新疆藁本重金屬形態分布及潛在危害研究

潘　蘭，賈新岳，劉海濤，2，石明輝，賈月梅，趙安邦

(1.新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所，烏魯木齊　830002；2.中國醫學科學院藥用植物研究所，北京　100193)

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新疆藁本重金屬形態分布及潛在危害研究

潘蘭1，賈新岳1，劉海濤1，2，石明輝1，賈月梅1，趙安邦1

(1.新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所，烏魯木齊830002；2.中國醫學科學院藥用植物研究所，北京100193)

摘要：目的了解新疆藁本中不同形態的重金屬的含量及分布特征，并對重金屬的潛在危害進行評估。方法采用經典的BCR法對不同形態的重金屬進行提取，原子吸收分光光度法對重金屬(Cu、Pb、Cd、As和Hg)進行含量測定。采用單種重金屬污染指數及多種重金屬綜合污染指數對重金屬的潛在危害進行了評估。結果新疆藁本中Cu、Pb、Cd、As和Hg的含量分別為43.895 3，0.103 0，1.016 8，0.067 4和0.198 7 μg·g-1。其中Cu以殘渣態為主，酸溶態及可氧化態的含量相當，可還原態所占的比例最低；Cd以酸溶態所占比例最高，其余各態含量由高到低依次為可氧化態、殘渣態和可還原態；Pb以可氧化態含量最高，其余三態的含量相當；As 以可氧化態和可還原態為主，酸溶態含量次之，可氧化態含量最低；Hg以酸溶態含量最高，殘渣態次之，可還原態的含量最低。所測新疆藁本樣品中的Pb、Cd、As和Hg均未檢出，Cu為嚴重污染。結論不同重金屬在新疆藁本中的分布各異；單種重金屬污染指數及多種重金屬綜合污染指數可用于評價新疆藁本中重金屬元素的潛在危害。

關鍵詞：新疆藁本；重金屬；形態；潛在危害

新疆藁本為山芎屬植物鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.的根和根莖。山芎屬(Conioselinum)為傘形科的1個小屬，包含4種植物，主要分布于北半球，我國分布有3種，山芎Conioselinumchinense(L.)Britton Sterns et Poggenburg、鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.及臺灣山芎ConioselinummorrisonenseHayata，其中后2種作為藥用植物在我國及部分地區應用[1]。鞘山芎藥材又名新疆藁本，具有祛風、除濕、散寒、止痛的功效，在全國作為藥典品種“藁本”的替代品[2-3]。該藥材主要分布于新疆西部，資源相對豐富，蘊藏量大，但隨著市場對新疆藁本的不斷需求，野生資源逐漸匱乏，目前該藥材在新疆的伊犁地區已有大面積的人工栽培，這為解決藁本資源日益枯竭的問題提供了一個可靠的途徑。然而栽培的新疆藁本臨床用藥是否安全，目前尚無具體的數據支撐。研究表明，重金屬對生物體的危害不僅與重金屬的含量有關，更與其在體內的存在形態密切相關[4]。因此，本文以新疆藁本為研究對象，對其中不同形態的重金屬進行含量及分布研究，并對其重金屬的潛在危害進行了評估，為新疆藁本的臨床應用提供參考。

1儀器與試藥

1.1儀器AA-7003原子吸收分光光度計(北京東西分析儀器有限公司)；HH-S2恒溫數顯水浴鍋(金壇市醫療儀器廠)；KQ5200超聲波清洗器(昆山超聲儀器廠)；TDL-40C型低速臺式離心機(上海安亭科學儀器廠)；SH230N重金屬消解儀(濟南海能儀器股份有限公司)。

1.2試藥新疆藁本采集于新疆尼勒克縣，經新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所賈曉光研究員鑒定為植物鞘山芎Conioselinumvaginatum(Spreng.) Thell.的根莖；鉛、鎘、汞、砷、銅標準溶液(國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院)；實驗用水為去離子水；其余試劑均為優級純。

2方法

2.1不同形態的重金屬的提取樣品制備采用前期課題組優化的藥材重金屬BCR法形態分析的方法，具體如下。重金屬測試參考《中國藥典》2010年版附錄[5]。

①酸可提取態：精密稱取樣品適量，加入20倍0.11 mol·L-1的乙酸，室溫下超聲提取30 min，離心，收集上清液。將上清液置于石墨爐重金屬消解儀中濃縮后，加濃硝酸回流消解，定容，待測。

②可還原態：在①的殘渣中加入20倍0.5 mol·L-1的鹽酸羥胺，用2 mol·L-1的硝酸定容，室溫下超聲提取30 min，離心，其余步驟同上。

③可氧化態：在②的殘渣中加入5 mL體積分數為30%的過氧化氫與5 mL 0.2 mol·L-1的硝酸，85 ℃保溫1 h，再加入5 mL體積分數為30%的過氧化氫，加熱至85 ℃保溫1 h，取出，再加入10倍 1 mol·L-1的乙酸銨(pH值為2),超聲提取30 min，離心，其余步驟同上。

④殘渣態：在③的殘渣中加入硝酸消解，定容，測定。

2.2重金屬的危害評價方法研究根據單種及多種重金屬綜合污染指數[6-7]，結合我國藥材中重金屬的限量值[8]，對新疆藁本中重金屬污染的潛在危害進行評價。多種重金屬綜合污染指數評價計算公式如下：

其中：Pi為單項污染指數，Ci為測得的重金屬含量，Si為重金屬標準限量，P綜合為綜合污染指數，S總為重金屬總量標準限量；當P≤1時為未受污染；1.5≥P>1時屬輕微污染； 2 ≥P>1.5時屬中等程度污染；P>2時，屬嚴重污染。

3結果與分析

3.1重金屬形態分布新疆藁本不同形態重金屬含量結果見表1。由表1可知，新疆藁本中Cu、Pb、Cd、As和Hg的含量分別為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以殘渣態為主(35.31%)，酸溶態及可氧化態的含量相當，可還原態所占的比例最低，為22.70%；Cd以酸溶態所占比例最高，為49.71%，可氧化態和殘渣態所占比例分別為32.62%和17.63%；Pb中的可氧化態所占比例最高，為66.77%，其余三態的含量相當；As 以可氧化態和可還原態為主，占63.79%，酸溶態含量次之,占22.11%，可氧化態含量較低,占14.10%；Hg以活潑態的酸溶態含量最高,占43.53%，殘渣態次之,占24.91%，可氧化態的含量最低,占10.42%。

表1新疆藁本不同形態的重金屬含量

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

(n=3，μg·g-1)

注：-表示低于儀器的檢出限。

3.2潛在危害評價新疆藁本重金屬潛在危害評價結果見表2。重金屬平均污染指數大小順序為：Cu>Hg>Cd>Pb>As。從單項污染系數看，所測的新疆藁本樣品中Cu的含量遠遠超出了文獻[8]規定的限值，為嚴重污染；Pb、Cd和As未受到污染；而Hg處于污染邊緣。從重金屬總量分析，所測的新疆藁本樣品中的重金屬含量遠遠超出了文獻[8]規定的限值，已受到嚴重污染。

表2重金屬潛在危害評價

Tab.2 The potential risk of heavy metals

元素限量值/μg·g-1測定值/μg·g-1Pi危害程度Cu20.043.59532.18嚴重污染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綜合20.044.98122.25嚴重污染

4結論與討論

本研究所測的新疆藁本樣品中的Cu及重金屬總量遠遠超出了文獻[8]規定的限值，為嚴重污染。Pb、Cd和As未受到污染；而Hg處于污染邊緣。Cu元素的含量極高，可能有以下原因：一是其所處環境中的Cu含量相對較高；二是該種植物對銅元素的選擇吸收很強。

研究采用了單種重金屬污染指數及多種重金屬綜合污染指數，對新疆藁本中的重金屬潛在危害進行了評價。該方法不但考慮了單種重金屬是否受到了污染，也兼顧了多種重金屬是否受到污染，同時該方法將我國藥材中重金屬的限量結合起來，所得的評估結果與單獨采用《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》評定的結果一致。因此，該種方法簡便、可行，可用于新疆藁本中重金屬的潛在危害評價。

參考文獻：

[1]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志：第55卷：第3冊[M].北京：科學出版社，1992：2-4.

[2]中國科學院新疆生物土壤研究所.新疆藥用植物志:第2冊[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，1981:102.

[3]丁立威.藁本資源枯竭 價格一路走高[J].中國現代中藥，2010，12(6)：46-48.

[4]潘蘭，劉海濤，石明輝，等.甘草不同粒級對重金屬形態提取的影響[J].西北藥學雜志，2014，29(6)：557-560.

[5]國家藥典委員會.中國藥典2010年版[M].一部.北京：中國醫藥科技出版社，2010：附錄48.

[6]潘蘭，石明輝，賈新岳，等.維藥阿拉伯膠重金屬含量測定及安全性評價[J].食品與藥品，2014，16(2)：122-124.

[7]楊春，成紅硯，楊金笛.黔東南州9種中藥材重金屬污染評價[J].貴州農業科學，2010，38(4)：231-234.

[8]WM/T 2-2004,藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準[S].2005:1.

基金項目：新疆維吾爾自治區科研院所公益項目(編號：KY2015130)；新疆維吾爾自治區衛生廳青年科技人才專項資金項目(編號：2014Y22)

作者簡介：潘蘭，女，助理研究員

*通信作者：賈新岳，男，副研究員

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.04.005

中圖分類號：R284

文獻標志碼：A

文章編號：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