陳宇航，郭巧生，張賢秀，房海靈，王澄亞

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材研究所，江蘇 南京 210095;2.廣州星群(藥業(yè))股份有限公司，廣東 廣州 510288; 3.成都醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，四川 成都 610083)

夏枯草藥材和種植土壤中農(nóng)藥及重金屬殘留分析

陳宇航1，3，郭巧生1，①，張賢秀1，房海靈1，王澄亞2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材研究所，江蘇 南京 210095;2.廣州星群(藥業(yè))股份有限公司，廣東 廣州 510288; 3.成都醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，四川 成都 610083)

采用氣相色譜及ICP－AES法測(cè)定了安徽廬江和江蘇洪澤2個(gè)種植基地的土壤和夏枯草(Prunella vulgarisL.)果穗及全草中有機(jī)氯農(nóng)藥及重金屬含量，并根據(jù)污染指數(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤及藥材的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。測(cè)定結(jié)果表明:來(lái)源于2個(gè)基地的土壤及藥材中有機(jī)氯農(nóng)藥及重金屬含量有明顯差異。廬江產(chǎn)果穗和全草中Pb、Cd、Cu、Cr、As及BHC含量分別為3.361和3.953、0.172和0.190、8.258和7.722、3.423和2.658、0.284和0.355、0.003和0.004 mg·kg－1，Hg和DDT未檢出;洪澤產(chǎn)果穗和全草中Pb、Cd、Cu、Cr、Hg及BHC含量分別為2.399和1.558、0.155和0.111、7.682和6.756、4.259和3.801、0.077和0.102、0.003和0.006 mg·kg－1，As未檢出，果穗中也未檢出DDT。廬江基地土壤中Cd、Cu、Cr、As、Hg、BHC和DDT含量分別為0.001、12.943、47.417、1.008、0.003、0.003和0.002 mg·kg－1，Pb未檢出;洪澤基地土壤中Pb、Cd、Cu、Cr、As、Hg和BHC含量分別為3.443、0.002、18.655、63.385、3.701、0.141和0.004 mg·kg－1，DDT未檢出。比較結(jié)果表明:夏枯草果穗中重金屬殘留量均高于全草，但均低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn);土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥及重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，且廬江和洪澤基地土壤的綜合污染指數(shù)分別為0.286和0.399，因此，土壤污染等級(jí)屬安全級(jí)且污染水平為清潔級(jí)。

夏枯草;果穗;土壤;有機(jī)氯農(nóng)藥;重金屬;污染指數(shù)

隨國(guó)際市場(chǎng)對(duì)植物藥需求量的逐年攀升，中藥種植業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展時(shí)期。但目前因缺乏規(guī)范指導(dǎo)，致使藥材中重金屬和農(nóng)藥殘留超標(biāo)，嚴(yán)重阻礙了中藥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。藥材中殘留重金屬的毒副作用主要為慢性蓄積性中毒，對(duì)人的中樞神經(jīng)、消化和造血系統(tǒng)均有嚴(yán)重影響，并因此誘發(fā)病癥［1－2］。而農(nóng)藥對(duì)人體危害主要表現(xiàn)為神經(jīng)毒性，有機(jī)氯農(nóng)藥DDT和BHC，因具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易揮發(fā)、半衰期長(zhǎng)等特點(diǎn)，在環(huán)境中降解較為緩慢，易導(dǎo)致慢性中毒［2］。

夏枯草(Prunella vulgarisL.)為常用中藥材，以干燥果穗入藥，具有清肝明目、消腫散結(jié)的功效［3］263。20世紀(jì)90年代在安徽、河南和江西等地陸續(xù)開(kāi)展了夏枯草人工種植，并逐漸取代野生藥材成為市場(chǎng)主流商品，目前，夏枯草主產(chǎn)區(qū)集中在安徽廬江及江蘇洪澤等地。為確保規(guī)范化生產(chǎn)過(guò)程中夏枯草藥材品質(zhì)的穩(wěn)定和有效，有必要對(duì)其主產(chǎn)區(qū)土壤及藥材中有機(jī)氯農(nóng)藥及重金屬殘留量進(jìn)行對(duì)比分析，但目前相關(guān)的研究多側(cè)重于本草學(xué)［4－5］、資源學(xué)［6］及栽培學(xué)［7－8］等方面，有關(guān)夏枯草藥材中重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的研究尚無(wú)報(bào)道。為此，作者對(duì)安徽廬江和江蘇洪澤夏枯草種植基地的土壤及藥材中有機(jī)氯農(nóng)藥和重金屬含量進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上分析與評(píng)價(jià)其安全性，以期為夏枯草的規(guī)范化種植提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 樣品采集及預(yù)處理供試土壤采自安徽廬江和江蘇洪澤夏枯草種植基地，pH 6.92和pH 7.32。在2個(gè)基地中各設(shè)5個(gè)采樣區(qū)，每個(gè)采樣區(qū)依棋盤式采樣法分別采集耕作層(0～20 cm)土樣10個(gè)，用四分法取樣約2 kg，將土樣置于陰涼通風(fēng)處自然晾干，去除樣品中的有機(jī)殘?jiān)?、植株根系及可?jiàn)侵入體，碾碎后分別過(guò)10、60和100目尼龍篩，備用。

于2009年6月夏枯草成熟期在前述的2個(gè)種植基地內(nèi)分別設(shè)置3個(gè)采樣區(qū)，每個(gè)采樣區(qū)隨機(jī)采集夏枯草植株10株，每一基地共計(jì)30株;其中15株去根后保留完整地上部分，另外15株摘取果穗;分別于60℃干燥至恒質(zhì)量，粉碎、混勻后過(guò)篩，備用。

1.1.2 儀器與試劑采用的儀器主要有Ethos T密閉微波消解儀(意大利Milestone公司)、Optimal 2100DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國(guó)Pekin Elmer公司)和TRACE GC Ultra氣相色譜分析儀(美國(guó)Thermo公司)。所用試劑均為國(guó)產(chǎn)優(yōu)級(jí)純或分析純，符合農(nóng)藥殘留和重金屬含量檢測(cè)的要求。

1.2 方法

1.2.1 有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量測(cè)定夏枯草全株和果穗以及土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥含量測(cè)定參照GB/T 14550—2003和文獻(xiàn)［3］附錄IXQ的方法進(jìn)行，取樣量均為2.0 g，重復(fù)3次。

1.2.2 重金屬含量測(cè)定土壤和夏枯草全株及果穗中重金屬采用Ethos T密閉微波消解系統(tǒng)進(jìn)行消解，并參照文獻(xiàn)［9］的方法采用等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)分析樣品中Pb、Cd、Cu、Cr、As和Hg含量。土壤和植物樣品取樣量分別為0.3和0.5 g，重復(fù)3次。

1.2.3 夏枯草藥材安全性評(píng)價(jià)參照文獻(xiàn)［10］的WM/T 2—2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)夏枯草全株和果穗中重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.4 土壤污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)采用單項(xiàng)污染指數(shù)法［11］和綜合污染指數(shù)法［12］對(duì)2個(gè)種植基地土壤重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

單項(xiàng)指數(shù)Pi=Ci/Li，式中:Ci為某污染物測(cè)定值;Li為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

綜合污染指數(shù)法采用內(nèi)梅羅指數(shù)法［12］:P綜=式中:(Pij)max為第j樣點(diǎn)中所有污染物中單項(xiàng)污染指數(shù)最大值;(Pij)ave為第j樣點(diǎn)中所有污染物中單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

土壤污染評(píng)價(jià)參數(shù)為Pb、Cd、Cu、Cr、As和Hg以及總六六六(BHC)和總滴滴涕(DDT);評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用NY/T 391—2000中旱田土壤各項(xiàng)污染物濃度限值［13］及GB 15618—1995中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)總BHC和總DDT殘留量濃度限值［14］，并根據(jù)綜合污染指數(shù)進(jìn)行土壤分級(jí)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 11.5和Excel 2003統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果和分析

2.1 全株及果穗中有機(jī)氯農(nóng)藥和重金屬含量分析

安徽廬江和江蘇洪澤產(chǎn)夏枯草果穗及全草中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥含量見(jiàn)表1。廬江產(chǎn)果穗中Cu和Cr含量高于全草，Pb、Cd和As及BHC含量低于全草，Hg與DDT均未檢出。洪澤產(chǎn)果穗中Pb、Cd、Cu和Cr含量均高于全草，Hg和BHC含量低于全草，As均未檢出，果穗中未檢出DDT?？傮w上看，夏枯草果穗中重金屬總含量均高于全草，且來(lái)源于廬江的果穗及全株中重金屬總含量均高于來(lái)源于洪澤的樣品。

表1 不同產(chǎn)地夏枯草果穗和全草中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥含量的比較1)Table 1 Comparison of contents of organochlorine pesticides and heavy metals in spica and whole plant of Prunella vulgaris L.from different locations1)

2.2 種植地土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥和重金屬含量分析

安徽廬江和江蘇洪澤種植基地土壤中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥含量及污染指數(shù)見(jiàn)表2。2個(gè)基地土壤重金屬中均為Cr含量最高，其次為Cu含量，但洪澤基地土壤重金屬含量總體上均高于廬江基地，特別是廬江基地土壤中未檢出Pb，而洪澤基地土壤中Pb含量高達(dá)3.443 mg·kg－1;廬江基地土壤中Hg含量?jī)H為0.003 mg·kg－1，而洪澤基地土壤中Hg含量為前者的47倍。廬江基地土壤中均檢出BHC和DDT，而洪澤基地土壤中僅檢出BHC，未檢出DDT。從污染指數(shù)看，廬江基地土壤重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥的各單項(xiàng)污染指數(shù)均低于洪澤基地，其綜合污染指數(shù)也低于后者。

3 討論和結(jié)論

3.1 種植地土壤環(huán)境質(zhì)量與藥材安全性

依據(jù)NY/T 391—2000及GB 15618—1995的限量標(biāo)準(zhǔn)(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、總BHC和總DDT分別小于或等于0.30、0.30、20.00、50.00、120.00、60. 00、0.50和0.50 mg·kg－1)，安徽廬江及江蘇洪澤夏枯草種植基地土壤中重金屬及農(nóng)藥殘留量均低于上述標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)污染物的單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，且廬江和洪澤基地土壤綜合污染指數(shù)分別為0.286和0.399，均低于0.7。因而，這2個(gè)夏枯草種植基地土壤污染等級(jí)為安全級(jí)，污染水平為清潔級(jí)。

表2 夏枯草產(chǎn)地土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥和重金屬含量及污染指數(shù)比較1)Table 2 Comparison of contents of organochlorine pesticides and heavy metals in planted soil of Prunella vulgaris L.and their pollution indexes1)

夏枯草種植地土壤重金屬含量較低的原因可能是:1)這2個(gè)種植基地均為新開(kāi)發(fā)的基地，土壤重金屬背景值較低;2)夏枯草種植區(qū)多以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，遠(yuǎn)離現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)區(qū)，周邊無(wú)明顯污染源。而土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥含量較低的原因可能是:1)目前現(xiàn)代新型生物農(nóng)藥已逐步取代原有的高毒高殘農(nóng)藥，土壤中農(nóng)藥殘留可通過(guò)自身衰減降低含量;2)夏枯草種植區(qū)多施用有機(jī)復(fù)合肥以改善土壤結(jié)構(gòu)及其肥力，可以有效促進(jìn)有機(jī)農(nóng)藥的微生物降解。

3.2 入藥部位對(duì)夏枯草藥材安全性影響

依據(jù)文獻(xiàn)［10］的藥材中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥含量最高限量(Cd、Hg、As、Pb、Cu、重金屬總量、總BHC和總DDT分別小于或等于0.3、0.2、2.0、5.0、20.0、20.0、0.10和0.10 mg·kg－1)，產(chǎn)自安徽廬江和江蘇洪澤的夏枯草全草及果穗中重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量均低于該標(biāo)準(zhǔn)。此外，洪澤基地藥材中未檢出As，廬江基地藥材中未檢出Hg和DDT。從重金屬和農(nóng)藥殘留量來(lái)看，夏枯草果穗及全草均達(dá)到規(guī)范化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，符合中藥材GAP要求。

經(jīng)筆者對(duì)夏枯草本草學(xué)考證獲知［4］:至明代后期(約16世紀(jì)或以前)，夏枯草多以帶穗全草入藥。夏枯草全草與果穗中重金屬及農(nóng)藥殘留量均符合國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，由此證實(shí)帶穗全草入藥也具安全性。因此，在夏枯草藥材GAP實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)重視夏枯草帶穗全草采收，以滿足藥材市場(chǎng)的大量需求。

供試的2個(gè)夏枯草種植基地土壤中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量均低于國(guó)家相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)的夏枯草藥材(包括帶穗全草及果穗)中重金屬和有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量也低于國(guó)家相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn);種植基地土壤污染等級(jí)為安全級(jí)，污染水平為清潔級(jí)。前人的研究結(jié)果［15－19］已表明:中藥材與土壤間重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量存在一定相關(guān)性。因此，從藥材安全性角度考慮，應(yīng)選擇重金屬含量低和農(nóng)藥殘留量低的土壤實(shí)施GAP種植。

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(責(zé)任編輯:惠紅)

Analysis on residues of organochlorine pesticides and heavy metals in planted soil and medicinal materials of Prunella vulgaris

CHEN Yu-hang1，3，GUO Qiao-sheng1，①，ZHANG Xian-xiu1，F(xiàn)ANG Hai-ling1，WANG Cheng-ya2(1.Institute of Chinese Medicinal Materials，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China;2.Guangzhou Xingqun Pharmaceutical Co.，Ltd.，Guangzhou 510288，China;3.College of Pharmaceutical Sciences，Chengdu Medical College，Chengdu 610083，China)，J.Plant Resour.＆Environ.2012，21(2):60－63

Contents of organochlorine pesticides and heavy metals in planted soil and spica and whole plant ofPrunella vulgarisL.from two planting bases of Lujiang in Anhui Province and Hongze in Jiangsu Province were determined by GC and ICP-AES，and safety of soil and medicinal materials ofP.vulgariswas evaluated according to pollution indexes and relative standards.The determination results show that the contents of organochlorine pesticides and heavy metals in planted soil and medicinal materials have obvious differences between two planting bases.Contents of Pb，Cd，Cu，Cr，As and BHC in spica and whole plant from Lujiang are3.361 and 3.953，0.172 and0.190，8.258 and 7.722，3.423 and 2.658，0.284 and 0.355，0.003 and 0.004 mg·kg－1，respectively，and Hg and DDT are not detected.Contents of Pb，Cd，Cu，Cr，Hg and BHC in spica and whole plant from Hongze are 2.399 and 1.558，0.155 and 0.111，7.682 and 6.756，4.259 and 3.801，0.077 and 0.102，0.003 and 0.006 mg·kg－1，respectively，and As is not detected and DDT in spica is also not detected.Contents of Cd，Cu，Cr，As，Hg，BHC and DDT in soil of Lujiang are 0.001，12.943，47.417，1.008，0.003，0.003 and 0.002 mg·kg－1，respectively，and Pb is not detected.Contents of Pb，Cd，Cu，Cr，As，Hg and BHC in soil of Hongze are 3.443，0.002，18.655，63.385，3.701，0.141 and 0.004 mg·kg－1，respectively，and DDT is not detected.Comparison result shows that heavy metal residue in spica ofP.vulgaris is higher than that in whole plant，but residues in both are lower than the national standards.Single pollution index of heavy metals and organochlorine pesticides in soil is less than1，and comprehensive pollution index in soil from Lujiang and Hongze is 0.286 and 0.399，respectively.Therefore，soil of two planting bases is in the safe grade and reaches clean level.

Prunella vulgarisL.;spica;soil;organochlorine pesticide;heavy metal;pollution index

book=2012,ebook=7

S481+.8;R282.2

A

1674－7895(2012)02－0060－04

2011－09－29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30772730;81072986);國(guó)家“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(xiàng)(2009ZX09308－002)

陳宇航(1983—)，男，四川崇州人，博士，講師，從事藥用植物資源學(xué)研究。

①通信作者E-mail:gqs@njau.edu.cn