广西梧州六堡茶主产区茶叶-土壤重金属污染现状及源解析

彭学锐，周思裕，陈翔，陈琮友

（广西壮族自治区二七〇地质队，广西 柳州 545005）

土壤重金属污染为土壤污染主要形式，重金属进入土壤后很容易被生物体吸收，其具有强毒性、难降解性和持久性的特点，可通过食物链传递到人体后对人体健康产生负面影响[1]。茶叶属于较易富集土壤中重金属的农作物之一[2]，茶园土壤重金属超标除了会威胁农产品食品安全之外，还会影响茶树的生长发育，使茶叶叶片褪绿，呈现棕色，严重时会使茶树生长迟缓、茶叶产量下降[3]。近年来茶园土壤重金属逐渐引起学者的关注和研究，茶园土壤重金属污染屡有报道。刘茜等[4]用内梅罗综合污染评价法，以《茶叶产地环境技术条件》（NY/T 853—2004）为标准对梧州市26个六堡茶园土壤中Pb、Cu、Cd等7种重金属特征及安全性进行了评价，发现其中1 个茶园As 超标，达到警戒级别；赵佐平等[3]对陕南33个茶园茶叶及土壤重金属含量进行了评估，发现有5.76%的土壤样品Cd超标，1 个茶园茶叶Hg 超标；王历等[5]对某喀斯特山区茶产地表层土壤重金属进行研究，发现As、Cd、Pb、Cr 在研究区内超标率分别为14.83%、2.97%、8.47%、1.69%；李灵等[6]对武夷岩茶核心种植区土壤重金属污染特征进行了研究，发现根据国家《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）一级标准，武夷山风景区内茶园土壤重金属达到轻污染级别，九曲溪生态保护区内的茶园土壤重金属达到中污染级别。

六堡茶为中国24 种名茶之一，因原产于广西梧州市苍梧县六堡镇而得名，是当地联农富农的特色产业和乡村振兴的支柱产业，也是广西大力发展的特色经济作物之一。近年来六堡茶以其独特的品质特征受到人们的热捧，截止到2021 年，六堡茶的直接产值为45 亿元，综合产值为110 亿元[7]，品牌价值为37.64亿元，稳居广西茶叶第1 位[8]，产品远销马来西亚、印尼、美国、澳大利亚等国家[9]。然而，一些发达国家和地区对茶叶重金属含量提出了严格的限量要求，由于重金属污染的原因，中国茶叶在欧盟出口量持续下降[10-11]。相比其他名茶，目前对六堡茶及茶园土壤重金属污染的调查及研究相对滞后，对其重金属来源分析鲜有报道。

本文测定了位于广西梧州市六堡茶主产区33 个规模化茶园（约3 万hm2）土壤及茶叶的重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）含量，运用单因子污染指数法和综合污染指数法对六堡茶园土壤中重金属情况进行了评价，并与前人的评价结果进行对比，了解其重金属污染现状。同时研究了六堡茶叶对土壤中重金属的吸收特征，并运用相关性分析（Correlation analysis，CA）、因子分析（Factor Analysis，FA）、正定矩阵因子分解法（Positive matrix factorization，PMF）对六堡茶主产区茶园土壤重金属来源进行解析，以期为当地生态茶园建设、生态风险预警、六堡茶安全生产提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于广西壮族自治区东部苍梧县六堡镇，是六堡茶种植的主产区，地理坐标为23°40′44″～23°57′04″N，111°03′14″～111°27′33″E，全区总面积约291 km2（图1）。研究区属亚热带季风气候区，处于海洋性气候与大陆性气候的过渡地域，年均气温19.8 ℃，年均降雨量1 513.9 mm。区内水资源丰富，溪河纵横，属珠江水系，浔、桂两江的支流龙江河、六堡河流经区内。区内主要以中低山丘陵地貌为主，海拔在60～1 059 m，土地利用类型主要是林地、园地和耕地，有少部分工、矿用地，茶园土壤类型以红壤为主，水稻土较少。研究区内及附近主要矿产分布情况为：铅锌多金属矿位于研究区内部西南；砖瓦用页岩矿主要分布于研究区南部旺甫镇和东部梨埠镇，共3个，距离研究区约5 km；建筑用和砖瓦用砂岩主要位于研究区南部旺甫镇，共3个，距离研究区约2～5 km；水泥用和建筑用石灰岩矿位于研究区东北部石桥镇，共2个，距离研究区约5 km。

图1 采样点位置图Figure 1 Location of the sampling sites

1.2 样品采集与分析

考虑到研究区六堡茶茶园的分布和面积情况，结合研究区地质背景、土壤类型，在兼顾代表性和均匀性原则的条件下布设采样点位，野外采样及分析测试主要参照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）。其中六堡茶样品采摘于2021 年7—8月份，在采样点地块内视不同情况采用棋盘法、梅花法进行多点取样，然后等量混匀组成一个混合样品，采集总量在500 g 以上。在采样茶树覆盖区域之下，同步在对应茶树附近20 cm 左右范围内采集0～40 cm深根系土，采用“X”形采集1 个主样点和4 个分样点进行混合，样品质量为1.5～2.0 kg，分样点与主样点在同一茶园地块内，距主样点距离20～30 m，在六堡镇33个规模化茶园共采集茶叶和土壤样品各45件。

土壤样品自然晾干后过10 目尼龙筛以截取2 mm粒级的部分，采用对角线缩分称取200 g样品装入聚乙烯塑料袋备用。样品由广西壮族自治区地质矿产测试研究中心测定完成，测试经过了12 个国家一级土壤地球化学标准物质（GBW07425～GBW07457系列样品）进行质量控制，样品报出率为100%，误差控制在5% 以内。 茶叶样品采用GBW10010、GBW10012、GBW10020、GBW10021、GBW10022、GBW10043、GBW10044、GBW10045 共8 个标准物质，每份样品分析12次，误差控制在15%以内，均符合标准要求。土壤和茶叶样品的主要检测方法和检出限见表1和表2。

表1 土壤样品元素全量分析方法及检出限Table 1 Detection limit of total element analysis method for soil samples

表2 茶叶样品元素全量分析方法及检出限Table 2 Detection limit of total element analysis method for tea samples

1.3 评价方法

单因子污染指数法和内梅罗（Nemerow）综合污染指数法是目前被广泛应用的分析评价土壤重金属污染情况的方法[12-13]，计算式分别为：

式中：Pi表示单因子污染指数值；Ci表示土壤中污染物i的实测值，mg·kg-1；Si表示土壤中污染物i的评价标准值，以《茶叶产地环境技术条件》（NY/T 853—2004）中土壤重金属限量值为评价标准，mg·kg-1。

式中：PN为内梅罗综合污染指数；Pi(ave)为各重金属单因子污染指数的平均值；Pi(max)为重金属单因子污染指数中的最大值。

污染指数分级标准见表3。

表3 单因子污染指数及内梅罗综合污染指数分级标准Table 3 Single factor index and Nemerow index of soil environmental quality standards

1.4 重金属污染源解析

本文采用相关性分析、因子分析、正定矩阵因子分解法对六堡茶主产区茶园土壤重金属来源进行解析。相关性分析是将两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，衡量两个变量因素的相关密切程度，从而判断两种重金属是否同源；因子分析是将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量来提取公因子，使用较少且有代表性的变量解释众多变量的主要信息，为土壤重金属来源提供依据；正定矩阵因子分解法是由Paatero 等[14]在1994 年提出的一种有效的数据分析模型，目前被广泛应用于解析沉积物、土壤、大气污染物来源。计算公式如下：

式中：Xij为样品含量矩阵；G为源贡献率矩阵；Fkj为源成分谱矩阵；Eij为残差矩阵；i表示第i个样品；j表示第j种金属；k表示第k种潜在源；p表示一共p种潜在源。残差Eij是通过最小化目标函数Q来实现的，当Q值接近数据集的自由度时拟合结果较理想。目标函数Q计算如下：

式中：Uij为不确定度；MDL为检出限；EF为误差系数，取5%[15-16]；c为重金属含量；i表示第i个样品；j表示第j种金属；n表示一共n个样品；m为重金属的种类数。

1.5 数据处理

采用Excel 2021 对数据进行基本处理，用Origin 2021 对数据进行绘图，用Geochem Studio 4.0 对研究区重金属含量绘制空间分布图，利用SPSS 21.0 软件进行相关性分析和因子分析，使用EPA PMF 5.0 软件进行正定矩阵分析。

2 结果与讨论

2.1 茶园土壤重金属含量及空间分布特征

2.1.1 茶园土壤重金属含量

六堡茶茶园土壤重金属含量统计结果见表4。SAF为土壤硅铁铝率，其为w（SiO2）与[w（Al2O3）+w（Fe2O3）]的比值（w表示含量），SAF 表示土壤脱硅富铁铝程度，反映了土壤的风化程度及铁铝氧化物和黏粒含量的多少，SAF 值越小，表明风化程度越强[17]；K为浓集系数，K1为茶园土壤重金属平均值与广西土壤元素平均值[18]的比值，K2为茶园土壤重金属平均值与苍梧县土壤元素平均值[19]的比值。与广西土壤背景值相比，K大于1 则表示六堡茶茶园土壤重金属相对富集，K小于1则表示相对亏损。

表4 茶园表层土壤中重金属含量Table 4 Heavy metal content in surface soil of tea garden

表4结果显示，研究区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 元素平均含量分别为23.00、0.07、96.50、26.55、0.11、23.47、29.12、41.49 mg·kg-1，分别是广西土壤平均值的1.12、0.25、1.18、0.95、0.74、0.88、1.21、0.55 倍，是苍梧县土壤平均值的1.46、0.62、1.38、1.00、1.01、1.19、0.85、0.82 倍，即研究区部分茶园土壤As、Cr、Pb元素含量与广西相比相对富集，As、Cr、Ni 元素含量与苍梧县相比相对富集。8 种重金属变异系数分别为Cd（1.08）＞As（0.58）＞Hg（0.38）＞Zn（0.26）＞Cr（0.22）=Pb（0.22）＞Cu（0.18）=Ni（0.18），其中Cd、As、Hg 3 种元素变异程度相对较高，空间异质性强，同时其峰度、偏度均相对较高，说明这3 种重金属含量可能受到人类活动的影响。

2.1.2 重金属含量空间分布

将研究区茶园土壤8种重金属按实际含量（w）大体等间距分为5 级（分段后有部分端点值四舍五入），其中最大值和最小值为实际测得的含量值，空间分布情况见图2 和图3。结果显示，Cd 含量高值区主要位于铅锌矿开采区附近，其他区域含量大多小于0.2 mg·kg-1，说明Cd元素可能受到较强的人为因素影响；研究区西南部Pb、Zn、Hg 元素含量整体上高于东北部，且Pb、Zn含量高值区主要聚集于铅锌矿开采区附近；Cr、Ni、Cu 的空间分布相对较为均匀，高含量区域出现在研究区西南部和东北部，西北方向含量有所降低；As高含量区域则主要出现在研究区西部。

图2 研究区土壤Cd、Pb、Zn、Hg元素含量空间分布特征（N=45）Figure 2 Spatial distribution characteristics of Cd，Pb，Zn and Hg in soils in the study area（N=45）

2.2 茶园重金属污染现状

以《茶叶产地环境技术条件》（NY/T 853—2004）为参考标准，通过表4 结果来看，茶园土壤As、Cd、Cr、Hg、Pb 平均含量均未超标，整体处于较安全状态。分别用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数对研究区各六堡茶园土壤重金属进行评价，结果见表5和表6。表5 结果显示As 超标达到警戒限的样品占比为6.67%，Cd 超标达到警戒限的样品占比为2.22%。表6 结果显示，综合污染指数达到警戒限级别的样品占比为11.11%，达到轻污染级别的样品占比为8.89%。

表5 六堡茶园土壤单项污染指数评价Table 5 Single pollution index assessment ofLiubao tea garden soil

表6 六堡茶园土壤内梅罗综合污染指数评价Table 6 Nemerow pollution index assessment of Liubao tea garden soil

本次评价情况与刘茜等[4]评价的六堡茶主产区重金属污染情况相比，土壤中As 超标的样品占比有所上升，并且出现了新的重金属（Cd）超标情况；从含量方面对比，本次As、Cd 的平均含量（23.00、0.07 mg·kg-1）也明显高于之前的研究结果（17.01、0.03 mg·kg-1）。因此应该特别关注茶园土壤中这两种重金属元素的含量及分布情况变化。

2.3 茶园土壤重金属来源解析

2.3.1 重金属及土壤理化性质相关性分析

土壤重金属与土壤理化性质的相关性见图4。图4结果显示，土壤的硅铁铝率与Cr、Ni、Cu、As呈现显著负相关，土壤的硅铁铝率反映了成土母质的风化程度，说明这4种重金属来源与成土母质的风化有关；Cr与Ni、Cu，Pb与Zn、Cd，Hg与Zn两两呈现显著正相关，说明这3组元素可能分别具有同源性。

图4 土壤重金属及理化性质之间的相关性（N=45）Figure 4 The correlation coefficient between soil heavy metals and physical and chemical properties（N=45）

2.3.2 因子分析

为了进一步研究重金属来源，本文以主成分分析法对8 种重金属提取公因子，提取出3 个大于1 的特征值主成分，可解释8 种变量总方差的70.56%，KMO值为0.52，大于0.5，Bartlett 球形度检验为0.00，小于显著水平0.05，说明土壤样品数据适合做主成分分析，即可解释大部分重金属来源信息。通过方差最大正交旋转法对因子进行旋转后，结果见表7，载荷图见图5。

表7 土壤重金属因子分析矩阵（N=45）Table 7 Principal component analysis matrix of soil heavy metals（N=45）

图5 主成分分析载荷图（N=45）Figure 5 Principal component analysis load diagram（N=45）

表7及图5结果显示，第一主成分（Factor 1）贡献率最高，载荷较高的重金属为Ni、Cr、Cu，分别为0.88、0.87、0.74，相关性研究表明这3 种重金属具有同源性；Ni、Cr、Cu的变异系数相对较低（小于0.3），属于弱变异，说明这3 种重金属空间分布较为均匀，受人类活动影响较小；这3 种重金属含量与SAF 呈显著负相关，说明这3 种重金属受到成土母质风化作用的影响，这一结果也与前人研究结果一致[20]，因此该因子可解释为成土母质源。

第二主成分（Factor 2）的贡献率为22.31%，载荷较高的重金属为Cd、Pb、Zn。相关性分析表明Cd、Pb、Zn 相互之间具有同源性；研究区内有1 个铅锌矿床的开采、冶炼场所，这可能是Pb、Zn的主要来源；同时矿床中的闪锌矿可构成富镉的工业矿物，铅锌矿区也常伴随Cd 污染[21]；研究区茶园土壤Cd 变异系数达到1.08，且分布极不均匀，根据其含量空间特征可知其最大含量出现于铅锌矿附近，说明受矿业活动影响较明显，因此该因子可解释为矿业污染源。

第三主成分（Factor 3）贡献率为19.87%，载荷较高的重金属为Hg、Zn、As。Hg 和As 元素的变异系数均相对较大，说明受人类影响较大。农业投入品（化肥、农药等）中含有的Hg、As、Zn 会在土壤中残留，是土壤中Hg、As、Zn 的重要来源[22-24]，因此推测该因子为农业污染源。

2.3.3 正定矩阵因子分析

因子分析只能对污染源进行分类，无法直接给出完整的源贡献率。正定矩阵因子分析法受体模型不仅可以给出污染源个数、每个污染源贡献的元素，还可以给出各污染源对某种元素的贡献率[25-26]，因此本文用该方法对重金属污染源进行进一步分析。

将数据导入EPA PMF 5.0 软件中，设置3～6 个因子进行。经过20 次迭代运算后，最终确定因子数为4、运行次数为11 时，Q（Robust）与Q（True）相接近，真实含量值与模型预测值之间达到最佳拟合效果，且残差值绝大多数都处于-3～3 之间，拟合曲线r2除Cd 为0.26 外，其余元素均大于0.70，As 和Cr 的r2达到0.999和0.929，表明PMF软件整体解析效果较好，实测值与模拟值的相关性较强，拟合结果较好，因子具有代表性，选取的因子数量可以较充分地解释实测数据信息，各因子贡献见表8所示。

表8 土壤重金属PMF来源解析及贡献Table 8 Source profiles and source contribution of soil heavy metal from PMF

表8 结果显示，因子1 主要对Cd、Hg、Pb、Zn 的贡献率比较高，分别为68.78%、57.38%、33.70%、45.43%，这一结果与因子分析中的第二主成分分析结果相似。经过调查发现，研究区西南部有1 个铅锌矿床的开采、冶炼场所。有研究表明，铅锌矿山在开采、冶炼过程中排放的尾矿、矿尘、废水等含有大量的Cd、Hg、Pb、Zn 等元素[27-28]。铅锌矿开采中，由于矿石的粉碎和运输转移过程中会产生大量粉尘，粉尘中携带的重金属排入空气中后，随着大气沉降转移到周围土壤中[29]。同时铅锌矿山尾矿在地表长期堆放后会迅速风化，所含重金属可通过雨水淋溶、风扬等作用从地表向附近土壤、水体、大气中迁移转化[30]，进入水体和大气中的重金属通过灌溉和大气沉降再次进入茶园土壤。研究区茶园土壤Cd、Hg变异系数较高，且图2 结果显示Cd、Pb、Zn 的高值均出现在铅锌矿区附近，说明这4 种重金属主要来源于研究区铅锌矿的开采、冶炼，因此因子1可解释为矿业活动源。

因子2 主要对As、Hg 的贡献率比较高，分别为45.88%、42.62%。As、Hg在研究区茶园土壤中空间变异程度较高，说明其可能受到人为影响；由于近年来市场对六堡茶需求增加，根据实地调查，当地茶园大部分施用有机肥以提高产量，有机肥的施用会使土壤中的Hg 含量有所增加[31]；根据元素含量空间分布情况，Hg 含量较高的茶园除分布在铅锌矿山开采区域附近之外，还包括由水稻田改造的茶园，当地水稻田存在大量使用农药化肥现象，土壤中Hg 浓度累积明显可能与使用含汞的农药和化肥有关（如氮磷钾三元复合肥和有机-无机复合肥）[32]，这也是由水稻田改造的茶园Hg 含量相对较高的原因，因此推测因子2 为农业活动源。

因子3主要对Cr、Cu、Ni、Pb的贡献率比较高，分别为59.82%、49.57%、50.28%、35.26%，这一结果与因子分析中的第一主成分分析结果相似。同时研究区周围有多个铅岩石矿化点，因此推测因子3为成土母质源。

因子4 对As、Pb 的贡献率比较高，分别为54.12%、31.04%。As、Pb在茶园土壤中含量高于广西土壤背景值，说明这两种元素可能受到人为影响。有研究表明，土壤中重金属As 的含量主要与煤等化石燃料的燃烧有关，化石燃料的燃烧使大量的烟尘进入空气之中，烟尘中的重金属随气流扩散并沉积在周围的土壤中[33]，研究区附近有页岩砖厂和水泥制品厂等工业企业，在生产过程中燃煤的使用导致排放的废气和粉煤灰通过大气沉降进入土壤，导致了As 元素的积累；而交通排放会造成Pb 元素的累积，机动车、农业机械和设备排放的废气中含有铅，沉降后造成土壤污染，尽管自2000 年起禁止生产、销售和使用含铅汽油，但铅在土壤中的积累仍然存在[16]，研究区公路网发达，高速公路、国道、省道和乡道贯穿，绝大部分茶园位于公路两旁，交通工具排放的尾气中重金属元素通过大气沉降及空气吸附作用在土壤中积累，从而造成污染。因此推测因子4为化石燃料使用造成的污染源。

通过上述3 种源解析结果对比发现，Cr、Ni、Cu、Cd、As 的解析结果一致，Pb、Zn、Hg 来源解析有所差异。主要原因可能是前两种解析方法无法对污染源贡献率进行量化，相关性分析只能对重金属同源性进行初步推断，因子分析则只能识别元素载荷较高的贡献因子，从而可能忽略某些载荷相对较低但实际上对元素浓度仍有一定贡献的因子和污染来源。

综上，如表8 所示，研究区六堡茶茶园土壤重金属来源主要为矿业活动源、农业活动源、成土母质源、化石燃料燃烧源，所占比例分别为32.80%、18.84%、28.86%、19.50%。

2.4 茶叶重金属含量特征

研究区45 件茶叶样品重金属含量见表9。表9结果显示，茶叶中的重金属均值大小顺序为Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg；所有元素的偏度均为正偏，说明茶叶中大多数重金属含量较低，少部分样品重金属含量较高；从空间分布来看，除了Cu、Zn 变异系数相对较小（小于0.3）之外，茶叶中其余重金属变异系数相对较大，空间分布不均匀；按照《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）和《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量》（NY 659—2003）对茶叶中As、Hg、Cr、Cd、Pb 5 种重金属含量限量要求，六堡茶中这5种重金属均未超标。

表9 六堡茶中重金属含量Table 9 Heavy metal content of Liubao tea

2.5 土壤对茶叶中重金属含量的影响分析

茶叶与对应根系土中重金属含量的相关性分析结果见表10。茶叶中的Cd 含量与土壤中的Cd 含量（r=0.675，P＜0.01）、茶叶中的Pb 含量与土壤中的Pb含量（r=0.503，P＜0.01）均呈现极显著正相关关系，表明六堡茶叶的Cd、Pb 元素对土壤中的Cd、Pb 元素分别具有较好的继承性。

表10 茶叶与根系土中重金属含量相关系数（N=45）Table 10 The correlation coefficients of heavy metal contents of tea and rhizosphere soils（N=45）

采用生物富集系数（Bioconcentration factors，BCF）表征农作物对土壤中元素的吸收程度[34]，其为植物器官中元素含量（mg·kg-1）与根系土中元素含量（mg·kg-1）的比值。六堡茶茶叶重金属元素生物富集系数结果见图6。重金属元素在六堡茶中的生物富集系数大小顺序为Cd（56.27%）＞Zn（48.08%）＞Cu（38.42%）＞Ni（22.53%）＞Hg（6.66%）＞Pb（0.87%）＞Cr（0.43%）＞As（0.31%）。其中Cd、Zn、Cu、Ni 的生物富集系数显著大于其他4 种元素，说明六堡茶茶叶对Cd、Zn、Cu、Ni 有较强的富集能力，土壤中的Hg、Pb、Cr、As对六堡茶重金属含量影响则相对较小。

图6 茶叶-根系土重金属生物富集系数箱式图（N=45）Figure 6 Box plots of bioconcentration factors of heavy metal in tea leaves and rhizosphere soils（N=45）

通过上述相关性及生物富集系数研究发现，Cd在8 种重金属中生物富集系数最高，且在茶叶中的含量与在土壤中的含量具有显著相关性（r=0.675，P＜0.01），表明在研究区当前茶园土壤环境下，Cd元素整体具有较高的生物活性；且当土壤中Cd含量增加时，茶叶中的Cd 含量会有明显的增加，即茶叶中的Cd 元素主要来源于土壤。当外界向研究区茶园土壤输入Cd 后，Cd极易大量被六堡茶所吸收，并传递至茶叶部位。根据前文重金属污染及生态风险评价结果，近年来茶园土壤Cd 存在超标情况，且茶园土壤中的Cd 元素主要来源于铅锌矿开采活动，故应该特别关注矿业开采活动过程中向茶园土壤中输入Cd 元素。而Zn、Cu、Ni 有较高的生物富集系数，但是在茶叶和土壤中未呈现显著相关性，原因可能是叶片含量不只受控于土壤Zn等指标含量高低，还可能受控于理化指标或根系周边土壤溶液的影响，具体原因有待进一步研究。

3 结论

（1）茶园土壤重金属污染整体上处于安全状态，但是仍然存在As、Cd 超标，超标比例分别为6.67%、2.22%；综合污染程度达到警戒和轻污染级别的点位分别占比为11.11%和8.89%；与前人评价结果相比，重金属超标率有所上升。

（2）重金属含量在空间上呈现一定的规律性，西南部的Pb、Zn、Hg 元素含量整体上高于东北部，Pb、Zn、Cd 含量高值区主要聚集于铅锌矿开采区附近；Cr、Ni、Cu 的空间分布相对较为均匀，高含量区域出现在研究区西南部和东北部，西北方向含量有所降低；As高含量区域则主要出现在研究区西部。

（3）土壤重金属因子分析和正定矩阵因子分析结果表明Ni、Cr、Cu 元素主要受成土母质影响；Pb 的污染来源较为复杂，有矿业活动、成土母质和化石燃料燃烧；Hg 主要受到矿业活动和农业活动混合源的影响；As 主要受到化石燃料燃烧和农业活动的共同影响；Cd、Zn 主要来源于矿业活动，特别是Cd 受到的影响较强。正定矩阵因子分析表明矿业活动、成土母质、化石燃料燃烧、农业活动对研究区茶园土壤重金属贡献占比分别为32.80%、28.86%、19.50%、18.84%。

（4）茶叶中未发现重金属超标情况。与As、Cr、Hg、Pb 元素相比，在当前茶园环境下，六堡茶叶对Cd、Zn、Cu、Ni 元素具有较强的吸收能力。茶叶中Cd元素主要来源于土壤，茶叶对Zn、Cu、Ni元素的吸收则可能受控于土壤理化指标或根系周边土壤溶液的影响。土壤中的Cd 存在超标情况，且主要来源于铅锌矿，因此随着矿业活动的开展导致附近茶园土壤中Cd长时间的累积，最终可能增加茶叶中Cd超标的风险。

综上，研究区茶园土壤存在As、Cd 污染风险，六堡茶种植区布局应重点考虑矿业活动对茶园土壤和茶叶重金属的影响，同时也要定期监测化石燃料燃烧所产生的重金属，水稻田改造成茶园之前建议开展土壤重金属调查，合理施用化肥、农药，以保障六堡茶的安全生产。