黔東南中藥材主產區(qū)土壤重金屬含量調查與評價

楊秀全,王梁全,楊　露, 張宗利,孫興旭

(1.黔東南州中醫(yī)藥民族醫(yī)藥產業(yè)辦公室,貴州 凱里　556000；2.貴州出入境檢驗檢疫局凱里辦事處,貴州 凱里　556000)

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黔東南中藥材主產區(qū)土壤重金屬含量調查與評價

楊秀全1,王梁全1,楊露1, 張宗利2,孫興旭1

(1.黔東南州中醫(yī)藥民族醫(yī)藥產業(yè)辦公室,貴州 凱里556000；2.貴州出入境檢驗檢疫局凱里辦事處,貴州 凱里556000)

摘要：探明黔東南中藥材主產區(qū)土壤重金屬污染特征，為中藥材種植規(guī)劃和GAP基地建設提供科學依據(jù)。以黔東南州中藥材主產區(qū)的65個基地土壤為供試樣品，測定重金屬鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳的含量，采用單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法對土壤環(huán)境質量現(xiàn)狀進行分析評價。結果表明：65個基地的土壤樣品處在尚清潔安全水平以上的點有62個，占調查點的95.38%，有3個樣品屬于輕污染級，最高指數(shù)為1.22。表明該地區(qū)土壤重金屬污染尚輕，土壤環(huán)境質量總體適宜中藥材種植。

關鍵詞：中藥材；土壤；重金屬；評價

隨著人們的生活水平逐漸得到提高,人們對健康日益關注，中藥因大多源于自然、毒副作用相對較之化學合成的西藥小、療效確切、價格相對低廉的特點和優(yōu)勢，越來越受到人們的歡迎，這種回歸自然已經成為世界發(fā)展的潮流[1]。然而近年來關于中藥重金屬超標的現(xiàn)象屢見不鮮，中藥中重金屬超標問題成為中藥發(fā)展和國際化的一大壁壘[2]。中藥材生產最基本的要素是土壤，土壤中重金屬元素的含量, 對中藥材重金屬元素的含量有著直接的關系[3]，應該值得人們重視。

黔東南州是貴州省中藥材種植大州，也是貴州侗鄉(xiāng)大健康產業(yè)示范區(qū)，其中藥材種植面積近4.7萬hm2。近年來，已經有些學者對該地區(qū)中藥材重金屬情況進行了研究[2、4-7]，但對土壤重金屬含量風險評價研究的較少。研究通過對黔東南州中藥材主產區(qū)65個基地的土壤重金屬含量進行調查分析，以進一步了解該區(qū)域土壤重金屬的污染狀況，并評價土壤的環(huán)境質量，從中藥生產的源頭抓起，有效地控制中藥重金屬超標，為黔東南州中藥材種植規(guī)劃和GAP基地建設提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1采樣

研究分別選擇貴州省黔東南州中藥材主產區(qū)基地共采集土壤樣品65個。根據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》，為了保證土壤樣品的代表性，采用多點采樣的混合樣品，以“S”型采樣法取5個采樣點，在各點上用鐵鏟取0～20cm的土壤樣品1kg，再將未與鐵鏟接觸的土壤剝入塑料袋中，現(xiàn)場均勻混合后采用四分法棄去多余土壤，保留1kg土壤裝于塑料袋中，貼好標簽。將采集的土壤樣品在室內自然風干，磨碎過100目的尼龍篩，保存在密封塑料袋中待用。

1.2樣品的分析與測定方法

土壤樣品pH測定按NY/T 1121.2-2006執(zhí)行；鉛和鎘的測定按GB/T 17141-1997執(zhí)行；銅和鋅的測定按GB/T 17138-1997執(zhí)行；鎳的測定按GB/T 17139-1997執(zhí)行；汞的測定按GB/T 17136-1997執(zhí)行；砷的測定按法GB/T 22105.3-2008執(zhí)行；鉻的測定按HJ 491-2009執(zhí)行。

1.3評價標準

以國家《土壤環(huán)境質量標準GB 15618-1995》為評價標準，按照《中藥材生產質量管理規(guī)范》(GAP)規(guī)定，中藥材生產地的環(huán)境應符合國家相應標準，其中土壤應符合《土壤環(huán)境質量標準GB15618-1995》二級標準。評價標準見表1。

表1土壤環(huán)境質量標準(GB15618-1995)

Table 1　Environmental quality standard for soils

1.4評價方法

研究采用較成熟的單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法來評價基地土壤環(huán)境質量現(xiàn)狀，單因子指數(shù)法能夠比較直觀的反映土壤環(huán)境中各項重金屬污染指標的情況，綜合指數(shù)法則反映土壤環(huán)境中各項重金屬污染指標綜合后總的土壤環(huán)境質量狀況[8]，能夠為中藥材GAP種植規(guī)劃和土壤環(huán)境污染綜合整治提供科學的理論依據(jù)。

單因子污染指數(shù)法公式為：

Pi= Ci/ Si

式中，Pi為土壤重金屬元素i 的污染指數(shù)，Ci為土壤重金屬元素i 的實測濃度，Si為重金屬元素i 的質量標準值。

綜合污染因子污染指數(shù)法公式為：

式中，P綜為土壤重金屬綜合污染指數(shù)，綜合污染指數(shù)全面反映了各污染物對土壤的不同作用，同時又突出高濃度污染物對土壤環(huán)境質量的影響。(Ci/Si)max為土壤重金屬元素污染指數(shù)最大值; (Ci/Si)ave為各污染物中污染指數(shù)的算數(shù)平均值。土壤污染分級標準等級見表2。

表2土壤重金屬污染分級標準

Table 2　Criteria for classification of soil heavy metal pollution

2結果與分析

2.1黔東南中藥材主產區(qū)地土壤重金屬含量情況

65個土壤樣品重金屬含量測定結果見表3。調查區(qū)域土壤pH值在5.00～7.08范圍，平均值為6.43。土壤中重金屬鎘的含量在0.01～0.43mg/kg，有1個點含量超標；汞的含量在0.08～0.65mg/kg，有4個點含量超標；砷的含量在2.95～55.0mg/kg，有3個點含量超標；銅的含量在0.4～115.8 mg/kg，有3個點含量超標；鉛的含量在17.0～237.0 mg/kg，全部符合土壤環(huán)境質量二級標準；鉻的含量在9.1～142.0mg/kg，全部符合土壤環(huán)境質量二級標準；鋅的含量在24.1～265.1mg/kg，有1個點含量超標；鎳的含量在9.4～49.1mg/kg，有1個點含量超標。在自然背景下符合土壤環(huán)境質量一級標準數(shù)最多的是重金屬鉻，共57個，數(shù)量最少的是重金屬汞，共19個。

表3黔東南中藥材主產區(qū)土壤重金屬含量情況表

Table 3　Contents of heavy metals in soil of Chinese herbal medicine cultivation areas of Qiandongnan

2.2黔東南中藥材主產區(qū)地土壤重金屬污染評價

依據(jù)單因子污染指數(shù)(Pi)和綜合指數(shù)法(P綜)對產地土壤重金屬進行評價。如表4所示，調查區(qū)土壤重金屬單因子污染指數(shù)在0.01～1.53范圍，其中鎘的單因子污染指數(shù)范圍為0.06～1.43；汞的單因子污染指數(shù)范圍為0.20～1.53；砷的單因子污染指數(shù)范圍為0.10～1.38；銅的單因子污染指數(shù)范圍為0.01～1.16；鉛的單因子污染指數(shù)范圍為0.06～0.95；鉻的單因子污染指數(shù)范圍為0.05～0.95；鋅的單因子污染指數(shù)范圍為0.04～1.33；鎳的單因子污染指數(shù)范圍為0.20～1.21。重金屬綜合指數(shù)在0.32～1.22范圍，屬于清潔安全水平的點有32個，屬于尚清潔安全水平的點有30個，處于作物開始污染的輕污染水平的點有3個。

表4土壤重金屬評價結果

Table 4　Evaluation results of heavy metal in soil

3小結

以國家土壤環(huán)境質量二級標準作為評價標準，調查的65個點土壤重金屬只有鉛和鉻的含量全部達到土壤環(huán)境質量二級標準。有1個點鎘的含量超標；有4個點汞的含量超標；有3個點砷的含量超標；有3個點銅的含量超標；有1個點鋅的含量超標；有1個點鎳的含量超標。汞超標的點數(shù)最多，占調查點的6.15%，其次是砷和銅。

從單因子污染指數(shù)來看，土壤中處在作物開始污染的輕污染水平的重金屬有鎘、汞、砷、銅、鋅、鎳，數(shù)量汞>砷﹦銅>鋅﹦鎳﹦鎘。主要污染因子來源于重金屬汞、砷、銅。通過綜合指數(shù)對產地土壤重金屬進行評價，在清潔和尚清潔安全水平(P綜≤1)的點有62個，占調查點的95.38%；有3個點屬于輕污染級，但最高指數(shù)僅為1.22，表明該地區(qū)土壤重金屬污染尚輕，與楊春等[7]對黔東南州太子參種植土壤中重金屬含量及污染評價結果相近，該區(qū)域適合中藥材的種植。

雖然研究采用的評價模型都是較成熟的模型，在諸多研究中得到了應用，所獲得的結果具有一定的可信度和說服力，但涉及時間的變化，樣點數(shù)量有限，在后續(xù)的研究中應進一步探討。從調查結果來看，建議在中藥材GAP種植基地的選址時，有必要對基地土壤重金屬含量進行檢測，盡量避開汞、砷、銅、鋅、鎳、鎘含量超標的土地，從源頭上防止中藥材的重金屬含量超標。

參考文獻

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Investigation and Evaluation of Heavy Metal Content in Soil of Chinese Herbal Medicines Cultivation Areas of Qiandongnan

YANG Xiu-quan1,WANG Liang-quan1,YANG Lu1,ZHANG Zong-li2,SUN Xing-xu1

(1.QiandongnanTraditionalChineseMedicineNationalPharmaceuticalIndustryOffice,Kaili,Guizhou556000China；2.GuizhouEntryExitInspectionandQuarantineBureauKailiOffice,Kaili,Guizhou556000China)

Abstract:To verify the characteristics of soil heavy metal pollution of the main Chinese herbal medicines planted in Qiandongnan prefecture, and provide scientific basis for the planting planning and GAP base construction of Chinese herbal medicines. In the main Chinese herbal medicines planted of Qiandongnan prefecture, take soil samples in 65 bases to measure the heavy metal content among cadmium, mercury, arsenic, copper, lead, chromium, zinc, nickel by using single factor index method and the comprehensive index method to analyze and evaluate the current status of soil environmental quality. The results showed that there were 62 soil samples were in the clean and safe level in the 65 bases, which accounting for 95.38% of the survey point. However, there were 3 soil samples were in the light pollution level, and the highest index was 1.22. It indicated that the heavy metal pollution in the area soil was still light, and the quality of soil environment is generally suitable for the cultivation of Chinese herbal medicines.

Key words:Chinese herbal medicines；soil；heavy metal；evaluatiton

收稿日期：2016-02-18

基金項目：黔東南州2014年度州級農業(yè)產業(yè)發(fā)展資金扶持項目(州財企﹝2014﹞49號)

第一作者：楊秀全(1981-),男,農藝師,從事中草藥栽培研究和技術推廣方面的工作。