新疆藁本重金属形态分布及潜在危害研究

潘　兰，贾新岳，刘海涛，2，石明辉，贾月梅，赵安邦

(1.新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，乌鲁木齐　830002；2.中国医学科学院药用植物研究所，北京　100193)



新疆藁本重金属形态分布及潜在危害研究

潘兰1，贾新岳1，刘海涛1，2，石明辉1，贾月梅1，赵安邦1

(1.新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，乌鲁木齐830002；2.中国医学科学院药用植物研究所，北京100193)

摘要：目的了解新疆藁本中不同形态的重金属的含量及分布特征，并对重金属的潜在危害进行评估。方法采用经典的BCR法对不同形态的重金属进行提取，原子吸收分光光度法对重金属(Cu、Pb、Cd、As和Hg)进行含量测定。采用单种重金属污染指数及多种重金属综合污染指数对重金属的潜在危害进行了评估。结果新疆藁本中Cu、Pb、Cd、As和Hg的含量分别为43.895 3，0.103 0，1.016 8，0.067 4和0.198 7 μg·g-1。其中Cu以残渣态为主，酸溶态及可氧化态的含量相当，可还原态所占的比例最低；Cd以酸溶态所占比例最高，其余各态含量由高到低依次为可氧化态、残渣态和可还原态；Pb以可氧化态含量最高，其余三态的含量相当；As 以可氧化态和可还原态为主，酸溶态含量次之，可氧化态含量最低；Hg以酸溶态含量最高，残渣态次之，可还原态的含量最低。所测新疆藁本样品中的Pb、Cd、As和Hg均未检出，Cu为严重污染。结论不同重金属在新疆藁本中的分布各异；单种重金属污染指数及多种重金属综合污染指数可用于评价新疆藁本中重金属元素的潜在危害。

关键词：新疆藁本；重金属；形态；潜在危害

新疆藁本为山芎属植物鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.的根和根茎。山芎属(Conioselinum)为伞形科的1个小属，包含4种植物，主要分布于北半球，我国分布有3种，山芎Conioselinumchinense(L.)Britton Sterns et Poggenburg、鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.及台湾山芎ConioselinummorrisonenseHayata，其中后2种作为药用植物在我国及部分地区应用[1]。鞘山芎药材又名新疆藁本，具有祛风、除湿、散寒、止痛的功效，在全国作为药典品种“藁本”的替代品[2-3]。该药材主要分布于新疆西部，资源相对丰富，蕴藏量大，但随着市场对新疆藁本的不断需求，野生资源逐渐匮乏，目前该药材在新疆的伊犁地区已有大面积的人工栽培，这为解决藁本资源日益枯竭的问题提供了一个可靠的途径。然而栽培的新疆藁本临床用药是否安全，目前尚无具体的数据支撑。研究表明，重金属对生物体的危害不仅与重金属的含量有关，更与其在体内的存在形态密切相关[4]。因此，本文以新疆藁本为研究对象，对其中不同形态的重金属进行含量及分布研究，并对其重金属的潜在危害进行了评估，为新疆藁本的临床应用提供参考。

1仪器与试药

1.1仪器AA-7003原子吸收分光光度计(北京东西分析仪器有限公司)；HH-S2恒温数显水浴锅(金坛市医疗仪器厂)；KQ5200超声波清洗器(昆山超声仪器厂)；TDL-40C型低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂)；SH230N重金属消解仪(济南海能仪器股份有限公司)。

1.2试药新疆藁本采集于新疆尼勒克县，经新疆维吾尔自治区中药民族药研究所贾晓光研究员鉴定为植物鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.的根茎；铅、镉、汞、砷、铜标准溶液(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院)；实验用水为去离子水；其余试剂均为优级纯。

2方法

2.1不同形态的重金属的提取样品制备采用前期课题组优化的药材重金属BCR法形态分析的方法，具体如下。重金属测试参考《中国药典》2010年版附录[5]。

①酸可提取态：精密称取样品适量，加入20倍0.11 mol·L-1的乙酸，室温下超声提取30 min，离心，收集上清液。将上清液置于石墨炉重金属消解仪中浓缩后，加浓硝酸回流消解，定容，待测。

②可还原态：在①的残渣中加入20倍0.5 mol·L-1的盐酸羟胺，用2 mol·L-1的硝酸定容，室温下超声提取30 min，离心，其余步骤同上。

③可氧化态：在②的残渣中加入5 mL体积分数为30%的过氧化氢与5 mL 0.2 mol·L-1的硝酸，85 ℃保温1 h，再加入5 mL体积分数为30%的过氧化氢，加热至85 ℃保温1 h，取出，再加入10倍 1 mol·L-1的乙酸铵(pH值为2),超声提取30 min，离心，其余步骤同上。

④残渣态：在③的残渣中加入硝酸消解，定容，测定。

2.2重金属的危害评价方法研究根据单种及多种重金属综合污染指数[6-7]，结合我国药材中重金属的限量值[8]，对新疆藁本中重金属污染的潜在危害进行评价。多种重金属综合污染指数评价计算公式如下：

其中：Pi为单项污染指数，Ci为测得的重金属含量，Si为重金属标准限量，P综合为综合污染指数，S总为重金属总量标准限量；当P≤1时为未受污染；1.5≥P>1时属轻微污染； 2 ≥P>1.5时属中等程度污染；P>2时，属严重污染。

3结果与分析

3.1重金属形态分布新疆藁本不同形态重金属含量结果见表1。由表1可知，新疆藁本中Cu、Pb、Cd、As和Hg的含量分别为43.895 3，0.103 0，1.016 8，0.067 4和0.198 7 mg·kg-1。新疆藁本中的Cu以残渣态为主(35.31%)，酸溶态及可氧化态的含量相当，可还原态所占的比例最低，为22.70%；Cd以酸溶态所占比例最高，为49.71%，可氧化态和残渣态所占比例分别为32.62%和17.63%；Pb中的可氧化态所占比例最高，为66.77%，其余三态的含量相当；As 以可氧化态和可还原态为主，占63.79%，酸溶态含量次之,占22.11%，可氧化态含量较低,占14.10%；Hg以活泼态的酸溶态含量最高,占43.53%，残渣态次之,占24.91%，可氧化态的含量最低,占10.42%。

表1新疆藁本不同形态的重金属含量

Tab.1 The contents of different forms of heavy metals inConioselinumvaginatum

(n=3，μg·g-1)

注：-表示低于仪器的检出限。

3.2潜在危害评价新疆藁本重金属潜在危害评价结果见表2。重金属平均污染指数大小顺序为：Cu>Hg>Cd>Pb>As。从单项污染系数看，所测的新疆藁本样品中Cu的含量远远超出了文献[8]规定的限值，为严重污染；Pb、Cd和As未受到污染；而Hg处于污染边缘。从重金属总量分析，所测的新疆藁本样品中的重金属含量远远超出了文献[8]规定的限值，已受到严重污染。

表2重金属潜在危害评价

Tab.2 The potential risk of heavy metals

元素限量值/μg·g-1测定值/μg·g-1Pi危害程度Cu20.043.59532.18严重污染Cd0.30.10300.34未受污染Pb5.01.01680.20未受污染As2.00.06740.03未受污染Hg0.20.19870.99未受污染P综合20.044.98122.25严重污染

4结论与讨论

本研究所测的新疆藁本样品中的Cu及重金属总量远远超出了文献[8]规定的限值，为严重污染。Pb、Cd和As未受到污染；而Hg处于污染边缘。Cu元素的含量极高，可能有以下原因：一是其所处环境中的Cu含量相对较高；二是该种植物对铜元素的选择吸收很强。

研究采用了单种重金属污染指数及多种重金属综合污染指数，对新疆藁本中的重金属潜在危害进行了评价。该方法不但考虑了单种重金属是否受到了污染，也兼顾了多种重金属是否受到污染，同时该方法将我国药材中重金属的限量结合起来，所得的评估结果与单独采用《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》评定的结果一致。因此，该种方法简便、可行，可用于新疆藁本中重金属的潜在危害评价。

参考文献：

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第55卷：第3册[M].北京：科学出版社，1992：2-4.

[2]中国科学院新疆生物土壤研究所.新疆药用植物志:第2册[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，1981:102.

[3]丁立威.藁本资源枯竭 价格一路走高[J].中国现代中药，2010，12(6)：46-48.

[4]潘兰，刘海涛，石明辉，等.甘草不同粒级对重金属形态提取的影响[J].西北药学杂志，2014，29(6)：557-560.

[5]国家药典委员会.中国药典2010年版[M].一部.北京：中国医药科技出版社，2010：附录48.

[6]潘兰，石明辉，贾新岳，等.维药阿拉伯胶重金属含量测定及安全性评价[J].食品与药品，2014，16(2)：122-124.

[7]杨春，成红砚，杨金笛.黔东南州9种中药材重金属污染评价[J].贵州农业科学，2010，38(4)：231-234.

[8]WM/T 2-2004,药用植物及制剂外经贸绿色行业标准[S].2005:1.

基金项目：新疆维吾尔自治区科研院所公益项目(编号：KY2015130)；新疆维吾尔自治区卫生厅青年科技人才专项资金项目(编号：2014Y22)

作者简介：潘兰，女，助理研究员

*通信作者：贾新岳，男，副研究员

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.04.005

中图分类号：R284

文献标志码：A

文章编号：1004-2407(2016)04-0345-03

(收稿日期：2015-09-21)

Heavy metal distribition and potential risk assessment in Conioselinum vaginatum

PAN Lan1，JIA Xinyue1*，LIU Haitao1，2，SHI Minghui1，JIA Yuemei1，ZHAO Anbang1

(1.Xinjiang Institute of Chinese Materia Medica and Ethnodrug，Urumqi 830002，China；2.Institute of Medicinal Plant Development of the Chinese Academy of Medical Sciences，Beijing 100193，China)

Abstract:Objective To understand the general rules of the content and distribution of heavy metals in Conioselinum vaginatum, and to evaluate the potential hazard of heavy metals.Methods The samples were prepared by BCR sequential extraction; Cu, Pb, Cd, As and Hg were analyzed by atomic absorption spectrometry(AAS).Single heavy metal pollution index and comprehensive pollution index were used to assess the potential risk of heavy metals in C.vaginatum.Results The total concentrations of Cu, Cd, Pb, As and Hg in C.vaginatum were 43.895 3, 0.103 0，1.016 8, 0.067 4,and 0.198 7 μg·g-1，respectively.Copper in C.vaginatum mainly existed in residual state，the contents of acid solution state and oxidation state were virtually identical，and the reduction state was the smallest proportion.Cadimum was mainly associated with acid solution state.The contents of the rest fractions from high to low in sequence were oxidation state,residual state, and reduction state.The oxidation state was the main form of lead，the content of the rest fractions were virtually identical.Arsenic was priority to oxidation and reduction state，then the acid solution state，and the content of oxidation state was the lowest.Mercury was bound to acid solution state，then the residual state，and the content of reduction state was the lowest.Pb, Cd, As and Hg were not found in samples,but Cu was found in high content.Conclusion The distribution of heavy metals in C.vaginatum was different.Single heavy metal pollution index and comprehensive pollution index can be used to evaluate the potential risk of heavy metals in C.vaginatum.

Key words：Conioselinum vaginatum； heavy metal； speciation；potential risk