贵州药材基地土壤和中药材重金属污染状况研究

1）原子吸收光谱法（Pb、Cd、Cu）
• 土样：称处理好的待测土壤样品0.5g于 250ml三角瓶中，先用少量水润湿，再加入 混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）15ml，在电 热板上加热回流，先低温加热后调至高温加 热，直至冒白烟，当白烟基本冒尽且消化液 呈粘稠状时，取下冷却，过滤，用1%的硝 酸定容到50ml容量瓶中，待测。
富集系数
表2—1药材基地概况
基地编 号 1 2 3 4 基地名称及药材品种 基地位置 雷山 施秉 施秉 惠水 土壤类型 黄棕壤 黄壤 黄壤 黄壤 基地面 积 1000亩 705亩 500亩 120亩 样品数 5 30 3 19
贵州雷山淫羊藿保护抚育种植基地 （淫羊藿）
中药材规范化种植GAP示范基地 （头花蓼、杜仲、太子参、黄柏） 信邦山口中药材GAP基地 （南沙参、太子参、何首乌） 惠水摆榜药材种植基地 （土大黄、土茯苓、黄连、白术、萱草、鱼腥草） 吴茱萸GAP试验示范基地 （吴茱萸、玉竹、射干、天冬、决明子、苦参、黄芩） 贵州地道药材GAP试验示范基地 （南板蓝根、艾纳香） 贵州地道药材GAP药材生产示范基地 （杜仲、黄精、天冬、黄柏） 贵州地道药材GAP药材生产示范基地 （天冬、黄精） 贵州地道药材GAP试验示范基地 （艾纳香） 贵州地道药材GAP药材生产示范基地 （半夏） 贵州地道药材GAP试验示范基地
综合污 污染等 染指数 级评价
3.309 1.806 2.525 0.618 2.425 0.612 重污染 轻污染 中污染 安全级 中污染 安全级
7
8 9 10 11
19
11 14 8 3
1.148
0.789 0.322 0.749 1.664
1.893
1.295 0.960 0.590 0.553
原子荧光光谱仪
微波炉
质量控制
• 本研究共有土壤样品147个，药材样品155 个，各分三批处理，每批加2个标样，2个 空白， 2个管理样， 2个回收率，10%的平 行。 • 标样的测定值间的变异系数小于10%，表 明其平行性较好，能满足测定要求。加标 回收率范围76.1%-108%。
第三章
分析结果与评价
2）药材对土壤重金属的富集状况
Pb
0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0
茎叶类 花果类 块根类 药材种类 树皮类 全草类
富集系数
Cu
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
茎叶类 花果类 块根类 药材种类 树皮类 全草类
• 一、土壤中重金属含量及污染现状评 价 • 二、药材中重金属含量及安全性评价 • 三、土壤中重金属元素之间的相关性 • 四、药材中重金属元素之间的相关性 • 五、药材中重金属与土壤中重金属含 量之间的相关性
Pi Pi
Ci S ii C Si
一、土壤中重金属含量及污染现状评价
1 评价方法
参照中华人民共和国环境保护行业标准（HJ/T1662004）《土壤环境监测技术规范》。 单项污染指数公式为： C
测定项目：
Pb，Cd，Hg，As，Cu等重金属进行了测定分 析
图2—1采样标记图
图2—2 药材和基地图片
黄精
射干
玉竹
淫羊藿
艾纳香
采样
吴茱萸
杜仲
黄柏
Байду номын сангаас
2 样品的测定方法
样品的测定方法参照国家标准
• 1）原子吸收光谱法（Pb、Cd、Cu） 型号：AAS800，美国PE公司 Pb：土样：GB/T17140-1997 Cd：土样：GB/T17140-1997 药样：GB/T5009.12-2003 药样：GB/T5009.15-2003 Cu：土样：GB/T17138-1997 药样：GB/T5009.13-2003 • 2）原子荧光光谱法（Hg、As） 型号：AF-640，北京瑞利分析仪器公司 As：土样：原子荧光光谱分析法 Hg：土样：原子荧光光谱分析法 药样： GB/T5009.11-2003 药样：GB/T5009.17-2003
1.098
0.432
0.578
0.183
0.787
0.358
0.937
安全
警戒级
8
9 10
11
14 8
0.107
0.0425 0.111
0.829
0.557 0.850
0.674
0.608 0.371
0.632
0.254 0.581
0.541
0.053 0.457
0.706
0.480 0.688
警戒级
项目
镉≤ 铜≤ 铅≤ 砷≤ 汞≤
以土壤重金属背景值为评价标准
地区 贵阳 地区 遵义 地区 Pb 37 34 32 Cu 72 32 21 Cd 0.284 0.203 0.174 As 33 18 14 Hg 0.352 0.142 0.141
黔东 南州
黔南 州
33
29
0.195
18
0.233
3 评价结果
3. 评价结果
1）以国家《药用植物及制剂进出口绿 色行业标准》的重金属限值评价得到 的结果：
• 各种药材中Hg没有超标，其中茎叶类药材 Cd的超标率最高，为84%，超标药材为鱼 腥草叶、淫羊藿叶和艾纳香；全草类药材 Cd的超标率为82.4%，超标药材为头花蓼。
• 其次是Cu的超标率也较严重，其中茎叶类 药材Cu的超标率最高，为76%， 超标药材 为鱼腥草叶和艾纳香；花果类药材Cu的超 标率为60%，超标药材为吴茱萸和决明子。 • Pb的超标率较轻。 • As也略有超标。 • 而在所采集药材中土茯苓和天麻没有出现 检测的五种重金属超标现象。
5 6
余庆 荔波
黄壤 黄壤
428亩 10亩
29 6
7
8 9 10 11
湄潭
风冈 罗甸 清镇 乌当
黄壤
黄壤 紫色土 黄壤 黄壤
330亩
200亩 50亩 100亩 100亩
14
11 14 8 3
本文研究内容
土壤:
施秉一、施秉二、余庆、荔波、雷山、湄潭、凤 冈、清镇、乌当、罗甸、惠水
药材：
天麻、杜仲、黄柏、何首乌、吴茱萸、淫羊藿等 二十六种中药材
•
重要意义：
1.对于降低中药材重金属含量，提高中药材质量， 制定科学、合理的中药材重金属元素限量控制标 准提供科学依据。 2.对于提高中药材的安全性，保障人们健康等方面 具有十分重要的意义。 3.对保证地道药材具有优良的品质、对制定符合我 国国情的中药材GAP基地环境质量评价方法都十 分重要，也是以后中药材重金属净化研究的需要。
创新：
• 受省中药办委托，首次由非受益方对贵州省主 要药材基地土壤及中药材重金属污染状况开展 客观公正的调查研究。基本摸清了所调查基地 的土壤及中药材重金属含量水平及污染特征， 为贵州中药材GAP基地的合理化建设提供了非 常有价值的实验依据。 初步研究了贵州主要中药材基地土壤和中药材 间重金属元素含量的关联规律，也为选择性地 栽种药材提供了实验依据。
轻污染
警戒级
3 4
5
3 19
29
0.146 0.0539
0.138
0.968 0.438
1.165
1.659 0.381
1.425
0.982 0.293
1.154
0.806 0.036
1.319
1.339 0.353
1.248
轻污染 安全
轻污染
6
7
6
19
0.0573
0.152
0.413
1.092
0.234
论文结构
• 第一章 • 第二章 • 第三章 文献综述 材料与方法 分析结果与评价
• 第四章
结论与建议
第一章
文献综述
1 土壤重金属污染现状
我国土壤及作物重金属污染情况比较严重。我 国耕地受污染面积2667万公顷，其中，工业 “三废”污染1000万公顷，农药残留施肥污染 1000万公顷。受到重金属污染的耕地近2000万 公顷，约占总耕地面积的1/5。
1.622
0.996 0.935 0.392 0.781
1.650
1.203 0.119 0.554 0.173
1.328
1.335 0.327 0.495 0.420
0.172
1.234 0.776 0.660 1.282
安全级
轻污染 警戒级 安全级 轻污染
二、药材中重金属含量及安全性评价
1. 评价方法 • 超标率：
贵州主要药材基地土壤及 中药材重金属污染状况 调查研究
研 究 方 向： 环境化学 答 辩 人： 张 丹 导 师： 李存雄教授 张明时教授
项目来自贵州省科技厅中药现代化专项 基金课题《贵州省中药重金属和农药残留检 测技术平台建设》，合同编号：黔科合中药 专字[2004]32号。 -------特别说明
2 中药材重金属污染现状
• 中药重金属的分析是国家1997-1998年度的 研究课题之一，也是中药走向国际市场的 一个重要检测项目。
• 1.对中药房常用饮片重金属含量进行测定，结果 表明，35个样本中有18个样本重金属含量超标， 10种中药饮片中有7种重金属含量超标。
• 2.对六味药材中重金属含量的测定结果表明，中 药材中都含有一定量的重金属，且中药材用药周 期长，重金属易在体内蓄积，不易分解，达到一 定数量即可呈现毒性作用。
原子吸收光谱仪
2）原子荧光光谱法（Hg、As）
土样：称处理好的待测土壤样品0.25g于消化 罐中，加入王水与水混合（王水：水=1：1） 5ml消化，微波消解，用1%的盐酸定容到 25ml容量瓶中，待测。
药材：称处理好的待测药材样品0.25g于消化 罐中，加入硝酸与双氧水混合（硝酸：双 氧水=2：1）消化，微波消解，用1%的盐 酸定容到25ml容量瓶中，待测。
以国家《土壤环境质量标准GB15618-1995》为评价标准得到的结果
单项污染指数（平均值） 基地 样品数 Pb Cu Cd Hg As
综合污 染 指 数
污染等 级 评 价
1
2
5
30
0.0942
0.158
0.689
0.831
2.504
1.019
0.868
0.823
0.170
0.470
1.873
0.859
第二章
1 样品的采集
• 1.1土壤采样
材料与方法
在贵州省11个药材基地共采集土壤样品147个。 参照中华人民共和国环境保护行业标准 （HJ/T166-2004）《土壤环境监测技术规范》。
1.2药材采样
采集药材155个 ，采回的药材样品用自来水洗净 泥土，再用去离子水漂洗3次。晾干后置于烘箱中 以45℃烘至恒重。将烘干样用高速粉碎机进行粉 碎，装入密封塑料袋待测。
ni 1 Ci (%) ( ) 100% C zi Ni N
N
C
i 1
i
• 富集系数： 药材有害元素含量 • 富集系数= 土壤中有害元素含量 100%
p • 污染指数： I i S
2. 评价标准
• 采用国家在2001年颁布的《药用植物及制剂进出口 绿色行业标准》的重金属限值评价药材重金属污染 状况。 元素 As Hg Cd Pb Cu 标准限值 (mg/kg) ≤2.0 ≤0.2 ≤0.3 ≤5.0 ≤20.0
• 药材：称处理好的待测药材样品0.5g于 250ml三角瓶中，先用少量水润湿，再加入 混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）10ml，在 电热板上加热回流，先低温加热至棕色烟 冒尽后调至高温加热，直至冒白烟，消化 液呈无色透明或略带黄色，继续加热至近 干，取下冷却，用1%的硝酸定容到50ml容 量瓶中，待测。
安全 安全
11
3
0.246
0.796
0.739
0.493
0.143
0.659
安全
以土壤重金属背景值为评价标准得到 的结果
基地
1 2 3 4 5 6
样品数
Pb 5 30 3 19 29 6 0.736 1.236 1.138 0.408 1.040 0.434
单项污染指数（平均值）
Cu 1.641 1.98 2.304 0.755 2.104 0.711 Cd 4.317 1.756 2.860 0.586 2.107 0.360 Hg 1.847 1.752 2.090 0.078 2.663 0.406 As 0.487 1.344 2.304 0.377 2.695 0.557
•
P i
i
Si
•
综合污染指数公式为：
P综合
1 2 2 P最大 P平均 2


1/ 2
2 评价标准
以国家《土壤环境质量标准GB15618-1995》为评价标准
级别 土壤pH 一级 自然背景 pH＜6.5 0.20 35 35 15 0.15 0.30 50 250 40 0.30 二级 6.5-7.5 0.30 100 300 30 0.50 ＞7.5 0.60 100 350 25 1.00 三级 ＞6.5 1.00 400 500 40 1.50