「我們並不是建議大家都用茶葉來過濾水，」該研究的資深作者、西北大學的維納亞克·德拉維德說。 “在這項研究中，我們的目標是測量茶葉吸附重金屬的能力。通過量化這種效應，我們的工作凸顯了飲茶在降低全球人群重金屬暴露量方面尚未被充分認識的潛在作用。”

「我不確定茶葉作為一種材料有什麼特別之處，」該研究的第一作者本傑明·辛德爾說。 「茶葉具有很高的活性表面積，這對於吸附材料來說是一個有用的特性，也是茶葉能夠快速將風味化學物質釋放到水中的原因。但茶葉的特別之處在於，它是世界上消費量最大的飲品。你可以把各種各樣的材料碾碎來達到類似的金屬去除效果，但這並不實用。

德拉維德是吸附材料專家和海綿企業家，現任西北大學麥考密克工程學院亞伯拉罕·哈里斯材料科學與工程教授。研究期間，辛德爾是德拉維德實驗室的博士生；現在他在美國能源部國家能源技術實驗室工作。

探索不同的變數

為了進行這項研究，西北大學的研究團隊探討了不同類型的茶葉、茶包和沖泡方法如何影響重金屬的吸附。測試的茶葉種類繁多，包括紅茶、綠茶、烏龍茶和白茶等「真正的」茶葉，以及洋甘菊茶和路易波士茶。他們也研究了散裝茶葉和市售袋裝茶之間的差異。

研究人員配製了含有已知濃度鉛和其他金屬（鉻、銅、鋅和鎘）的水溶液，然後將溶液加熱至接近沸點。接下來，他們加入茶葉，浸泡時間從幾秒到24小時不等。

浸泡後，研究團隊測量了水中剩餘的金屬含量。透過比較加入茶葉前後金屬含量的變化，他們計算出了有效去除的金屬量。

纖維素袋效果最佳－而且不會釋放微塑膠。

經過多次實驗，德拉維德、辛德爾及其團隊發現了一些規律。其中一點或許並不令人意外：茶包至關重要。研究人員在測試了不同類型的茶包（不裝茶葉）後發現，棉質和尼龍茶包只能吸附極少量的污染物。然而，纖維素茶包的效果卻出奇的好。

吸附材料成功的關鍵在於其高比表面積。就像磁鐵吸附在冰箱門上一樣，金屬離子會吸附在材料表面。因此，顆粒吸附的表面積越大越好。辛德爾認為，纖維素（一種由木漿製成的可生物降解的天然材料）比那些表面光滑的合成材料具有更高的比表面積，因此也擁有更多的吸附位點。

「棉質和尼龍茶包幾乎無法去除水中的重金屬，」辛德爾說。 「尼龍茶包本身就存在問題，因為它們會釋放微塑料，但如今大多數茶包都是由纖維素等天然材料製成的。這些茶包可能會釋放出微小的纖維素顆粒，但這只是纖維，我們的身體可以代謝。”

浸泡時間越長，金屬含量越低

研究人員在比較不同品種的茶葉時發現，茶葉種類和研磨程度對吸附污染物的影響較小。細磨茶葉，尤其是紅茶，比整片茶葉吸附的金屬離子略多。研究人員再次將此歸因於茶葉的表面積。

「茶葉加工成紅茶時，會起皺，毛孔也會張開，」辛德爾解釋。 “這些皺褶和毛孔增加了茶葉的表面積。研磨茶葉也能增加表面積，從而提供更強的粘合力。”

在所有實驗中，有一個因素最為突出：浸泡時間對茶葉吸附金屬離子的能力影響最大。浸泡時間越長，吸附的污染物就越多。

「浸泡時間越長或表面積越大的茶，去除重金屬的效果就越好，」辛德爾說。 “有些人泡茶只泡幾秒鐘，這樣去除不了多少重金屬。但泡茶時間更長，甚至像冰茶那樣泡一整夜，就能去除水中大部分甚至幾乎全部的重金屬。”

未來機遇

雖然結果取決於幾個因素——例如浸泡時間和水與茶的比例——但泡茶過程會去除水中一定量的鉛，從公共衛生的角度來看，這應該意義重大。

研究人員透過實驗估計，泡茶可以去除飲用水中約15%的鉛，即使鉛濃度高達百萬分之十。這項估計僅適用於一杯「典型」的茶，即一杯水加一袋茶葉，浸泡三到五分鐘。改變沖泡參數可以去除不同濃度的鉛。例如，浸泡時間超過五分鐘，比平均浸泡時間能吸附更多的鉛。

「百萬分之十的鉛顯然毒性極大，」辛德爾說。 “但對於較低濃度的鉛，茶葉應該也能去除水中類似比例的金屬。主要的限制因素是泡茶的時間長短。”

在世界資源豐富的地區，污染物濃度不太可能達到如此高的程度。而且，如果真的出現水資源危機，泡茶也無法解決問題。但辛德爾表示，這項研究的結果提供了有用的新訊息，可以應用於公共衛生研究。

他說：“如果人們每天多喝一杯茶，隨著時間的推移，我們或許會看到與重金屬暴露密切相關的疾病有所減少。或者，這或許可以解釋為什麼飲茶量較高的人群心臟病和中風的發病率可能低於飲茶量較低的人群。”