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環境因子對茶葉及有機廢棄物堆肥化學成份的影響

為了解決瑞里海拔的問題，作者張正達 這樣論述：

茶葉近年來漸漸成為人們所喜愛之飲品，由於其含有人體所需之礦物質及維生素，故喝茶被認為是有益健康的，且茶葉中所含重金屬濃度與健康有直接的關係，因此受到人們格外的重視。根據農委會統計全臺茶葉生產量為14405公噸/年，而全臺茶葉需求量45957公噸/年，因此茶葉68.7%需仰賴進口，也因而造成境外茶混充在地茶的情形日趨嚴重，所以如何以科學的方法鑑別茶葉產地亦是一項重要的議題。第一章；茶葉化學組成與茶樹生長環境有密切關係，茶樹生長需藉由吸收土壤中的水分及礦物質，因此土壤組成將直接影響茶葉化學組成的變化，植物因吸收不同土壤、肥料、地下水或天水，其所含特徵元素亦不盡相同。因此釐清環境差異對茶葉中元素影

響的變化，是有助於茶葉溯源機制之建立。而在釐清環境影響前需進行幾項評估：(1)臺灣茶葉中元素分布情形。(2)影響茶葉元素分布之環境因子為何?(3)影響87Sr/86Sr、δ11B在植物體分化的因子為何?為有效評估上述問題，本研究經由自然的樣品及實驗室控制實驗來評估茶葉中元素分布情形，及不同國家與產地元素分布的差異，並分析鍶、硼同位素在植物體分化的情形。另外探討有機廢棄物堆肥，食品廢棄物(市場下腳品、廚餘)、綠色廢棄物(落葉、雜草)為臺灣主要有機固體廢棄物，食物垃圾及綠色廢棄物各佔都市固體廢棄物總重之40%及1.6%(Taiwan EPA Statistics, 2015)，「堆肥」(Compo

st)是藉由堆肥化過程產生的穩定產物，是常見的處理廚餘及綠色廢棄物方法。部分人認為有機廢棄物含有高單位的重金屬及鹽分將其運用於作物上，擔心可能導致農作物重金屬蓄積(Hargreaves et al., 2008)。為瞭解臺南市有機廢棄物是否造成農作物重金屬蓄積，必須先針對下列幾項進行評估：(1)臺南市有機堆肥中其主要元素及微量元素分布情形。(2)不同的原物料元素分布差異及其來源。(3)不同的堆肥方式其元素分布情形。為有效對上述問題進行評估，本研究針對不同原物料、來源、堆肥方式之樣品，進行分析及討論。第二章；本研究取臺灣北中南之代表性茶葉（三峽碧螺春、武陵茶、凍頂烏龍、杉林溪茶、阿里山茶、奇萊山

茶、清境茶區、奧萬大與廬山等）及非臺灣產茶葉（中國石門雲霧茶、安溪鐵觀音與越南大叻綠茶）等茶葉進行分析，在區域分析方面取阿里山茶區（瑞里、特富野、隙頂、頂湖、樟樹湖與公田等）六個不同海拔茶園之茶葉進行分析，利用微波消化器進行前處理，再以感應式耦合電漿質譜儀方法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP–MS）進行分析茶葉所含之主要元素及微量元素與毒性金屬（K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Na, Al, Cd, Co, Cr, Ni, Se, V, As, Sr and Pb），藉以瞭解及分析茶葉中微量元素分佈之狀況。

結果顯示茶葉中Pb含量普遍較低，其中以中國石門(雲霧茶)、南投魚池鄉及中國安溪(鐵觀音)濃度較高，該影響取決於種植環境與人為活動區域，另外茶葉中Al(229-1200ppm)含量普遍較高，因為茶樹為少數對鋁有富集作用的植物，因此藉由土壤淋溶作用經根部吸收於葉面儲存。第三章；本研究藉由分析市售全省各區域茶葉之化學組成藉以了解區域環境對茶葉的貢獻，並且建立針對檢測茶葉中鍶及硼同位素之方法，以精確量測其同位素豐度值，並利用鍶、硼同位素豐度特性建立茶葉化學檢測法，作為茶葉產地鑑別之方法。分析結果得知臺灣茶葉87Sr/86Sr同位素豐度值介於0.70855-0.71235，這顯示臺灣茶葉鍶同位素的豐度有

較大的差異，以產區而言中部又可大致區分為杉林溪茶區、梨山茶區、武陵茶區、清境茶區及海拔較低的凍頂茶區，其87Sr/86Sr同位素豐度值介於0.70878-0.71235，其中以奧萬大茶區與該區域樣品差異較大，如樣品為岩性相似地區其87Sr/86Sr同位素豐度則差異較小，因此推論奧萬大樣品可能非當地所生產之茶葉，在低海拔茶區部份其87Sr/86Sr同位素豐度值介於0.70985-0.71065，這顯示其區域主要組成為砂岩，可能因風化作用的差異而使其同位素的豐度而有所不同。在南部茶區以阿里山為主其87Sr/86Sr同位素豐度值介於0.70855-0.71176，而小區域的有較大的差異，主要是受阿里

山（特富野）樣品的影響。另一方面，δ11B資料在不同產地與茶園有較大的差異，其變化量從0.38‰到23.73‰，可能與不同區域使用不同的肥料有關係。雖然鍶同位素豐度比已被廣泛作為地球化學示踪，卻鮮少有研究利用鍶與硼同位素豐度對於食品或飲料之示踪法出現於文獻中。因此運用鍶、硼同位素豐度來進行茶葉驗證是一項有前景的研究，並可藉此訂出全臺灣各地茶葉鍶、硼同位素豐度比，以供政府機構進行驗證比對並減少市面境外茶葉混充的情形。第四章；臺灣每年消耗近五萬噸茶葉，轉變為有機廢棄物，對於焚化爐與掩埋場而言是一種處理的負擔。如何處理城市有機廢棄物是目前都市地區的一大挑戰。垃圾填埋場增設和焚燒爐的興建受限於環保法規

而延伸許多的問題。通常，廚房垃圾含有大量的有機物和礦物質，並且可以很容易轉換成穩定的材料。堆肥(Compost)是一種可以應用於都市有機廢物管理或單獨收集庭院垃圾和廚房垃圾(Barirington et al., 2002)。大量的廢棄物經過「堆肥化」(Composting)處理可創造成本相對低且適合農業用途的產品。本研究收集臺南市60個堆肥樣品包含落葉堆肥(PL)、家戶廚餘堆肥(FW)及都市廚餘堆肥(MKWC)進行分析，分析項目包含基礎分析與重金屬(鎘、鋅、銅等)，此外以堆肥樣品之發芽率(RSG)進行評估對環境的潛在影響。結果顯示樣品中養分較高集中在都市廚餘堆肥中，其次是家戶堆肥，最低則是落

葉堆肥，同時落葉堆肥的碳氮比也是最低的，其原因為有機質含量較低所造成的。而我們的研究結果顯示堆肥樣品的pH與發芽率有明顯的關係，當pH小於6.4時，其發芽率則小於10%。雖然以堆肥化來處理有機廢棄物是環保且有利於環境的方式，如果堆肥品質不佳反而會對環境造成負面影響。第五章；本研究藉由分析臺灣特色茶葉化學組成，以建立各地區茶葉化學組成分佈圖，並以統計方法分析評估各地區指標元素之來源及其成因，借以釐清係人為活動或自然界的貢獻。將臺灣特色茶葉目前面臨之問題以科學的方法進行分析，針對下列兩個方向進行討論：茶葉化學組成與環境關聯性探討及探討茶葉中鍶-硼同位素與產地之關連性。此外本研究另一主題為探討臺灣都

會區廚餘堆肥、植物堆肥與家戶廚餘堆肥之化學組成差異，藉由分析臺南地區社區廚餘堆肥之化學組成，以瞭解廚餘堆肥中所含的重金屬於再利用時是否會影響環境及植物體，再經由食物鏈間接影響人體健康。