不同廣藿香產(chǎn)區(qū)土壤中重金屬污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

丁隆真, 廖長(zhǎng)丹, 王 超, 葉力瑛, 胡 清

〔1.南方科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 深圳 518055;2.南方科技大學(xué) 商學(xué)院, 廣東 深圳 518055; 3.南方科技大學(xué) 工程技術(shù)創(chuàng)新中心(北京), 北京 100083〕

中藥材重金屬污染問(wèn)題不僅影響中藥材的安全入藥，也是制約中藥材走出國(guó)門(mén)、走向國(guó)際市場(chǎng)的主要障礙之一[1]。土壤中重金屬可以通過(guò)植物生長(zhǎng)過(guò)程中的吸收—轉(zhuǎn)移—累積作用進(jìn)入植物中，是草本類(lèi)中藥材重金屬污染的主要來(lái)源之一[2]。農(nóng)用地土壤重金屬污染具有累積性、長(zhǎng)期性、不可逆性和隱蔽性，極易受到采礦、施肥等人為活動(dòng)的影響[3]。多數(shù)研究集中在農(nóng)用地土壤重金屬污染特征分析、生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、來(lái)源解析與阻控技術(shù)等方面[4-5]。近年來(lái)，關(guān)于土壤中重金屬含量與農(nóng)作物中重金屬含量間的相互作用研究受到越來(lái)越多的關(guān)注[5]。研究[5]表明，與土壤重金屬全量相比，重金屬有效態(tài)含量與農(nóng)作物中重金屬含量的相關(guān)性更加顯著。與主要糧食作物和蔬菜相比，草本中藥材的重金屬富集特性研究相對(duì)不足。而隨著《關(guān)于促進(jìn)中藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》等戰(zhàn)略方針的實(shí)施，我國(guó)對(duì)中藥材適宜種植區(qū)域的發(fā)掘需求更，對(duì)中藥材生態(tài)種植的管理要求也更加嚴(yán)格，因此關(guān)于中藥材與道地產(chǎn)區(qū)土壤重金屬含量相關(guān)性的研究十分重要。

廣藿香藥材是唇形科刺蕊草屬植物廣藿香(Pogostemoncablin)的干燥地上部分，是“十大南藥”之一[6]。廣藿香性微溫、味辛，具有芳香化濁、開(kāi)胃止嘔，發(fā)表解暑的功效[7]?，F(xiàn)代藥理研究[8-10]表明，廣藿香還具有抗病原微生物(病毒、細(xì)菌和真菌等)、抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、保護(hù)胃腸屏障等藥理活性。在抗擊COVID-19疫情期間，以廣藿香為主要成分的各種中成藥、預(yù)防方和恢復(fù)方為抗疫貢獻(xiàn)了重要力量，極大鼓舞了中醫(yī)藥的自信[11]。目前，COVID-19仍在全球肆虐，市場(chǎng)對(duì)于廣藿香藥材的需求日益增加，探明廣藿香及其種植產(chǎn)區(qū)土壤中重金屬污染特征和污染風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于保障廣藿香安全入藥十分必要。藥用廣藿香主產(chǎn)于廣東和廣西等嶺南熱帶亞熱帶地區(qū)，其道地產(chǎn)區(qū)為廣東肇慶市及西江流域的適宜種植區(qū)[12]。海南也種有廣藿香，但多用于提油而非藥用。已有相關(guān)研究[13-14]集中在海南和廣東等產(chǎn)區(qū)廣藿香與其種植土壤的重金屬污染特征和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，但未進(jìn)行兩者之間的相關(guān)性研究，更未考慮重金屬全量與有效態(tài)的區(qū)別。為彌補(bǔ)相關(guān)空缺，本研究在廣東省和廣西壯族自治區(qū)廣泛采集藥用廣藿香與其根區(qū)土壤的“1對(duì)1”樣品組，共計(jì)16個(gè)主產(chǎn)區(qū)和326個(gè)樣品組，對(duì)比分析了兩廣廣藿香主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染特征及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，結(jié)合廣藿香莖、葉中重金屬的污染特征、富集系數(shù)以及其含量與土壤中重金屬全量、有效態(tài)含量的關(guān)聯(lián)性，闡明土壤重金屬污染對(duì)廣藿香品質(zhì)安全的影響，以期能夠?yàn)閮蓮V地區(qū)廣藿香品質(zhì)安全及其產(chǎn)地土壤重金屬防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在廣藿香的收獲季節(jié)，參考《農(nóng)用地土壤樣品采集流轉(zhuǎn)制備和保存技術(shù)規(guī)定》和《農(nóng)產(chǎn)品樣品采集流轉(zhuǎn)制備和保存技術(shù)規(guī)定》，在廣東和廣西省分別選擇了11個(gè)和5個(gè)代表性廣藿香產(chǎn)區(qū)進(jìn)行樣品采集，采樣時(shí)間為2020年9—11月，具體采樣信息詳見(jiàn)表1。依據(jù)充分的走訪調(diào)研和第4次中藥材資源普查的結(jié)果，本文所選的代表性產(chǎn)區(qū)是廣藿香種植面積相對(duì)較大的地區(qū)，可以代表兩廣地區(qū)廣藿香的主要生長(zhǎng)環(huán)境及狀態(tài)。每個(gè)代表性產(chǎn)區(qū)的采樣點(diǎn)數(shù)量依據(jù)當(dāng)?shù)氐膹V藿香種植面積確定，廣藿香種植面積越大，采樣點(diǎn)越多。為科學(xué)獲得廣藿香的重金屬富集特征，本研究嚴(yán)格采用“1對(duì)1”的方式進(jìn)行采樣，即一個(gè)廣藿香樣品嚴(yán)格對(duì)應(yīng)著其根區(qū)土壤樣品。廣藿香地上部分采集后直接裝入潔凈的帶孔聚乙烯塑料袋，并做好標(biāo)記。小心去掉表層約1 cm覆土后，使用竹制或者不銹鋼鏟子刨出完整的廣藿香根(約20 cm深)，采用抖土法收集廣藿香根區(qū)土，裝入潔凈的聚乙烯塑料袋中，做好標(biāo)記并帶回實(shí)驗(yàn)室。在潔凈的工作臺(tái)上，對(duì)廣藿香進(jìn)行莖、葉分離處理，之后用純水洗凈并置于通風(fēng)處用吸水紙吸去殘余水分，105 ℃殺青20 min，70 ℃烘干至恒重、粉碎、四分法縮分后研磨過(guò)0.85 mm孔徑的尼龍篩保存?zhèn)溆?。土壤樣品風(fēng)干后剔除根等雜物，用木棒碾碎，四分法縮分后研磨分別過(guò)2.00和0.15 mm孔徑的尼龍篩保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 廣藿香采樣產(chǎn)區(qū)基本情況

1.2 分析指標(biāo)與方法

土壤樣品的pH值、電導(dǎo)率、陽(yáng)離子交換量和有機(jī)質(zhì)含量的分析參照《全國(guó)土壤污染狀況詳查土壤樣品分析測(cè)試方法技術(shù)規(guī)定》。土壤重金屬銅(Cu)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鉻(Cr)和鎳(Ni)全量測(cè)定采用HNO3-HF-H2O2微波消解前處理，土壤重金屬砷(As)和汞(Hg)全量測(cè)定采用王水消解前處理。土壤重金屬有效態(tài)采用0.1 mol/L的HCl提取[15]。廣藿香莖和葉中重金屬全量測(cè)定采用HNO3-H2O2微波消解前處理。利用電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定消解液或提取液中的Cu，Cd，Pb，Zn，Cr和Ni含量，利用原子熒光光譜法測(cè)定消解液/提取液中的As和Hg含量。為保證試驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性，在樣品處理的同時(shí)加入平行樣、空白樣和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)參考樣品(土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)參考樣品GSS-5和植物環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣GSV-1)進(jìn)行質(zhì)量控制。各元素含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<5.0%，回收率在90.2%～108.6%之間，符合元素分析質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 評(píng)價(jià)方法

本文通過(guò)同步采集和分析廣藿香藥用部分(地上部)及對(duì)應(yīng)根區(qū)土壤樣品的重金屬的方法，以期更好地評(píng)價(jià)廣藿香種植產(chǎn)區(qū)土壤中重金屬的污染風(fēng)險(xiǎn)及其對(duì)廣藿香品質(zhì)安全的影響。對(duì)于廣藿香藥用部分，本文參照《中國(guó)藥典(2020版)》，對(duì)其中規(guī)定的Cu，Hg，As，Pb和Cd共5種重金屬的污染情況進(jìn)行分析，采用超標(biāo)率進(jìn)行描述。若超標(biāo)率>5.0%，則確認(rèn)存在超標(biāo)污染情況。對(duì)于廣藿香種植土壤，本文以《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-2018)》中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值為參比值進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別采用單因子污染指數(shù)法和Nemerow綜合污染指數(shù)法對(duì)土壤中的Cu，Hg，As，Pb，Cd，Cr，Ni和Zn共8種重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)[16]。本文采用植物重金屬富集系數(shù)(enrichment coefficient， EC)評(píng)價(jià)廣藿香種植土壤中重金屬向廣藿香植株內(nèi)遷移的難易程度[17]。由于廣藿香的入藥部位包括莖和葉，因此本文分別計(jì)算了廣藿香莖和葉的重金屬富集系數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究采用Excel 2016和SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。箱式圖使用Origin 8.5繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同廣藿香產(chǎn)地土壤重金屬污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

廣東和廣西兩省區(qū)廣藿香代表性產(chǎn)區(qū)土壤中8種重金屬的超標(biāo)率分析結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，廣東省廣藿香種植土壤未出現(xiàn)Hg的重金屬污染，但Cu，As，Pb，Cd，Cr，Zn和Ni的超標(biāo)率分別為8.44%，3.38%，2.53%，8.44%，7.59%，0.42%和8.44%。廣西省廣藿香種植土壤未出現(xiàn)Hg和Pb的重金屬污染，但Cu，As，Cd，Cr，Zn和Ni的超標(biāo)率分別為10.11%，7.87%，22.47%，20.23%，10.11%和10.11%。很明顯，兩廣地區(qū)的廣藿香種植土壤已經(jīng)存在不同污染程度的重金屬超標(biāo)。廣西省廣藿香種植土壤的重金屬超標(biāo)率相對(duì)更高，其中Cd和Cr的超標(biāo)率相對(duì)于其他重金屬更高。

圖1 兩廣地區(qū)廣藿香種植土壤中重金屬超標(biāo)率對(duì)比

各主要產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中的重金屬含量分布結(jié)果(圖2)顯示，不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中同種重金屬元素含量均存在顯著差異(p<0.05)。其中，德慶和靖西產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中的Hg含量相對(duì)其他產(chǎn)區(qū)較高，但是均未超過(guò)Hg風(fēng)險(xiǎn)篩選值；靖西產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中的Cd含量最高，遠(yuǎn)超Cd的風(fēng)險(xiǎn)篩選值，超標(biāo)率高達(dá)43.59%。其他產(chǎn)區(qū)的Cd含量相對(duì)較低，但包括四會(huì)、陽(yáng)春、電白、湘橋、羅城仫佬族自治區(qū)和賓陽(yáng)縣的廣藿香種植土壤中均監(jiān)測(cè)到不同程度Cd超標(biāo)情況，超標(biāo)率分別為26.09%，12.33%，25.00%，33.33%，3.70%和28.57%；雷州市和遂溪市的廣藿香種植土壤中Cu含量相對(duì)其他產(chǎn)區(qū)較高，超出了Cu的風(fēng)險(xiǎn)篩選值，其他產(chǎn)區(qū)均未超標(biāo)；陽(yáng)春市廣藿香種植土壤中的Pb含量相對(duì)較高，超標(biāo)率為8.22%，其他產(chǎn)區(qū)未超標(biāo)；雷州、遂溪和靖西產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中Cr和Ni的含量相對(duì)較高，且均出現(xiàn)較嚴(yán)重超標(biāo)情況，其他產(chǎn)區(qū)未超標(biāo)；靖西和雷州產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中Zn含量相對(duì)較高，且檢測(cè)出超標(biāo)情況，超標(biāo)率分別為23.08%和8.33%，其他產(chǎn)區(qū)均未超標(biāo)。

以上結(jié)果表明： ①?gòu)V藿香種植土壤中出現(xiàn)Cd超標(biāo)的產(chǎn)區(qū)最多，且由于Cd的毒性較強(qiáng)，應(yīng)特別注意種植過(guò)程中土壤Cd污染的防控[18]； ②不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤污染情況差異明顯，個(gè)別產(chǎn)區(qū)的土壤污染情況很?chē)?yán)重，且具有復(fù)合污染的特征。此外，由圖2還看出，重金屬含量波動(dòng)大的產(chǎn)區(qū)往往是廣藿香種植土壤中重金屬含量相對(duì)較高的地區(qū)，也是容易出現(xiàn)重金屬超標(biāo)的地區(qū)，例如：陽(yáng)春產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中的As和Pb含量波動(dòng)相對(duì)其他產(chǎn)區(qū)較大，而其As和Pb的超標(biāo)情況也相對(duì)嚴(yán)重。同時(shí)，一些地區(qū)的廣藿香種植土壤中存在多種重金屬含量波動(dòng)同時(shí)較大的情況。例如，靖西產(chǎn)區(qū)和雷州產(chǎn)區(qū)。土壤重金屬含量波動(dòng)大說(shuō)明了人為活動(dòng)(包括：施肥和施農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)活動(dòng))對(duì)廣藿香種植土壤重金屬含量影響明顯，是可能的重要重金屬污染來(lái)源[19]。與兩廣地區(qū)的重金屬元素背景值相比，廣藿香種植土壤中重金屬含量相對(duì)較高，人為活動(dòng)是廣藿香種植土壤中重金屬的主要來(lái)源。

2.2 不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用單因子污染指數(shù)法和Nemerow綜合污染指數(shù)法對(duì)廣藿香產(chǎn)地重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果詳見(jiàn)表2。單因子污染指數(shù)表明，廣東省湛江市雷州地區(qū)的廣藿香種植土壤屬于Cu和Cr的輕微污染和Ni的輕度污染；湛江遂溪的廣藿香種植土壤屬于Cu，Cr的輕微污染和Ni中度污染；廣西百色靖西的廣藿香種植土壤屬于Cd和Ni的輕微污染；南寧賓陽(yáng)的廣藿香種植土壤屬于As中度污染。平均單因子污染指數(shù)表明，廣東地區(qū)廣藿香種植土壤中的Ni污染情況相對(duì)嚴(yán)重，而廣西的Cd平均污染指數(shù)達(dá)到0.95，污染情況更為嚴(yán)重。Nemerow綜合污染指數(shù)表明，廣西百色靖西和南寧賓陽(yáng)的廣藿香種植土壤有輕度重金屬污染、廣東潮州湘橋的廣藿香種植土壤中重金屬污染處于警戒值、湛江雷州和遂溪的廣藿香種植土壤重金屬污染狀態(tài)已達(dá)中度污染程度。就整體情況而言，兩廣地區(qū)的廣藿種植土壤重金屬污染均已達(dá)警戒線，應(yīng)引起重視。

表2 研究區(qū)土壤重金屬單因子污染指數(shù)(Pi)和Nemerow綜合污染指數(shù)(PN)

2.3 廣藿香產(chǎn)區(qū)土壤重金屬的相關(guān)性

廣藿香主要產(chǎn)區(qū)土壤各指標(biāo)間相關(guān)性分析結(jié)果(表3)表明，土壤不同重金屬含量間存在顯著的相關(guān)性，具體表現(xiàn)為Cu，Hg，Cr，Zn和Ni這5種重金屬之間均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(p<0.01)；As與Pb，Cd，Cr和Zn呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；Cd與Cu，Hg和As呈極顯著正相關(guān)；Pb與Cd，As和Zn呈極顯著正相關(guān)，但與Cu，Cr，Ni呈極顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明： ①個(gè)別廣藿香產(chǎn)區(qū)土壤中出現(xiàn)的Cu，Cd，Cr，Zn和Ni污染可能具有相同的來(lái)源，這與前文中多元重金屬?gòu)?fù)合污染產(chǎn)區(qū)多次出現(xiàn)的結(jié)果一致。Cu，Cd，Cr，Zn和Ni均是鉛鋅礦開(kāi)采中易見(jiàn)的重金屬[20]，而廣東和廣西均是鋅鉛礦及有色金屬礦產(chǎn)極其豐富地區(qū)，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)顯著且歷史悠久，因此混合重金屬污染很可能通過(guò)鉛鋅礦山的酸性采礦廢水進(jìn)入土壤中[4, 20]。另外，廣藿香種植過(guò)程不合理的化肥、畜禽類(lèi)糞便有機(jī)肥和農(nóng)藥的隨意使用也可能導(dǎo)致多元重金屬污染[21]； ②Pb的來(lái)源可能與Cd和As相同，但與Cu，Cr和Ni不同，這與前文中僅發(fā)現(xiàn)陽(yáng)春的廣藿香種植土壤存在Pb污染的結(jié)果一致。

表3 廣藿香產(chǎn)區(qū)不同土壤指標(biāo)之間的相關(guān)性

此外，土壤有機(jī)質(zhì)、pH值和陽(yáng)離子交換量與重金屬元素間也存在強(qiáng)相關(guān)性。具體表現(xiàn)為，有機(jī)質(zhì)與Cu，Cd和Zn含量呈極顯著正相關(guān)，與Hg，Pb和Cr含量呈顯著正相關(guān)；pH值與As，Pb和Zn呈極顯著正相關(guān)，與Hg呈顯著負(fù)相關(guān)；陽(yáng)離子交換量與Cu，As，Cd，Cr，Zn和Ni等6種重金屬均呈極顯著正相關(guān)，且與Pb呈顯著正相關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)含量和陽(yáng)離子交換量是影響土壤吸附重金屬能力的關(guān)鍵指標(biāo)，一般情況下土壤陽(yáng)離子交換量越高，重金屬有效態(tài)越低[22]，植物對(duì)重金屬吸收越弱，施肥過(guò)程會(huì)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量和陽(yáng)離子交換量產(chǎn)生巨大影響[23]。因此，在廣藿香的生長(zhǎng)過(guò)程中需要特別注意把控施肥時(shí)間和施肥量。

2.4 不同產(chǎn)地的廣藿香重金屬污染特征

兩廣廣藿香主要代表產(chǎn)區(qū)的廣藿香莖和葉中5種重金屬(Cu，Hg，As，Pd，Cd)的含量情況詳見(jiàn)表4—5。

表4 不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香莖中5種重金屬含量

就整體而言，廣藿香植株(莖和葉)中5種重金屬含量的平均值均未超過(guò)《中國(guó)藥典(2020版)》的限量標(biāo)準(zhǔn)，總體情況安全。就重金屬的超標(biāo)率情況而言，僅廣西產(chǎn)區(qū)的廣藿香莖和葉存在輕微超標(biāo)外，超標(biāo)率分別為6.74%和7.87%，其余產(chǎn)區(qū)的廣藿香植株中重金屬超標(biāo)情況均處于安全可控水平(即超標(biāo)率<5.0%)。就重金屬含量而言，廣西產(chǎn)區(qū)的廣藿香植株中的Cu，Hg，As和Cd這4種重金屬的含量相對(duì)于廣東產(chǎn)區(qū)的較高，而Pb含量則相對(duì)較低。這一結(jié)果與兩廣廣藿香種植土壤中對(duì)應(yīng)的重金屬污染情況一致(圖1)，表明土壤重金屬污染的確是廣藿香植株中重金屬的重要來(lái)源之一。

此外，研究發(fā)現(xiàn)不同代表產(chǎn)區(qū)的廣藿香植株中重金屬含量的變異系數(shù)大多處于10%～100%的范圍，是中等強(qiáng)度變異水平，這表明其空間變異相對(duì)顯著，也說(shuō)明其重金屬污染情況易受外界活動(dòng)的影響[19]，而這些外界活動(dòng)的影響很可能是作用在廣藿香種植土壤中，然后體現(xiàn)在廣藿香植株中的。研究還發(fā)現(xiàn)，廣藿香莖中Cd的平均含量顯著高于廣藿香葉，而Hg的平均含量顯著低于廣藿香葉(p<0.05)。與歷史上相同產(chǎn)區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)相比，廣東肇慶和陽(yáng)春等地的重金屬含量水平有所升高[13]。這也從側(cè)面說(shuō)明了廣藿香植株中的重金屬來(lái)源受到人為活動(dòng)的巨大影響，并且這種影響有致使廣藿香重金屬超標(biāo)的傾向。因此，在廣藿香的種植管理過(guò)程中，要科學(xué)適量地使用含有重金屬的農(nóng)藥和化肥等[24]。

表5 不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香葉中5種重金屬含量

2.5 廣藿香對(duì)重金屬的富集特性

廣藿香植株和廣藿香種植土壤的重金屬污染特征均表現(xiàn)出了廣西產(chǎn)區(qū)污染相較于廣東產(chǎn)區(qū)更加嚴(yán)重的特點(diǎn)，這表明廣藿香植株和土壤的重金屬污染可能存在一定的相關(guān)性。因此，研究分析了不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香莖和葉部對(duì)《中國(guó)藥典(2020版)》中有明確限量規(guī)定的5種重金屬的富集系數(shù)(EC)(表6)。結(jié)果顯示，廣藿香莖對(duì)Cu，Hg，As，Pb和Cd的EC平均值分別為0.60，0.13，0.03，0.04，1.43；廣藿香葉對(duì)Cu，Hg，As，Pb和Cd的EC平均值分別為0.61，0.54，0.04，0.04，0.45?？梢?jiàn)廣藿香莖對(duì)Cd有富集作用，而對(duì)As，Pb，Cu和Hg具有耐受性。采用非參數(shù)檢驗(yàn)法分析富集系數(shù)在產(chǎn)地間的差異，結(jié)果顯示不同產(chǎn)地的廣藿香僅對(duì)重金屬元素Cu和Pb的富集差異顯著(p<0.05)，而對(duì)其他3種重金屬的富集無(wú)顯著性差異。廣藿香對(duì)Pb具有強(qiáng)耐受性(EC<0.1)，但是盡管如此，研究中還是檢測(cè)到四會(huì)產(chǎn)區(qū)和陽(yáng)春產(chǎn)區(qū)的廣藿香存在不同程度的Pb的污染。這進(jìn)一步表明廣藿香中的Pb污染來(lái)源可能不是土壤。本研究推測(cè)其來(lái)源很可能是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的Pb沉降[24]。不同產(chǎn)地廣藿香對(duì)Cd的EC沒(méi)有顯著差異，表明不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香植株均對(duì)土壤中Cd具有累積作用。需要特別注意的是，廣藿香種植土壤中Cd污染出現(xiàn)頻率最高，覆蓋產(chǎn)區(qū)面積最大，且廣藿香莖對(duì)Cd有富集作用，因此Cd應(yīng)作為廣藿香重金屬污染防控的重點(diǎn)。此外，不同重金屬在廣藿香莖和葉中EC的差異性分析顯示，Hg和Cd在廣藿香莖和廣藿香葉中的EC存在顯著差異(p<0.01)，其他重金屬在莖、葉中的EC則無(wú)顯著性差異。具體表現(xiàn)為，廣藿香莖對(duì)Hg的EC顯著小于廣藿香葉，而廣藿香莖對(duì)Cd的EC則顯著大于廣藿香葉。

表6 不同產(chǎn)區(qū)的廣藿香莖與葉對(duì)5種重金屬的富集系數(shù)

2.6 土壤重金屬含量及其有效性對(duì)廣藿香品質(zhì)安全的影響

廣藿香主要產(chǎn)區(qū)土壤中5種重金屬的全量和有效態(tài)含量詳見(jiàn)表7。與全量相比，有效態(tài)重金屬含量較小，但變異程度更大，主要是因?yàn)橛行B(tài)不僅受到總量的影響，還受到土壤理化性質(zhì)、有機(jī)質(zhì)含量、pH值、陽(yáng)離子交換量[25-26]、土壤礦物組成[27]以及作物根際效應(yīng)等[28]復(fù)雜因素的影響。表8顯示，土壤中Hg元素全量和廣藿香莖中含量呈顯著正相關(guān)，As元素全量與廣藿香莖中含量呈極顯著正相關(guān)，而Cu，Pb和Cd元素全量不顯著。對(duì)于廣藿香葉，僅Cd元素全量與葉中Cd含量呈顯著正相關(guān)，Cu，Hg，As和Pb元素全量均不顯著。而對(duì)于土壤中重金屬有效態(tài)而言，Cu，As，Pb和Cd元素有效態(tài)與廣藿香莖中含量呈極顯著正相關(guān)；同時(shí)，Cu，Hg，As，Pb和Cd元素有效態(tài)與廣藿香葉中含量呈極顯著正相關(guān)。顯然，土壤重金屬有效態(tài)含量與廣藿香植株中含量具有更好的相關(guān)性，這與岑如香等人的研究結(jié)果一致[21]。與全量相比，土壤重金屬有效態(tài)含量在闡述產(chǎn)區(qū)土壤環(huán)境與廣藿香品質(zhì)安全的關(guān)聯(lián)時(shí)效果更好。綜上所述，為保障廣藿香的品質(zhì)安全，建議制定相關(guān)施肥制度(包括施肥時(shí)期與施肥量)和保護(hù)措施，避免農(nóng)藥濫用、采礦作業(yè)、交通污染等帶來(lái)的外源重金屬污染輸入。此外，應(yīng)特別關(guān)注廣藿香種植區(qū)域Cd的污染情況，加強(qiáng)施肥過(guò)程對(duì)土壤Cd有效態(tài)含量的影響研究，開(kāi)發(fā)重金屬有效態(tài)阻控技術(shù)，從而確保廣藿香的品質(zhì)安全。

表7 廣藿香產(chǎn)區(qū)土壤重金屬全量和有效態(tài)含量

表8 廣藿香產(chǎn)區(qū)土壤重金屬全量、有效態(tài)含量與廣藿香重金屬含量相關(guān)性分析

3 結(jié) 論

(1) 廣藿香主要產(chǎn)區(qū)的種植土壤中存在一定程度的重金屬污染，其中Cd污染出現(xiàn)頻率最高，平均單因子污染指數(shù)最大，達(dá)到0.95。人為活動(dòng)是重要的重金屬污染來(lái)源。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)結(jié)果表明兩廣產(chǎn)區(qū)的廣藿香種植土壤中重金屬污染均已達(dá)警戒線，且廣西產(chǎn)區(qū)的土壤重金屬綜合污染指數(shù)更高，需要加強(qiáng)監(jiān)控防止惡化。

(2) 兩廣地區(qū)的廣藿香植株中重金屬含量均低于《中國(guó)藥典》的限量水平，總體情況安全，但廣西產(chǎn)區(qū)的廣藿香植株中存在輕微程度的Cu含量超標(biāo)。廣藿香植株中重金屬含量與其種植土壤中重金屬有效態(tài)含量顯著相關(guān)。廣藿香莖易累積Cd，且不受產(chǎn)地差異影響，同時(shí)廣藿香種植土壤中Cd污染出現(xiàn)頻率最高。因此從藥材的品質(zhì)安全性考慮，應(yīng)特別注意廣藿香種植地土壤中Cd有效態(tài)含量的控制。

(3) 廣藿香植株及其對(duì)應(yīng)根區(qū)土壤樣品中重金屬的協(xié)同采樣與分析的方法與單一的土壤重金屬采樣分析法相比，能夠更好地評(píng)估土壤中重金屬對(duì)廣藿香品質(zhì)安全的影響，更準(zhǔn)確的把握廣藿香種植土壤重金屬防控的重點(diǎn)。