藏中礦區(qū)珠芽蓼和尼泊爾酸模中重金屬含量分析

趙玉紅，牛歆雨，魏學(xué)紅，敬久旺

(西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，西藏林芝860000)

西藏中部主要是指雅魯藏布江河谷地帶，包括拉薩、日喀則和澤當(dāng)?shù)鹊厥?，是西藏自治區(qū)的主要農(nóng)區(qū)和工業(yè)礦區(qū)。西藏中部礦產(chǎn)資源豐富，其中Cu的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量居全國第2位［1］。礦產(chǎn)的開發(fā)給當(dāng)?shù)鼐用駧砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)也排放大量含有重金屬的廢渣、廢水和廢氣，導(dǎo)致土壤重金屬污染嚴(yán)重。土壤是中草藥中重金屬的主要來源之一，中草藥中的重金屬含量與地質(zhì)背景有密切的關(guān)系，土壤中重金屬元素的多寡在藥用植物中都有所表現(xiàn)［2］;土壤重金屬污染對(duì)中草藥品質(zhì)有影響甚至危及人類健康［3］。近年來植物藥在國際市場(chǎng)逐漸升溫，傳統(tǒng)醫(yī)藥在日益受到人們青睞的同時(shí)其質(zhì)量與安全性也成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)［4－6］。

珠芽蓼(Polygonum viviparum Linn.)和尼泊爾酸模(Rumex nepalensis Spreng.)均是蓼科(Polygonaceae)多年生草本植物。珠芽蓼為青藏高原、西北高寒草甸地區(qū)廣泛使用的中草藥，又是珍稀藥材冬蟲夏草寄主昆蟲的主要食料植物，同時(shí)也是西藏中部礦區(qū)周邊常見的雜草和植被恢復(fù)的先鋒植物，廣泛分布于西藏中部礦區(qū)，對(duì)土壤Cu、Zn脅迫表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐性［7］。尼泊爾酸模分布于西藏、青海、甘肅、陜西、云南和河南等省區(qū)，全草入藥，有清熱解毒和涼血止血之效，其干燥根是貴州土大黃的來源植物［8］;尼泊爾酸模在西藏中部礦區(qū)廣泛分布，對(duì)Cu、Zn污染的土壤具有一定耐性。

近年來，因土壤重金屬污染帶來的農(nóng)產(chǎn)品安全問題越來越引起人們的關(guān)注，針對(duì)蔬菜基地、農(nóng)田等重金屬問題的研究和評(píng)價(jià)已有大量報(bào)道［9－13］，但對(duì)于中草藥中重金屬含量狀況及評(píng)價(jià)的研究相對(duì)較少［6，14］。作者對(duì)生長(zhǎng)于西藏中部礦區(qū)周邊的珠芽蓼和尼泊爾酸模中Cu、Zn、Pb和Cd含量進(jìn)行測(cè)定，并分析其重金屬污染指數(shù)，以期為西藏中部中草藥的合理種植和安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣地概況及樣品采集

供試珠芽蓼和尼泊爾酸模采自拉薩市當(dāng)雄縣拉屋礦區(qū)(Cu－Zn－Pb礦)及周邊。樣地平均海拔4 593 m，地理坐標(biāo)為北緯 30°23'15″～30°30'05″、東經(jīng) 91°37'33″～ 91°46'28″。拉屋礦區(qū)是西藏中部典型礦區(qū)，其周邊高寒草甸表層土壤受Cu、Zn和Cd污染嚴(yán)重;除 Pb含量低于土壤背景值(GB 15618—1995)外，其他重金屬元素的含量均顯著高于土壤背景值，其中，Cu、Zn和 Cd含量分別是土壤背景值的 3.27倍、2.47倍和89.6倍;Cu、Zn和Cd的污染等級(jí)均屬于重污染，Pb以無污染為主［15］。

在2012年秋季以拉屋礦井為中心，在礦井外圍根據(jù)土壤重金屬污染程度及珠芽蓼和尼泊爾酸模的分布情況［15］，選取生長(zhǎng)旺盛的珠芽蓼和尼泊爾酸模各30株，分別采集植株根部和地上部，帶回實(shí)驗(yàn)室后立即用自來水沖洗去除黏附在樣品上的泥土，再用去離子水清洗1遍后吸干表面水分，于105℃殺青30 min后置于80℃條件下烘干至恒質(zhì)量，冷卻后用瑪瑙研缽研成粉末，備用。

1.2 方法

取適量上述樣品粉末，采用V(HNO3)∶V(HClO4)=87∶13的混合酸消煮完全，然后用TAS－990原子吸收分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)測(cè)定樣品中的Cu、Zn、Pb和Cd含量。實(shí)驗(yàn)中所有藥品及試劑均為優(yōu)級(jí)純或基準(zhǔn)試劑。

1.3 數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)方法

采用EXCEL 2007和SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。采用單項(xiàng)污染指數(shù)法［15］，并以文獻(xiàn)［16］中的標(biāo)準(zhǔn)值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供試樣品中的重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體計(jì)算公式為:Pi=Ci/Si，式中，Pi為樣品中某污染物的污染指數(shù);Ci為樣品中該污染物含量的測(cè)定值;Si為限量標(biāo)準(zhǔn)值［6，16］。

2 結(jié)果和分析

藏中礦區(qū)珠芽蓼和尼泊爾酸模中重金屬含量及污染指數(shù)見表1。由表1可見:珠芽蓼和尼泊爾酸模中均為Zn含量最高，Cu和Pb含量次之，Cd含量最低。珠芽蓼的Cd含量高于尼泊爾酸模，其Cu、Zn和Pb含量均明顯低于后者。

從污染指數(shù)來看，僅珠芽蓼中Cu和Pb的污染指數(shù)小于1，珠芽蓼中的Zn和Cd以及尼泊爾酸模中Cu、Zn、Pb和Cd的污染指數(shù)均大于1，說明在藏中礦區(qū)2種植物受到Cu、Zn、Pb和Cd的污染;其中，珠芽蓼和尼泊爾酸模植株中Cd的污染指數(shù)分別達(dá)9.03和6.80，說明2種植物受Cd的污染最嚴(yán)重。

表1 藏中礦區(qū)珠芽蓼和尼泊爾酸模中重金屬含量及污染指數(shù)Table 1 Content of heavy metal and pollution index of Polygonum viviparum Linn.and Rumex nepalensis Spreng.collected from mine area of Central Tibet

3 討論和結(jié)論

根據(jù)文獻(xiàn)［16］，中藥材中 Cu、Zn、Pd和Cd含量應(yīng)分別低于 20.0、20.0、5.0 和 3.0 mg·kg－1。與此相比，珠芽蓼中 Zn含量高于標(biāo)準(zhǔn)值，Cu、Pd和Cd含量均低于標(biāo)準(zhǔn)值;而尼泊爾酸模 中 Cd含 量 低 于 標(biāo) 準(zhǔn) 值，Cu、Zn和 Pb含量均高于標(biāo)準(zhǔn)值。2種植物中4種重金屬元素的總含量遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)［16］中規(guī)定的20.0 mg·kg－1標(biāo)準(zhǔn)值。由此可見，采自藏中礦區(qū)的珠芽蓼和尼泊爾酸模中重金屬含量均不符合綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

中草藥GAP種植基地土壤環(huán)境條件需要達(dá)到《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［17］，但拉屋礦區(qū)周邊表層土壤受Cu、Zn和Cd污染嚴(yán)重，珠芽蓼和尼泊爾酸模生長(zhǎng)的土壤環(huán)境未達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［15］。本研究中供試的珠芽蓼和尼泊爾酸模受大氣污染、水污染和工業(yè)污染等其他污染的影響較小，因而造成供試2種植物中Cu、Zn、Pb和Cd含量較高的原因主要源于它們對(duì)土壤重金屬的吸收，即珠芽蓼和尼泊爾酸?？赡軐?duì)于特定的重金屬元素具有較高的吸收累積能力。供試2種植物體內(nèi)的Cu、Zn、Pb和Cd含量均高于普通植物，說明Cu、Zn、Pb和Cd可以在2種植物體內(nèi)積累。其中，Zn和Pb含量超過了一般植物的毒性標(biāo)準(zhǔn)，表明珠芽蓼和尼泊爾酸模對(duì)上述重金屬具有一定的耐性，與其內(nèi)部具有的脫毒機(jī)制［6，18－20］相關(guān)。薛生國等［21］的研究結(jié)果顯示:一些藥用植物也是重金屬超積累植物。尼泊爾酸模對(duì)Cu、Zn和Pb表現(xiàn)出較強(qiáng)的積累能力，也可能是多種重金屬元素的積累植物，在藏中礦區(qū)的土壤重金屬污染生態(tài)修復(fù)中具有一定的應(yīng)用前景。

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