中藥物質量種植風險研究

【摘 要】利用單因子指數改進法和加權平均綜合指數法，構建污染指數模型，通過研究達州市的中藥物川佛手，對其種植土壤的重金屬污染進行分析與質量風險研究。同理，對其種植土壤的化肥污染及農藥污染依據模型也進行質量風險研究。結合中藥物的特性，提出了中肯的改進措施與建議。

【關鍵詞】川佛手；單因子指數法；加權平均綜合指數法；層次分析法

目前，對于中藥物的研究，已經有很多前人成果，有模糊評價法，神經網絡等，而達州市有著豐富的藥材資源，被譽為“川東藥庫”。本地氣候適宜，土壤肥沃，水資源豐富，無工業污染。藥農已從70年代開始在本地栽培藥材，掌握了豐富的種植經驗，并形成了藥材種植意識，農村產業結構調整的新形勢下，在當地政府的大力支持及科學技術不斷的投入下，在達縣金福中藥材種植有限公司的帶動下，已輻射藥材種植面積到2.2萬畝以上，其中川佛手[1]種植面積1.1萬畝，并形成了一定的規模。而佛手主要功能是疏肝理氣，和胃止痛。用于肝胃氣滯，食少嘔吐等。本文所用數據均來自達州市農業局有關統計數據。

1 模型思路

[2]本文主要從種植的重金屬污染、農藥污染、化肥污染三個方面進行研究。川佛手在種植時，質量安全風險主要是重金屬污染，農藥污染，化肥污染，通過污染指數模型及改進的層次分析法，來探討污染狀況與改進措施。

1.1 土壤重金屬污染

重金屬[3]是一類具有潛在危害的重要污染物。由于重金屬在土壤植物系統中所產生的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，所以當重金屬通過在土壤植物中遷移轉化，經過食物鏈的積累和放大作用以后，對生物將產生更大的毒害作用。按照目前的國際標準，中藥重金屬污染主要包括鉛、鎘、汞、鉻、砷等。我國藥用植物及制劑進出口綠色行業標準限量指標：重金屬總量≤20.0mg/kg，鉛（Pb） ≤15.0 mg/kg，鎘（ Cd） ≤0.3mg/kg，汞（Hg） ≤0.2mg/kg，鉻（Cr） ≤10.0mg/kg，砷（As） ≤2.0mg/kg。

1.1.1 單因子污染指數法

依據土壤環境質量評價標準GB5618-1995，我們定義單因子污染指數，其公式為

1.1.2 加權平均綜合指數法

1.1.2.1 計算方法

評價土壤重金屬污染時，重金屬污染因子的權重是影響評價結果的關鍵因素，利用層次分析法，根據重金屬對人體健康危害的程度，計算重金屬污染物在土壤環境質量評價中的權重，并將其應用于平均綜合指數法，我們稱之為加權平均綜合指數法。并且污染指數定義為

1.1.2.2 重金屬污染因子權重的確定

第二，利用構建的比較矩陣B，根據公式（5），求出判斷矩陣C，如下式（7）。

1.2 化肥污染

川佛手在種植過程中會施加一定的化學肥料[6]以促進其生長，但化學肥料卻在一定的程度上含有有損川佛手生長的物質、甚至有些化學肥料中的某些物質能夠通過川佛手的根莖的滲透作用進入川佛手體內，影響其生長。另外，一些化學肥料運用在土壤中很可能會改變土壤的酸堿度，以致影響原本適合川佛手的生長環境。

土壤的環境質量評價方法很多，目前常見的主要有單因子評價法、模糊綜合評價法、灰色聚類法和綜合指數法，所以化肥污染的計算也可用公式（2），公式（3）的模型去求解。用公式（3），得到結果 =0.4607<1，土壤未污染，適宜發展綠色中藥材，其中權重 =（ 0.5816，0.3090， 0.1095）分別為亞硝酸鹽、硝酸鹽、雜質。計算結果中 Max=3.0037，CR= 0.0032<0.1 ，根據《中華人民共和國國家標準》，利用化肥污染對人體危害程度構造的判斷矩陣可滿足層次分析法的要求，能夠通過一次性檢驗。

1.3 農藥污染

農藥[7]在川佛手的種植環節必不可少。四川達州的天氣相對適宜一些害蟲的生長。這樣對川佛手的生長同樣也會產生影響。施加的農藥可能會因為時間的問題而在川佛手體內有一定的殘留，在人制造川佛手或則食用川佛手過程中對人體造成傷害。所以，準確評估農藥的殘留及其危害程度，對川佛手的藥效有相對重要的作用。 目前我國大量使用的化學農藥約有50多種，農藥總施用量達131.2萬噸（成藥），平均每667㎡施用931.3g。中國農藥生產量居世界第二位，產品中殺蟲劑占70%，殺蟲劑中有機磷農藥占70%，有機磷農藥中高毒品種占70%，致使大量農藥殘留，帶來嚴重的土壤污染。對此，我們可以把農藥中的成分，如有機磷農藥、有機氯農藥、氨基甲酸酶類、苯氧羧酸類等作為影響因素，其中權重為

=（0.4668，0.1603，0.2776，0.0953）計算結果中 Max= 4.0310，CR= 0.0115<0.1 ，根據《中華人民共和國國家標準》，利用農藥污染對人體危害程度構造的判斷矩陣可滿足層次分析法的要求，能夠通過一次性檢驗。利用公式（3）的模型去求解，得到結果 =0.6750<1，土壤未污染，適宜發展綠色中藥材。

2 建議

根據上述討論，可知達州的污染指數都小于1，未被污染，適宜發展綠色中藥材。不過有些指數快超標了，例如鉻、有機磷農藥，我們必須防患于未然，給予警示，針對這些即將超標的重金屬，農藥，化肥必須進行控制。根據文獻[6]-[8]，我們提出了以下的改進建議：

2.1 控制重金屬污染的措施

（1）加大大氣污染治理和水污染治理的宣傳力度，提升它們的防治科技水平，健全相關法律法規，減少它們中的重金屬成分對土壤的間接污染。對常見的重金屬汞、鉛及其化合物污染控制雖已有可靠的工藝流程，但是砷、鉻、鎘及其化合物污染控制技術需要提高并且大力度創新。

（2）根據物理或物理化學的原理來治理土壤重金屬污染，可以采用工程治理方法、淋洗法、熱處理法、電解法等方法，綜合防控土壤重金屬污染；根據生物的某些生物習性來適應、抑制和改良重金屬污染，可以采用動物治理、微生物治理、植物治理等方法控制重金屬廢棄物的污染，有效降低土壤中重金屬含量。

（3）根據“重金屬污染綜合防治“十二五”規劃，建立三大體系、解決一批問題，充分利用循環經濟的理念與技術，對重金屬廢棄物進行吸收轉化再利用，或者無害化處理。從根結上解決重金屬污染對中藥的不利影響。

2.2 控制農藥污染的措施

（1）通過生物的作用將大分子有機物分解成小分子化合物，可以利用生物降解方法，包括動物降解、植物降解、微生物降解等；積極發展固相合成農藥，實現反應的自動化，通過分混法和平行合成法，實現新農藥的創制，重點發展高效、低毒、低殘留及無公害新型農藥；使農藥在水體環境中達到中藥材環保的要求。

（2）推廣生物農藥，減少化學農藥，生物農藥主要包括微生物農藥、農用抗生素和生化農藥三種；利用除草劑最低致死劑量使用技術，即用MLHD減少農藥污染，精確施藥；減少農藥殘留，禁止施用高毒、高殘留農藥，有效保證中藥物的土壤的生態環境。

（3）調整農藥的施用結構、使用方式及施用量，調整種植產業結構，逐步提高行業準入門檻，鼓勵中藥產業化、現代化研究；注重生物防治、物理防治與化學防治相結合，充分利用自然天敵，盡量減少化學農藥用量；加大中藥材的抗病蟲害品種的研究，利用分子生物技術使藥用植物增強抗病蟲害能力，不再需要大量的各類農藥，中藥材將會成為低農殘、高質量的綠色中藥材。

（4）根據農藥法律法規，建立與健全的土壤污染防治法律法規；控制農藥包裝廢棄物，將生產企業與流通企業相互結合，政府增大干涉與扶持，進行有效包裝，避免使農約包裝廢棄物內的殘留物造成污染；建立綠色藥材生產基地，對藥材生產實施規范化質量管理（GAP），保障中藥物衛生安全。

2.3 控制化肥污染的措施

（1）加強肥料養分資源的綜合管理，以農家肥為主，使用無機肥料時，必須與有機肥料配合施用。建立科學的施肥制度，利用3S技術精確施肥。從而達到生產綠色中藥物。

（2）提高養分資源的利用效率，使用科學的施肥技術，充分利用化學途徑、物理途徑和生物途徑，創造良好的土壤條件，采取積極有效的水土保持措施。

對于有機肥，可以推廣以沼氣為紐帶的“生態家園富民工程”，推進農村循環經濟的發展，達到促進減少污染、保護中藥材土壤質量與提高生活質量的三贏。

（3）依據模型的結論，如果加強并綜合應用上述有關控制措施，達州可以占領“綠色藥物”的市場優勢，讓中藥物產業早日成為其支柱產業，使其早日實現環境保護、藥物質量、經濟發展和人民能擁有健康的四贏和諧城市。

參考文獻

[1]王宏.川佛手GAP標準操作規程[Z].2007.

[2]魏俊嶺.亳州市典型中藥材產地土壤肥力與環境質量評價[D].安徽農業大學，2012.

[3]余劍東，倪吾鐘，楊肖娥.土壤重金屬污染評價指標的研究進展[J].廣東微量元素科學，2002，9（5）：11-17.

[4]仲維科.我國農作物的重金屬污染及其防止對策[J].農業環境保護，2001，20 （4）：270-272.

[5]GB 2762-2012.食品安全國家標準食品中污染物限量[S].

[6]楊麗娟，李天來，劉妤.長期施用有機肥和化肥對菜田土壤鋅有效性的影響[J].土壤通報，2005，36（3）：395-397.

[7]陳蘇敏，胡啟山，郭鵬程，盛平.農藥污染及其危害的有效防控[J].現代農業科技，2008，4：94-95.

[8]王昶，馬少娜，魏大鵬，王敏.中藥材中重金屬污染分析以及防治措施[J].天津科技大學學報，2005，（20）3：12-16.

作者簡介：吳 驍（1991—），女，四川廣安人.學生，主要從事數學研究.

基金項目：

四川省大學生創新創業訓練計劃項目（201310644020）；四川循環經濟研究中心項目（XHJJ-1307）