栀子生长环境土壤与灌溉水中重金属研究＊

2015-01-19黄群莲王利国郑海芳

中国药业 2015年12期

黄群莲，唐灿，王利国，郑海芳

(1. 四川医科大学附属第一医院，四川泸州 646000; 2. 四川医科大学药学院，四川泸州 646000;3. 四川医科大学附属第二医院，四川泸州 646000; 4. 四川省泸州市农业局，四川泸州 646000)

栀子Fructus Gardeniae 为茜草科植物栀子Gardenia jasminoides Ellis 的干燥成熟果实，主产于四川、湖北、浙江、重庆、江西、湖南、福建等地，5 月间开花结果，于9 ～11 月果实成熟呈红黄色时采收[1-2]。栀子药性苦、寒，归心、肺、三焦经，具有泻火除烦、凉血解毒、清热利湿功效。不同的栀子炮制品功效各不相同[3-4]，炒栀子与焦栀子可用于脾胃虚弱、热郁心烦、肝热目赤，栀子炭善于凉血、止血而用于各种出血症。为保证中药材品质，应严格控制中药材中的重金属含量。重金属Cd 中毒的主要表现是肾脏功能受损而影响蛋白质、糖的代谢，从而引发尿蛋白症与糖尿病，损害骨骼而引发骨骼软化、骨折、骨骼萎缩等变化，以及可能导致心血管系统疾病;重金属Pb 中毒主要损害神经、造血系统和肾脏，引起贫血、脑缺氧、脑水肿、运动和感觉异常;重金属Cu中毒能引起头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛等[5-6]。因此，中药中Cd，Pb，Cu 等重金属含量必须符合国家标准规定的限度[7]。本研究中考察了巴中等地产优质栀子生长环境的Cd，Pb，Cu 等重金属状况，旨在为将巴中优质栀子引种到泸州提供基础研究数据，现报道如下。

1 仪器与材料

FA22048 型电子分析天平(上海光学仪器厂);石墨炉原子吸收分光光度计及火焰原子吸收分光光度计(仪器型号ICE3500，带有背景扣除装置)，铅空心阴极管，镉空心阴极管，铜空心阴极管，氩气钢瓶，10 μL 自动进样器，均为美国安捷伦科技有限公司产品;烧瓶、试管、移液管等玻璃仪器，移液枪，聚四氟乙烯坩埚，电热板，坩埚钳，研钵，100 目筛。样品来自于表1 中各地的栀子叶及其生长环境的土壤和灌溉水样品，药材鉴定者为四川医科大学唐灿教授。试剂盐酸(批号为20091021)，硝酸(批号为80089291)，氢氟酸(批号为20100122)，高氯酸(批号为20100122)，磷酸氢二铵(批号为20120406)均为优级纯;Pb，Cd，Cu 标准贮备液均为国家标准溶液(NCS)，水为去离子水。

2 方法与结果

2.1 样品采集与预处理

严格按照试验要求，分别采集各地栀子植物的叶子、土壤和灌溉水样品，经30 ℃干燥处理，用陶瓷研钵分别研碎并过100 目筛，收集土壤、叶子粉末及灌溉水样品，装样标记。样品编号见表1。

2.2 溶液制备

样品溶液:称取样品约0.2 g，精密称定(精确至0.000 2 g)，分别置编号的50 mL 聚四氟乙烯坩埚中(土壤和叶子的样品编号、质量见表2 和表3，编号与样品对应关系见表1)，用水润湿后加入5 mL 盐酸，于通风橱内的电热板上低温加热，使试样初步分解，当蒸发至2 ～3 mL 时，取下稍冷，然后加65%硝酸∶高氯酸为4 ∶1 的混合液10 mL 于每个聚四氟乙烯坩埚中，再分别加入氢氟酸10 mL。加盖后于电热板上浸泡消解12 h，开盖，继续加热至200 ℃除硅(为了达到良好的飞硅效果，应经常摇动坩埚)。当加热至冒浓厚的高氯酸白烟时，加盖使黑色有机碳化物充分分解。待坩埚上的黑色有机物消失后，开盖，驱赶白烟并蒸至内容物呈黏稠状。视消解情况，可再加硝酸、氢氟酸各2 mL，高氯酸1 mL，重复上述消解过程。取下稍冷，用水冲洗坩埚盖和内壁，加1 mL硝酸溶液温热溶解残渣，然后将溶液转移至25 mL 容量瓶中，加磷酸氢二铵3 mL，冷却后定容至25 mL 容量瓶中，摇匀备测[8]。灌溉水最后直接与土壤和叶子样品一起在仪器中测量。

空白试剂溶液与标准溶液:取去离子水，采用试剂配制方法配制3 个空白试剂溶液及各元素系列标准溶液，质量浓度分别为Cd 0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，5.00 μg/L;Cu 0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50 mg/L;Pb 0.00，0.10，0.20，0.40，0.60，0.80 mg/L。

2.3 测定条件

按照仪器使用说明书调整仪器(型号ICE3500)至最佳工作条件，即:Cu，Pb，Cd 的测定波长分别为324.8 nm，217.0 nm，228.8 nm;测量温度均为20 ℃;通带宽度均为0.5 nm;灯电流均为0.75 mA;氩气流量均为200 mL/min;进样量均为10 μL;重测试样数目均为2 个;原子化阶段均通气。

2.4 标准曲线制备

取各元素的标准溶液，在专用仪器电脑设备上，采用最佳工作条件测定，计算标准曲线，回归方程，见表4。

2.5 精密度试验[9]

取各元素的标准溶液，按各元素含量测定方法重复测定6 次。结果Cu，Pb，Cd 精密度的RSD 分别为0.21% ，0.11% ，0.18%(n=6)，表明仪器精密度符合要求。

表1 样品产地、名称及编号

表2 土壤样品质量

2.6 样品检测

取配制的样品溶液有序放入测量仪器中[10]，通过控制电脑进行测定。以石墨炉原子吸收分光光度计测定Cd，以火焰原子吸收分光光度计测定Cu 及Pb，采用计算机数据处理，测定结果见表5。根据国家农业局检测中心的数据要求，水中Pb≤0.005 mg/L，Cu≤0.002 mg/L，Cd≤0.000 5 mg/L。根据我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中限量指标[11]，Pb ≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，Cu≤20 mg/kg。根据土壤环境质量Ⅱ类标准[12]规定，Pb≤500 mg/kg，Cd≤1.0 mg/kg，Cu≤100 mg/kg。由表5 可见，灌溉水中，Pb 含量重庆市江津区慈云镇(2014-037，A)及湖北省孝感市孝南区西河镇刘岗村(2014-042，E)样品超标，其余地区样品未超标;各地区样品Cu 含量均超标，且超标2 ～3 倍;各地区样品重金属Cd 均未检出，符合国家农业局检测中心的数据要求。栀子叶中，各地区样品Pb 含量均不低于5 mg/kg，超标1.6 ～3.2 倍;样品Cd 含量均少于0.3 mg/kg，符合标准;样品Cu 含量均在5.8 ～9.3 mg/kg，符合标准。植物环境土壤中，各地区样品Pb，Cd，Cu 含量分别在29.7 ～55.7 mg/kg，0.065 1 ～0.384 mg/kg，14.7 ～41.4 mg/kg，符合标准。

表3 叶子样品质量

表4 回归方程及相关系数

2.7 引种依据分析

分别将四川省巴中市巴州区平梁乡青包山村、泸州市纳溪区大渡镇和丰乡板栗湾、泸州市龙马潭区安宁乡的样品测定结果按算术平均数计算，结果见表6。可见，泸州市纳溪区与安宁乡的土壤中Cu，Pb，Cd 含量均比巴中市的稍低，栀子叶中Cu，Pb，Cd 含量则比巴中市稍高，而灌溉水中3 种重金属均未检测出或含量很低。因此，巴中产栀子异地引种栽至泸州市具有可行性。

3 讨论

目前我国部分中药材存在活性成分含量差异较大、农药残留及重金属超标等问题。药材质量、品质是影响中药是否可持续发展的关键因素，要解决重金属含量问题，需要从植物种植、药材贮存与炮制方面入手。药材中重金属离子的含量与土壤、水及生长环境密切相关。在药材的种植过程中，重金属主要来自农药、化肥的使用，通过生长把周围环境的重金属元素富集于药材当中[13-14]。中药材的贮存与炮制过程中，使用的贮存器具与炮制方法可能会不同程度地带来重金属污染[15]。因此，在中药材的生产中要加强植物栽培、药材贮存及炮制的管理。

表5 各地栀子叶子及其植物环境重金属含量测定结果(叶子、土壤，mg/kg;水，mg/L)

本研究结果显示，所收集的各地样品检测中，栀子叶Pb≥5 mg/kg，超标1.6 ～3.2 倍，Cu 与Cd 含量均符合要求;栀子生长环境中土壤的Pb，Cu，Cd 均符合标准;灌溉水的Pb 含量除重庆市江津区慈云镇及湖北省孝感市孝南区西河镇刘岗村样品超标外，其余各地区样品均未超标，水中Cu 含量均超标(达2 ～3 倍)，且各地样品均未检测出Cd。因此，巴中产栀子往泸州移植，具有确切的科学依据。