芍藥與土壤中重金屬含量相關性研究
——以亳芍藥為例

曹　帥，王文建，權春梅，黃　力

（1. 亳州學院 生物與化學工程系，安徽 亳州 236800；2.亳州職業技術學院 ，安徽 亳州 236800）

芍藥與土壤中重金屬含量相關性研究
——以亳芍藥為例

曹帥1，王文建1，權春梅2，黃力2

（1. 亳州學院 生物與化學工程系，安徽 亳州 236800；2.亳州職業技術學院 ，安徽 亳州 236800）

采用電感耦合等離子體質譜法，測定了亳州芍藥主產區中芍藥不同藥用部位和土壤中Pb、Cd、As、Hg、Cu 5種重金屬元素的含量，考察芍藥不同藥用部位重金屬含量與土壤重金屬含量的相關性及亳州地區土壤的安全性。結果表明芍藥不同藥用部位與土壤重金屬含量的相關性不同；亳州地區土壤處于安全級別，屬于清潔水平。

芍藥；不同藥用部位；土壤；重金屬含量；相關性

芍藥（Paeonia lactifl ora Pall.）是毛茛科植物，是一種天然藥用植物，其根（主根）入藥稱為“白芍”，其藥用成分主要是芍藥苷，有平抑肝陽，斂陰養血，收汗緩中之功效[1]。近年來，隨著“回歸自然”消費觀念的增強，中藥以其療效穩定、毒副作用小而更受到大眾的青睞，然而重金屬污染是造成中藥材質量下降的重要因素，也成為制約我國中藥走向國際草藥市場的主要障礙[2]。重金屬在人體中累積達到一定程度，會造成慢性中毒，嚴重時導致組織細胞出現病變，甚至致癌[3]。土壤中重金屬含量對中藥材中重金屬元素的含量有著直接的影響[4]，作者所在課題組已對芍藥不同藥用部位的分布規律及吸收富集情況作了一定的研究[5]，但芍藥不同藥用部位重金屬含量與土壤中重金屬含量的相關性還未見報道。

亳州芍藥（簡稱“亳芍”）是安徽四大道地藥材之一，因其種植量大、品質佳、藥用廣而被中國藥典所收錄。因此，以亳州地區芍藥和土壤為研究對象具有代表性。文章通過對芍藥藥材及其生長土壤中重金屬元素進行相關性研究，探討兩者之間的相關關系，同時對亳州地區的土壤進行安全性評價，對于中藥材的規范化種植具有一定的指導意義。

1　材料與方法

1.1樣品采集

實驗所用樣品芍藥分別從亳州市譙城區白芍的主產鄉鎮沙土鎮、觀堂鎮、譙東鎮、十九里鎮、十八里鎮、五馬鎮、華佗鎮7個鄉鎮主產區采集。為了研究的科學性，芍藥不同藥用部位的采集與土壤的采集均要求采集同一植株及該植株生長的土壤。主要采集芍藥的主根、須根、莖及花，土壤采樣深度為表層0～20 cm，采樣的植株為健康、無病蟲害樣株。樣品經毫州職業技術學院藥學院院長劉耀武副教授鑒定為芍藥。

1.2儀器與試劑

電感耦合等離子體質譜儀（X Series 2型，美國賽默飛公司）；微波消解儀（EthosA，美國萊柏泰科儀器有限公司）；電子天平（島津AUW-220D）；小型粉碎機（WB-100，北京維博創機械設備有限公司），超純水系統（Mill-Q Synthesis）。

1.3實驗方法

1.3.1樣品的處理與制備

樣品的前處理：將芍藥的各藥用部位洗凈曬干、粉碎，放入干燥器中，備用。土壤直接取樣后置于烘箱中烘干，放入干燥器中，備用。

芍藥樣品的消解與制備：稱取0.2 g（精確到0.0001 g）樣品于玻璃燒杯中，加硝酸10 mL，加蓋加熱消解至近干，加HClO4∶HNO3=1∶4混合酸3 mL，繼續加熱至白煙冒盡，加0.5 mL HNO3及少量水，加熱完全溶解后冷卻，定容至10 mL。同時做空白試驗。

土壤樣品的處理與消解：稱取土壤樣品0.1 g（精確到0.0001 g）于聚四氟乙烯燒杯中，加HF∶HNO3=7∶3混合酸10 mL，加蓋加熱消解至近干，補加上述混合酸5mL，繼續加熱消解至近干，加HClO4∶HNO3=1∶4混合酸3 mL，繼續加熱至白煙冒盡，加0.5 mL HNO3及少量水，加熱完全溶解后冷卻，定容至25 mL，同時做空白試驗。

1.3.2儀器實驗條件及測定方法

采用電感耦合等離子體質譜儀進行測定，儀器參數設定見表1。

表1　電感耦合等離子體質譜儀的操作和數據采集參數

2　結果與分析

2.1芍藥不同藥用部位的重金屬含量測定結果

芍藥不同藥用部位的重金屬含量測定結果見表2。

表2　芍藥各藥用部位的重金屬含量（mg/kg）

《中華人民共和國藥典》（2015年版一部）及2007年7月1日對外貿易經濟合作部發布實行的《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》中藥材重金屬限量標準為Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，可知，亳芍藥的主根、須根、莖及花的重金屬含量均符合且遠遠低于限量標準，這為亳芍藥不同部位的安全性提供了依據。

由表2可知，不同鄉鎮的芍藥中Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量都不相同，這些鄉鎮都在亳州市譙城區，氣候環境相差不大，可以推測這些元素的含量與土壤有密切的關系，因此需要對不同鄉鎮土壤中Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量進行進一步研究。

2.2不同鄉鎮土壤的重金屬含量測定結果及安全性評價

2.2.1不同鄉鎮土壤的重金屬含量測定結果

為進一步研究芍藥不同部位重金屬含量與土壤的關系，對芍藥采集點對應的7個鄉鎮的土壤做了重金屬的含量測定，測定結果見表3。

表3　不同鄉鎮土壤的重金屬含量（mg/kg）

2.2.2土壤重金屬評價

選取Pb、Cd、As、Hg、Cu 5種重金屬元素為評價因子，運用單因子污染指數法、綜合污染指數法[6]，以國家土壤二級標準表[7]（見表4）為評價標準，對亳州地區7個白芍主產鄉鎮的土壤進行綜合評價。

表4　國家土壤二級標準限量值與藥用植物限量值（mg/kg）

表5　土壤綜合污染指數分級標準

計算公式為：Pi=Ci/Si

式中Pi為土壤污染元素i的污染指數，Ci為污染元素i的實測值（mg/kg），Si為污染元素i的評價限量值（mg/kg），Pi綜為土壤綜合污染指數，Pimax為污染物中最大污染指數，Pi為土壤各污染指數平均值。根據表5土壤綜合污染指數分級標準對亳州地區白芍主產區的土壤進行安全性評價，結果見表6。

表6　亳州地區白芍主產區土壤安全性評價

由表6可以得知，以Pb、Cd、As、Hg、Cu 5種重金屬元素為評價因子，各單因子污染指數均小于1，綜合污染指數為0.448，未達到污染級別，亳州地區白芍主產區土壤處于安全級別，屬于清潔水平，這說明亳州地區的土壤重金屬狀況良好，適合藥用植物的種植。

2.3芍藥不同部位重金屬含量與土壤相關性

為了說明芍藥不同部位各重金屬含量與土壤各重金屬含量的線性關系，使用spss13.0軟件進行數據分析，分析結果見表7，相關系數圖見圖1。

表7　芍藥不同部位重金屬含量與土壤的相關系數

圖1　芍藥不同藥用部位與土壤重金屬含量相關系數圖

由圖1可得出以下結論：

1）芍藥不同藥用部位重金屬含量與土壤重金屬含量的相關性都不同。

2）芍藥主根中Cd、Cu含量與土壤中Cd、Cu含量呈現高度（極顯著）正相關，主根中Pb、As含量與土壤中Pb、As含量相關關系呈現弱正相關，主根中Hg含量與土壤中Hg含量無明顯相關關系（可能由于芍藥主根中Hg含量太小的原因）。

3）芍藥須根中As、Cu含量與土壤中As、Cu含量相關關系呈現高度（極顯著）正相關，芍藥須根中Cd 、Hg含量與土壤中Cd、Hg含量相關關系呈現中度（顯著）正相關，芍藥須根中Pb含量與土壤中Pb含量相關關系呈現弱負相關。

4）芍藥莖中Cd含量與土壤中Cd含量呈高度（極顯著）正相關，莖中Hg含量與土壤中Hg含量呈現弱正相關，莖中Pb、As、Cu含量與土壤中Pb、As、Cu含量呈現弱負相關。

5）芍花中Pb、As、Cu含量與土壤中Pb、As、Cu含量呈現高度（極顯著）正相關，Hg含量與土壤中Hg含量相關關系呈現弱正相關，芍花中Cd含量與土壤中Cd含量呈現弱負相關。

可以看出，芍藥不同部位與土壤中同一重金屬元素的相關性是不同的，同一藥用部位與土壤中不同重金屬元素的相關性也是不同的，這應該與芍藥自身的生長代謝與吸收有關。當藥材中某種重金屬元素含量與土壤中該重金屬元素含量呈顯著相關關系時，就要求在選擇藥材的種植基地時應對土壤中該重金屬元素的含量進行嚴格的控制。對于芍藥而言，主根是主要藥用部位，主根中Cd、Cu含量與土壤中Cd、Cu含量呈現極顯著正相關，因此，在芍藥的栽培過程中對土壤中Cd、Cu含量進行嚴格控制。近幾年，芍花越來越多的被人們用作花茶，其中含有抗氧化成分，因此也用作美容佳品[6]，因此在大量使用芍花的地區應注意對土壤中的Pb、As、Cu含量進行監控。在使用白芍須根作為白芍替補品時也應注意監測土壤中的As、Cu含量。在使用白芍莖作為白芍替代品時要注意檢測土壤中Cd含量。

3　結論

對芍藥不同藥用部位各重金屬含量與土壤重金屬含量的相關性研究表明，芍藥不同藥用部位重金屬含量與土壤重金屬含量的相關性各不同，在實際栽培中需要根據所需要的藥用部位來對土壤中重金屬加以控制和監測。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（一部）[S].北京：中國醫藥科技出版社，2015.

[2] 張俊清，符乃光，賴偉勇，等. 海南廣霍香藥材中重金屬元素的含量研究[J].藥物分析雜志，2005（3）：297-299.

[3] 楊云，王爽，肖功勝.6個主產區柴胡藥材中重金屬的含量測定[J].遼寧中醫雜志，2010（11）：2220- 2221.

[4] 丁艷萍.安徽省主要中藥材及其產地土壤重金屬調查與評價[D].合肥：安徽農業大學，2013.

[5] 曹帥，王文建，權春梅，等. 芍藥不同藥用部位重金屬吸收富集特征研究[J].皖西學院學報，2015（5）：126-129.

[6] 舒希凱.芍藥花抗氧化活性成分的分離和鑒定[D].濟南：山東師范大學，2013.

[7] 國家環境保護局. GB 15618-1995土壤環境質量標準[S].北京：國家環境保護局，1995.

A Research on the Correlation Between Heavy Metal Contents in Peony and Soil: Take Bozhou Peony as a Case Study

CAO Shuai1, WANG Wenjian1, QUANG Chunmei2, HUANG Li2
(1. Department of Biology and Chemistry Engineering, Bozhou University, Bozhou Anhui 236800, China; 2. Bozhou Vocational and Technical College, Bozhou Anhui236800, China)

The paper employs the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) to analyze the contents of fi ve heavy metals of Pb, Cd, As, Hg and Cu in different medical parts of peony and the soil in the main production villages of Bozhou in order to study the correlation between heavy metal contents in Peony and soil. The results show that the correlation varies but the soil of the Bozhou area is on the level of security and cleanness, which provides some reference to the planting base choice and cultivation of the peony.

the Peony; different medical parts; the soil; the heavy metals content; correlation

S567

A

1674 - 9200（2016）03 - 0011 - 04

（責任編輯張鐵）

2016 - 02 - 25

安徽省優秀青年人才基金重點項目“亳州道地藥材芍藥的重金屬分析及研究”（2013SQRL128ZD）。

曹帥，男，安徽亳州人，亳州學院生物與化學工程系講師，碩士，主要從事中藥質量控制研究。