成份分析,发现在主成分空间内第一主成分得分绝大部分为正,继而对不同产地的样品进行主成分分析,西湖龙井有比较明显的主成分特征,区别于浙江龙井;西湖龙井主成份空间分布的离散度大于浙江各市县龙井的变异。对龙井绿茶样品进行聚类分析,得出相同产地的绿茶样品可聚为一类。初步研究结果表明:近红外光谱可以区分浙江的龙井绿茶,而且还可以准确的、快速的判别“西湖龙井”与“浙江龙井”。因此,应用近红外光谱分析技术可准确、快速、低廉地追溯茶叶的产地。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 茶叶重金属污染现状
  • 1.2.1 茶叶中铅的含量有逐渐增加的趋势
  • 1.2.2 茶叶中铅污染有明显的时间分布特征
  • 1.2.3 铅对人体的危害
  • 1.2.4 国家限量标准
  • 1.3 铅的污染来源和迁移途径
  • 1.3.1 外源因素
  • 1.3.2 内源因素
  • 1.3.3 环境迁移途径
  • 1.4 茶叶假冒伪劣现状
  • 1.4.1 龙井茶假冒现象
  • 1.4.2 防伪措施
  • 1.5 铅同位素指纹溯源技术
  • 1.5.1 铅同位素溯源理论依据
  • 1.5.2 铅同位素溯源技术优点
  • 1.5.3 铅同位素溯源技术研究进展
  • 1.5.4 近红外光谱溯源技术
  • 1.5.5 近红外光谱溯源理论依据
  • 1.5.6 近红外光谱产地鉴别研究进展
  • 第二章 基于铅同位素指纹技术的茶叶铅污染溯源研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 材料与方法
  • 2.2.1 样品采集及处理
  • 2.2.2 样品分析条件和实验方法
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 茶叶铅含量分析
  • 2.3.2 茶园土壤铅含量分析
  • 2.3.3 影响茶叶铅含量的因素分析
  • 2.3.4 铅同位素特征分析
  • 2.3.5 铅污染来源解析
  • 2.3.6 茶叶铅来源贡献率模型建立
  • 2.3.7 茶叶产地溯源及铅污染溯源体系建立的必要条件
  • 2.4 讨论与小结
  • 2.4.1 西湖龙井茶叶及土壤铅含量变化
  • 2.4.2 小结
  • 第三章 基于FT-IR 光谱指纹技术的茶叶产地溯源研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 实验材料
  • 3.2.2 数据分析
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 近红外光谱分析
  • 3.3.2 近红外光谱主成分分析
  • 3.3.3 近红外光谱聚类分析
  • 3.4 讨论与小结
  • 3.4.1 矿物元素分析技术
  • 3.4.2 热分析技术在茶叶产地溯源中的应用
  • 3.4.3 近红外光谱分析技术
  • 3.4.4 小结
  • 第四章 讨论与结论
  • 4.1 讨论
  • 4.1.1 利用影响植源性食品铅含量因素判别铅污染来源的可行性
  • 4.1.2 利用铅同位素指纹分析技术判别植源性食品铅污染来源可行性
  • 4.1.3 铅含量变化与铅同位素指纹特征结合判别污染物来源
  • 4.1.4 污染源贡献率计算模型建立的条件和模型适用性
  • 4.1.5 建立近红外指纹光谱库进行产地溯源的可行性分析
  • 4.2 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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