江西省黄精及其土壤重金属含量水平与评价

李晚根，何定军，郑育桃，吴妹杰★

（1.万载县林业局，江西 万载 336100；2.宜春市林业经济发展中心，江西 宜春 336000；3.江西省林业科学院，江西 南昌 330013）

黄精（Polygonatum sibiricum）按形状不同，又称“大黄精”“鸡头黄精”“姜形黄精”，是百合科（Liliaceae）黄精属（Polygonatum）多年生草本植物，有着“仙人余粮”“不老芝”之称。黄精以茎入药，其干燥根茎，是一种营养价值极高的药食同源物质[1]。

近年来，随着人们对健康的追求及国内外对黄精研究的深入，尤其是在营养保健、老年人疾病预防等方面，黄精作为药食两用的药材，其食用药用价值逐渐进入大众视野并被人们所认可，人们对黄精的需求量也不断增大[2-3]，野生黄精资源远远不能满足人们的需求。为满足市场需求，衍生出了人工种植黄精产业[4]。但是受限于种植技术水平不高，黄精生长过程中易发生病虫害等问题，加上种植户为追求产量不合理用药施肥，易造成黄精产地土壤中重金属含量超标并在生物体内富集[5]。

江西是黄精资源大省，作为江西道地药材之一的黄精，在江西境内被广泛种植。黄精作为集生态、药用、食用价值于一体的多功能植物，其制品的营养价值和经济价值得到了社会的广泛关注，具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。但是在人口老龄化、亚健康及慢性病等问题使得“养”和“防”成为现代人日常保健重心的当下，人们在接触黄精时更多的是关注其食用药用价值而忽视了黄精产品本身生长过程中可能存在的有害物质，其中重金属作为影响食品质量与安全的重要因素，其含量超标将严重威胁到消费者的身心健康，从而给人体健康带来安全隐患。为保证人民群众的食用药用安全，从源头（产地）进行重金属含量监测势在必行。

本研究以江西省9 个黄精产区的鲜品黄精及8个产地土壤为对象，通过监测江西省黄精及其产地土壤重金属含量，了解并掌握江西省黄精重金属污染现状，为黄精的药食用安全性评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验材料的采集及处理

于2022 年10 月10 日-11 月10 日，分别在江西省抚州、赣州、吉安、景德镇、九江、萍乡、上饶、新余、宜春9 个地区的23 个县（区）的黄精产地，采用随机抽样的方式，共采集到黄精样品87 份；除赣州外（因赣州黄精种植较少，该地黄精样品直接从工厂采集，未采集到土壤样品），在其他8 个地区采集土壤样品64 份。采集后的样品带回实验室，清除黄精表面的泥土，粉碎备用；土壤样品铺开，除去沙砾等异物，摊开自然风干后碾碎土样，四分法缩分取样过筛，样品通过孔径100目尼龙筛后装袋备用。

1.1.2 主要仪器及试剂

Multiwave PRO 微波消解仪（奥地利安东帕有限公司），Z2000 原子吸收分光光度仪（日本日立科技有限公司），AFS-230E 原子荧光分光光度仪（北京科创海光仪器有限公司），PQMS 电感耦合等离子体质谱仪（德国耶拿分析仪器有限公司），ME104E 电子天平（美国梅特勒科技有限公司），Milli QA 超纯水机（美国默克密理博仪器有限公司），As、Hg、Pb、Cd、Cr标准溶液（国家有色金属研究院），其他试剂均为国产分析纯或色谱纯。

1.2 试验方法

1.2.1 黄精样品处理及检测方法

黄精样品的重金属As 参照GB 5009.11-2014《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》[6]执行；Hg 参照GB 5009.17-2014《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》[7]执行；Pb 参照GB 5009.12-2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》[8]执行；Cd 参照GB 5009.15-2014《食品安全国家标准食品中镉的测定》[9]执行；Cr 参照GB 5009.123-2014《食品安全国家标准食品中铬的测定》[10]执行。

1.2.2 土壤样品处理及检测方法

土壤样品的重金属Hg、As参照HJ 680-2013《土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解原子荧光法》[11]执行；Pb、Cd 参照GB/T 17141-1997《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》[12]执行；Cr 参照HJ 491-2019《土壤和沉积物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收分光光度法》[13]执行。

1.3 重金属风险评估方法

1.3.1 单项污染指数法

用实际测量值与限量标准值对比进行评价。该方法反映的是单一污染物的污染程度，是最基本和最广泛使用的一种评价方法[14]。计算公式为：

式（1）中：Pi为重金属单项污染指数；Ci为所测黄精样品重金属实际含量（mg·kg-1）；Si为黄精中重金属的限量标准值（mg·kg-1）。当Pi≤1 时，表示黄精及其土壤未受污染；Pi＞1时，表示黄精及其土壤已受污染；Pi值越大表示受污染程度越严重。

1.3.2 内梅罗综合污染指数法

在单项污染指数法的基础上，综合考虑重金属污染指数的最大值和平均值，能够更加客观、全面地评价重金属的污染现状，是国内外常用的一种综合评价方法。计算公式为：

式（2）中，P综为重金属综合污染指数；Pimax为样品中重金属污染指数的最大值；Pavg为样品中各重金属污染指数的平均值。污染等级划分见表1。

表1 污染等级Tab.1 Pollution levels

1.4 数据统计与分析

数据分析采用Microsoft Excel进行。

2 结果与分析

2.1 黄精及其土壤中5种重金属含量水平及分析

2.1.1 黄精样品重金属含量

食品、中药材和土壤中的5 种重金属的限量值[15]见表2。依据《中国药典》[16]（2020 年版一部）可知，黄精中As、Hg、Pb、Cd 的限量值分别为2.0 mg·kg-1、0.2 mg·kg-1、5.0 mg·kg-1、1.0 mg·kg-1，而对于Cr 未作出限定。黄精作为药食同源物质，本试验Cr 的限量参考GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》新鲜蔬菜的限量值0.5 mg·kg-1[17]。

表2 食品、中药材中重金属限量值Tab.2 Maximum levels of heavy metals in food and Chinese herb medicine 单位：mg·kg-1

表3 结果表明，江西省大部分产地的黄精未受到重金属污染，其中，景德镇市所采集的样品中未检测出Pb，上饶市所采集的样品中未检测出Cd，其余各市均有5 种重金属元素检出。检测的所有黄精样品As、Hg、Pb、Cd 均未超过限量值，部分样品中检测出Cr 超标，在吉安市采集的19 份检测样品中测得Cr 超标率5.26%（1 份），含量为0.976 7 mg·kg-1，相当于国家限量标准中规定的Cr 含量的1.95 倍；宜春市采集的34 份样品中测得Cr 超标率14.71%（5份），含量分别为0.905 3 mg·kg-1、0.512 9 mg·kg-1、0.518 2 mg·kg-1、0.998 9 mg·kg-1、0.813 4 mg·kg-1，相当于国家限量标准中规定的Cr 含量的1.81 倍、1.03倍、1.04 倍、2.00 倍、1.63 倍。检出的6 份Cr 含量超标样品中有5 份为个人种植户的黄精样品，可能是由于个人种植户缺乏规范化栽培技术，故易出现Cr超标现象。

表3 江西省87份黄精样品5种重金属含量分析Tab.3 Analysis of 5 heavy metals in 87 samples of P.sibiricum in Jiangxi Province

2.1.2 黄精产地土壤重金属含量

依据GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》[18]可知，土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr 的限量值分别为40 mg·kg-1、1.3 mg·kg-1、70 mg·kg-1、0.3 mg·kg-1、150 mg·kg-1。对江西省8 市共计64 份黄精产地土壤样品进行分析，重金属含量数据统计结果见表4。

表4 黄精产地土壤样品5种重金属含量Tab.4 Analysis of 5 heavy metal content in soil samples from P.sibiricum production area

表4 结果表明，江西省黄精产地土壤受到重金属污染的影响较小。江西省8 个地市黄精产地土壤中均检测出5 种重金属元素，其中As、Pb 检出率高达100%，除存在极小部分As、Pb 超标外，检测的所有土壤样品中Hg、Cd、Cr 均未超标。在九江市所测13 份土壤样品中测得As 超标率7.69%（1 份），含量为89.291 3 mg·kg-1；在抚州市6份土壤样品中测得Pb超标率16.67%（1份），含量为71.949 7 mg·kg-1。

2.2 黄精样品重金属的污染评价

2.2.1 黄精样品单因子污染评价

采用单因子污染指数法，对采集的87 份黄精样品中5 种重金属进行测定评估（表5），发现黄精中Cr超标的有6份（分别为吉安市1份、宜春市5份），均为轻微污染；As、Hg、Pb、Cd 对江西省各地区的黄精均未造成污染；总污染率占总样本的6.90%。As、Hg、Pb、Cd、Cr 的平均单因子污染指数的排序依次为Cr（0.488 2）＞Cd（0.055 0）＞Hg（0.048 2）＞As（0.041 2）＞Pb（0.024 4）。由此可见，Cr 的单因子污染指数较其他重金属单因子污染指数高，黄精受Cr 污染的风险较其他重金属高。

表5 黄精中5种重金属的单因子污染评价Tab.5 Single factor pollution evaluation of five heavy metals in P.sibiricum

2.2.2 黄精样品重金属的综合污染评价

采用内梅罗综合污染指数法评估黄精样品中污染物污染状况，结果见表6。由表6 可知，江西省各地区黄精样品重金属污染评价结果中，各单项和综合污染指数评价均处于安全、清洁水平。根据综合污染指数排序，各地黄精综合污染水平依次为：景德镇市（0.480 4）＞九江市（0.448 5）＞宜春市（0.370 9）＞吉安市（0.337 9）＞新余市（0.301 9）＞赣州市（0.257 7）＞上饶市（0.254 8）＞萍乡市（0.231 1）＞抚州市（0.110 9）。

表6 黄精样品中As、Hg、Pb、Cd、Cr的综合污染评价Tab.6 Comprehensive pollution assessment of As,Hg,Pb,Cd and Cr in P.sibiricum

2.3 黄精产地土壤中重金属的污染评价

2.3.1 黄精产地土壤中重金属单因子污染评价

对采集的64 份黄精产地土壤进行分析评估（见表7），发现土壤中As 超标的有1 份（九江市），为轻度污染；Pb 超标的有1 份（抚州市），为轻微污染；Hg、Cd、Cr 对各地区均未造成污染，总污染率占总样本的3.13%。对土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr 的平均单因子污染指数进行排序，依次为Pb（0.450 3）＞Cd（0.325 3）＞As（0.314 4）＞Cr（0.183 8）＞Hg（0.147 7），As、Pb、Cd 的单因子污染指数较高，相对而言，黄精种植土壤受As、Pb、Cd污染风险较高。

表7 黄精产地土壤中重金属的单因子污染评价Tab.7 Single factor pollution evaluation of heavy metals in the soil of P.sibiricum

综上所述，江西省大部分地区的黄精样品及产地土壤目前没有受到重金属元素的污染，处于安全等级、清洁水平。

2.3.2 黄精产地土壤中重金属的综合污染评价

采用内梅罗综合污染指数法评估黄精及其土壤中污染物污染状况，结果见表8。表8显示，江西省黄精产地土壤中重金属的各单项和综合污染指数评价均处于安全等级、清洁水平。黄精产地土壤综合污染水平依次为：上饶市（0.588 3）＞抚州市（0.513 6）＞九江市（0.415 9）＞新余市（0.415 1）＞萍乡市（0.403 5）＞吉安市（0.381 9）＞景德镇市（0.322 2）＞宜春市（0.281 3）。

表8 土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr的综合污染评价Tab.8 Comprehensive pollution assessment of As,Hg,Pb,Cd and Cr in Soil

3 结论与讨论

江西省抽检的各地区黄精样品及其产地土壤均有As、Hg、Cr 检出，其中黄精中Cr 超标较多；本试验所采集的87份黄精样品均未受到As、Hg、Pb、Cd的污染；检测出6 份黄精样品中存在Cr 轻微污染现象，其中有5份Cr超标的黄精样品是在个人种植户采集的，表明个人种植户栽培的黄精易受到Cr 污染，可能由于个人栽培缺乏系统知识和标准化种植技术导致。产地土壤中As、Pb 的检出率达100%，部分地区存在超标现象。所检测的64份黄精产地种植土壤样品中均未受到Hg、Cd、Cr 的污染，仅2 份土壤样品中检测出存在轻微As 污染、轻度Pb 污染现象。单因子污染指数评价结果显示各地黄精受Cr 污染风险较高，产地土壤受Pb、Cd、As污染风险较高。综合污染指数评价各地黄精及其土壤均处于安全水平，未受重金属污染。检测结果表明，江西省各地的黄精种植情况良好。与其他省份黄精重金属含量相比[15]，江西种植的黄精在重金属污染方面相对较轻，但相关部门仍需要继续加大对黄精的源头监管，确保黄精在中药材中安全生产。

本研究通过监测江西省黄精及其土壤重金属含量水平，了解江西省黄精重金属污染现状，为黄精的食用药用安全性提供了质量保证。在质量安全监测过程中黄精中的Cr，土壤中的As、Pb应作为重点监测指标。江西作为黄精资源大省，为培育优质黄精、推动黄精产业的健康发展，相关部门企业个人应在种植经营和产地环境维护上下功夫，对于已受重金属轻微污染的地方，宜采取生物、化学、物理等措施进行修复治理，保障黄精的质量安全，共同打造高质量、高标准、规模化、规范化的黄精种植基地，促进黄精产业可持续发展。