柳小蘭 張清海 林紹霞 何騰兵 林昌虎 高安勤

摘要：以銅（Cu）、鉻（Cr）、砷（As） 、鉛（Pb） 、鎘（Cd） 、汞（Hg）6種重金屬為指標(biāo)，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)山銀花重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)不同富集部位重金屬含量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，山銀花各部位重金屬含量分布規(guī)律各不相同，莖、葉、花中重金屬含量順序分別為Cr>Cu>Pb>Cd>As>Hg、Cr>Pb>Cu>Cd>As>Hg、Cu>Cr>Cd >Pb>As>Hg；重金屬在山銀花植株不同部位的平均含量順序?yàn)椋篜b：葉>莖>花，Cr：莖>葉>花，As：葉>花>莖，Cu：花>莖>葉，Cd和Hg均為：花>葉>莖；莖與葉中的Cd、莖中的Pb與葉中的As、莖中的Cu與花中的Hg、葉中的Hg與花中的Pb、葉中的Cd與花中的Hg均達(dá)到顯著水平，莖與葉中的Pb、莖中的Cu與葉中的Hg、莖中Cr與花中的Hg、葉中的Hg與花中的As均達(dá)到極顯著水平；山銀花的莖、葉、花對(duì)土壤中重金屬元素的富集能力各不相同，對(duì)Cd的富集能力最強(qiáng)，是一種對(duì)Cd具超富集能力的植物。

關(guān)鍵詞：山銀花；重金屬；分布特征；相關(guān)性；富集

中圖分類號(hào)： X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0340-04

中藥材中重金屬成分直接影響其使用的安全性[1]，銅（Cu）、鋅（Zn）、砷（As） 、鉛（Pb） 、鎘（Cd）、鉻（Cr）、汞（Hg）等重金屬元素是中藥材中經(jīng)常被檢測(cè)的元素[2-3]。有研究表明，這些重金屬元素被人體吸收后，逐漸富集在人的體內(nèi)很難排除[4-6]。目前，對(duì)中藥材中重金屬超標(biāo)的問(wèn)題尚缺乏專門(mén)、較為系統(tǒng)的研究，尤其對(duì)植株中各部位重金屬元素的分布情況研究鮮有涉及[7-10]。2010年版《中國(guó)藥典（一部）》[11]將忍冬科植物忍冬（Lonicera japonica Thunb.）的干燥花蕾或帶初開(kāi)的花單列為金銀花，將忍冬科植物灰氈毛忍冬（Lonicera macranthoides Hand.-Mazz.）、紅腺忍冬（Lonicera hypoglauca Miq.）、華南忍冬（Lonicera confusa DC.）和黃褐毛忍冬（Lonicera fulvotomentosa Hsu et S.C.Cheng）的干燥花蕾或帶初開(kāi)的花列為山銀花[12]。本試驗(yàn)山銀花為忍冬科植物，主要是灰氈毛忍冬的花蕾或初開(kāi)的花[13]，為中醫(yī)大宗用藥，是國(guó)家重點(diǎn)治理的名貴中藥材之一，具有清熱解毒、涼散風(fēng)熱之功效，主治癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱等癥[14]。山銀花不僅作為藥材用于醫(yī)療，花卉用于綠化觀賞，而且在食品、飼料、香精、化妝品領(lǐng)域具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[15]。但是，由于山銀花易受重金屬污染，在很大程度上阻礙了山銀花的GAP生產(chǎn)，并直接影響到患者的安全[16]。楊春等在對(duì)黔東南州9種藥材重金屬污染評(píng)價(jià)中指出，金銀花未受到Hg和As 的污染，但受到Cd 的中度污染[17]；王錦芳等對(duì)金銀花藥材中重金屬鉛、鎘含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，金銀花藥材中的鉛、鎘含量雖沒(méi)有超標(biāo)，但均有檢出，重金屬對(duì)中藥材的污染相當(dāng)普遍[18]。參考我國(guó)頒布的《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)重金屬的限量，本試驗(yàn)確定As、Hg、Pb、Cu、Cd、Cr 6種重金屬為研究指標(biāo)，以貴州省丹寨地產(chǎn)藥材山銀花種植基地為試驗(yàn)區(qū)域，研究重金屬在黔產(chǎn)山銀花莖、葉、花中的含量及富集特性，以期為山銀花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的無(wú)公害栽培和山銀花種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 藥品與試劑

硝酸（GR級(jí)），德國(guó)Merck公司生產(chǎn)；重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液Agilent part #5183-4688，為Cu、Pb、As、Cd、Cr、Hg（單標(biāo)），濃度梯度均為1、2、5、10、20 ng/mL；內(nèi)標(biāo)液Agilent part #5188-6525，以10%硝酸為介質(zhì)的100 mg/L Li、Sc、Ge、Lu、Bi、Rn、In、Tb；調(diào)諧液Agilent part #5184-3566，以2%硝酸為介質(zhì)的100 mg/L Li、Ge、Y、Co、Ti。超純水，電阻率>18.25 MΩ·cm。

1.2 儀器設(shè)備

AL204-IC電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司生產(chǎn)；Agilent 7500 a 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），美國(guó)安捷倫科技公司生產(chǎn)；Milli-Q Synthesis超純水系統(tǒng)，美國(guó)MILLIPORE公司生產(chǎn)。

1.3 樣品采集及處理

1.3.1 樣品采集 2013年6月，根據(jù)黔東南州丹寨縣興仁鎮(zhèn)告左萬(wàn)村山銀花基地樣區(qū)地形地貌特點(diǎn)，采用GPS定位，采樣點(diǎn)呈“S”形分布，均勻選取具有代表性的山銀花植株；均勻采集有代表性的山銀花莖、葉、花樣品，分別裝袋標(biāo)記，同時(shí)，對(duì)應(yīng)山銀花植株下方距樹(shù)干0.2～0.5 m，利用木制工具采集深度為0～30 cm的土壤樣品l kg左右，裝入潔凈聚乙烯塑料袋封裝，寫(xiě)上編號(hào)，做好采樣記錄。每個(gè)樣點(diǎn)采集樣本4份，共采集44個(gè)樣本。

1.3.2 樣品的制備 采回的莖、葉、花以90 ℃高溫殺青 30 min，再以60 ℃恒溫烘干至恒質(zhì)量；玻璃研缽磨碎，過(guò)0.25 mm尼龍篩；將過(guò)篩樣品充分混勻，儲(chǔ)存于塑料袋中備用。將采集的土壤樣品剔除植物根、葉、石塊等異物，置于通風(fēng)處自然風(fēng)干，研磨，分別過(guò)0.25、2 mm 篩，儲(chǔ)存于塑料袋中備用。

1.4 樣品消化

土壤樣品采用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)方法（USEPA-3050B）消解，定容；植株樣品分別加入5 mL硝酸、2mL雙氧水，置于170 ℃恒溫干燥箱中加熱3 h，冷卻、定容。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品（GSS-2、GSS-5）及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)植株樣品（GSV-2）進(jìn)行質(zhì)量分析控制，設(shè)定樣品重復(fù)數(shù)10%～15%，每批樣品設(shè)2個(gè)空白。

1.5 樣品測(cè)定

采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定，相關(guān)操作及條件參數(shù)為：載氣流速1.17 L/min，無(wú)輔助氣流；采樣深度 8.0 L/min，蠕動(dòng)泵采樣轉(zhuǎn)速0.1 r/s，積分時(shí)間2 s；重復(fù)3次。

1.6 數(shù)據(jù)處理

用Excel、DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算各指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)及誤差等。

2 結(jié)果與分析

2.1 山銀花不同部位重金屬含量分布

由表1可知，山銀花植株中Pb、Cr、As、Cd、Cu、Hg含量變化范圍分別在0.00～17.44、0.70～105.77、0.00～0.74、0.73～3.10、3.76～10.01、0.00～1.59 mg/kg之間。山銀花植株不同部位的重金屬分布規(guī)律各不相同，莖中重金屬含量順序?yàn)镃r>Cu>Pb>Cd>As>Hg，其平均含量分別為2549、608、5.47、1.29、0.11、0.001 mg/kg；葉中重金屬含量順序?yàn)镃r>Pb>Cu>Cd>As>Hg，其平均含量分別為1276、7.46、5.03、1.71、0.19、0.13 mg/kg；花中重金屬含量順序?yàn)镃u>Cr>Cd >Pb>As>Hg，其平均含量分別為686、5.19、1.87、039、0.16、0.15 mg/kg； 重金屬在山銀花植株不同部位的平均含量順序?yàn)椋篜b：葉>莖>花；Cr：莖>葉>花；As：葉>花>莖；Cu：花>莖>葉；Cd和Hg均為：花>葉>莖。從變異系數(shù)來(lái)看，山銀花植株中各重金屬含量的變異程度為Hg>Cr>Pb>As>Cd>Cu；莖、葉、花中重金屬變異系數(shù)分別在3397%～331.66%、25.48%～245.21%、1502%～282.70%之間，其中，莖和葉中重金屬變異程度均為Hg>Cr>Pb>As，花中Hg的變異系數(shù)最大，為282.70 %，Pb次之，Cu最小，變異系數(shù)為15.02%，這說(shuō)明山銀花莖和葉中的Hg和Cr及花中的Hg和Pb分布不均勻，可能與植物不同部位對(duì)重金屬的吸附特性有關(guān)。

根據(jù)《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（WM/T 2—2004）對(duì)Cd、Hg、As、Pb、Cu 5種重金屬含量限值的規(guī)定：Cd≤0.3 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Pb≤5.0 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg判斷，山銀花植株花中的Pb含量未超標(biāo)，莖和葉中均超過(guò)限定值；莖、葉和花中的As、Cu和Hg含量均未超標(biāo)，而Cd都已超標(biāo)，這可能與山銀花對(duì)土壤中Cd有較強(qiáng)的吸附能力有關(guān)。

2.2 山銀花不同部位間重金屬含量的相關(guān)性分析

由表2、表3和表4可知，山銀花莖中的Hg與葉和花中的6種重金屬均無(wú)線性關(guān)系，莖與葉中的Cd、莖中的Pb與葉中的As均達(dá)到顯著水平，莖與葉中的Pb、莖中的Cu與葉中的Hg均達(dá)到極顯著水平；花中的Hg與莖中的Cu 、Cr分別達(dá)到顯著、極顯著水平；葉中的Hg與花中的Pb、As分別達(dá)到顯著、極顯著水平，葉中的Cd與花中的Hg達(dá)到顯著水平；除此之外，其他元素間呈不同程度的相關(guān)性，這說(shuō)明山銀花在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)不同重金屬的吸收、遷移及富集等有較大的差異性。山銀花莖、葉、花對(duì)6種重金屬元素有相似的吸附強(qiáng)度，并表現(xiàn)出一定程度的協(xié)同和拮抗作用，其中，莖中的Cr與花中的Hg、葉中的Hg與花中的As協(xié)同作用最強(qiáng)，其次為莖與葉中的Pb；拮抗作用最強(qiáng)的是莖中的Cr與葉中的Pb和花中的Cd，莖中的Cu與葉中的Pb次之。

植物對(duì)某種有毒元素的吸收超過(guò)閾值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其體內(nèi)承擔(dān)主動(dòng)運(yùn)輸作用的載體蛋白失活或抑制線粒體產(chǎn)生ATP，并向外分泌螯合劑，導(dǎo)致植物根系對(duì)其他重金屬的吸收減少[19]；植物自身的解毒機(jī)制會(huì)將吸收到的一部分有毒元素通過(guò)有機(jī)酸或氨基酸螯合封存在液泡內(nèi)[20-21]，另一部分有毒元素則轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，減少毒害，而大多數(shù)超富集植物將重金屬局限于根部以防止損害光合器官，并通過(guò)增強(qiáng)某些生理作用達(dá)到此目的[22-23]。筆者認(rèn)為，山銀花可能存在某種源-庫(kù)調(diào)節(jié)機(jī)制，如果花或葉中有毒元素含量達(dá)到閾值，則抑制另一種有毒元素向庫(kù)運(yùn)輸，減少毒害，花和葉同時(shí)承擔(dān)礦質(zhì)元素庫(kù)的作用；葉也是光合作用有機(jī)產(chǎn)物的源，減少源的有毒元素積累，利于正常養(yǎng)分和有機(jī)物的積累，符合生物趨利避害的自然規(guī)律。

2.3 山銀花不同部位對(duì)重金屬的富集特征

植物吸收的元素主要來(lái)自土壤，富集系數(shù)（BCF）[24]的大小表明植物對(duì)某種元素富集能力的強(qiáng)弱，富集系數(shù)越高，表明植物對(duì)該元素的吸收能力越強(qiáng)，富集系數(shù)大于1是重金屬超富集植物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一[25-26]。由表5可知，山銀花莖、葉、花對(duì)土壤中重金屬元素Cd的富集能力最強(qiáng)，富集系數(shù)分別為7.266、10.602、14.772，其次為Cu，莖和花對(duì)Cu的富集系數(shù)分別為1.037、1.634，花對(duì)Hg的富集系數(shù)為1.251，富集系數(shù)均大于1；除Pb和As外，葉和花對(duì)重金屬的吸附能力均表現(xiàn)為：Cd>Cu>Hg>Cr；莖對(duì)重金屬的吸附能力表現(xiàn)為：Cd>Cu>Cr>Pb>As>Hg。Cd在山銀花體中的累積效應(yīng)非常強(qiáng)，山銀花是Cd的超富集植物，這與劉周莉等的研究結(jié)果[27]一致，值得進(jìn)一步關(guān)注。

3 結(jié)論

（1）山銀花植株不同部位的中重金屬含量分布規(guī)律各不相同。莖、葉、花中的重金屬含量順序分別為Cr>Cu>Pb>Cd>As>Hg、Cr>Pb>Cu>Cd>As>Hg、Cu>Cr>Cd>Pb>As>Hg；重金屬在山銀花植株不同部位的平均含量順序?yàn)椋篜b：葉>莖>花，Cr：莖>葉>花，As：葉>花>莖，Cu：花>莖>葉，Cd和Hg均為：花>葉>莖。

（2）按照《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》得出，山銀花花中的Pb未超標(biāo)，莖和葉均超過(guò)限定值5.0 mg/kg；莖、葉和花中的As、Cu和Hg均未超標(biāo)，而Cd已超標(biāo)，這可能與山銀花對(duì)土壤中的Cd有較強(qiáng)的吸附有關(guān)。

（3）山銀花不同部位的重金屬含量變異程度不同。山銀花植株中各重金屬含量的變異程度為Hg>Cr>Pb>As>Cd>Cu；花中Hg的變異系數(shù)最大，Pb次之，Cu最小，變異系數(shù)分別為282.70 %、187.25 %、15.02%。這說(shuō)明山銀花莖

（4）山銀花莖中的Hg與葉和花中的6種重金屬均無(wú)線性關(guān)系，莖與葉中的Cd達(dá)到顯著水平、Pb達(dá)到極顯著水平，莖中的Pb與葉中的As達(dá)到顯著水平，莖中的Cu與葉中的Hg達(dá)到極顯著水平；花中的Hg與莖中的Cu 、Cr分別達(dá)到顯著、極顯著水平；葉中的Hg與花中的Pb、As分別達(dá)到顯著、極顯著水平，葉中的Cd與花中的Hg達(dá)到顯著水平，其余元素呈不同程度的相關(guān)性。山銀花莖、葉、花對(duì)具有顯著性相關(guān)的重金屬元素存在相似的吸附強(qiáng)度。

（5）山銀花莖、葉、花對(duì)土壤中重金屬元素的富集能力不同。除Pb和As外，葉和花對(duì)重金屬的吸附能力均表現(xiàn)為：Cd>Cu>Hg>Cr；莖對(duì)重金屬的吸附能力表現(xiàn)為：Cd>Cu>Cr>Pb>As>Hg；莖、葉、花對(duì)土壤中重金屬元素Cd的富集能力最強(qiáng)，富集系數(shù)分別為7.266、10.602、14.772，Cd在山銀花體中的累積效應(yīng)非常強(qiáng)，是Cd的超富集植物。

參考文獻(xiàn)：

[1]李 平，胡廣林，羅盛旭，等. 智能型冷原子熒光測(cè)汞儀測(cè)定10種中藥材中痕量汞[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2008，19（3）：535-536.

[2]秦樊鑫，胡繼偉，張明時(shí)，等. 貴州省GAP基地26種中藥材重金屬含量調(diào)查與評(píng)價(jià)[J]. 中成藥，2007，29（10）：1483-1487.

[3]葉國(guó)華，宋學(xué)玲. 5種中藥材重金屬含量的測(cè)定[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2008，19（9）：2220-2222.

[4]Savvides C，Papadopoulos A，Haralambous K J，et al. Sea sediments contaminated with heavy metals：metal speciation and removal[J]. Water Science and Technology，1995，32（9/10）：65-73.

[5]Sin S N，Chua H，Lo W，et al. Assessment of heavy metal cations in sediments of Shing Mun River，Hong Kong[J]. Environment International，2001，26（5/6）：297-301.

[6]Marchand C，Lallier V E，Baltzer F，et al. Heavy metals distribution in mangrove sedmients along the Mobile coastline of French Guiana[J]. Marine Chemistry，2006，98（1）：1-17.

[7]伍 慶，夏品華，劉 燕，等. 貴州太子參種植基地土壤和藥材中重金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（28）：12478-12479.

[8]劉 穎，張?jiān)ⅲ伪? 薄荷化學(xué)成分的研究[J]. 中國(guó)中藥雜志，2005，30（14）：1086-1088.

[9]曾建偉，錢(qián)士輝，吳錦忠，等. 薄荷非揮發(fā)性成分研究[J]. 中國(guó)中藥雜志，2006，31（5）：400-402.

[10]李 正，杭悅宇，周義峰. 何首烏塊根中砷、鎘、汞和鉛含量的檢測(cè)及其富集特性[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2005，14（2）：54-55.

[11]國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典：一部[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[12]楊 培，李 建，徐 蓓，等. 黔產(chǎn)山銀花栽培品種的鑒定與含量測(cè)定[J]. 中國(guó)藥業(yè)，2007（16）：20-21.

[13]程若敏，梁曉樂(lè)，陳少容，等. 藥用銀花環(huán)境因子特性研究概況[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2011，17（3）：232-234.

[14]石 鉞，石任兵，陸蘊(yùn)如. 我國(guó)藥用金銀花資源、化學(xué)成分及藥理研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)藥學(xué)雜志，1999，34（11）：6-9.

[15]趙進(jìn)平.巖山地區(qū)金銀花種植技術(shù)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（19）：143-144.

[16]王 昶，馬少娜，魏大鵬，等. 中藥材中重金屬污染分析以及防治措施[J]. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，20（3）：12-16.

[17]楊 春，成紅硯，楊金笛.黔東南州9種中藥材重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（4）：231-234.

[18]王錦芳，王純健.金銀花藥材中重金屬鉛、鎘含量分析[J]. 海峽藥學(xué)，2010，22（10）：72-74.

[19]Callahan D L，Baker A J，Kolev S D，et al. Metal ion ligands in hyperaccumulating plants[J]. Journal of Biological Inorganic Chemistry，2006，11（1）：2-12.

[20]Rauser W E. Structure and function of metal chelators produced by plants[J]. Cell Biochemistry and Biophysics，1999，31（1）：19-48.

[21]van Steveninck R F M，Babare A，F(xiàn)ernando D R，et al. The binding of zinc in root-cells of crop plants by phytic acid[J]. Plant and Soil，1993，155/156（1）：525-528.

[22]Verbruggen N，Hermans C，Schat H. Molecular mechanisms of metal hyperaccumulation in plants[J]. New Phytologist，2009，181（4）：759-776.

[23]Krmer U. Metal hyperaccumulation in plants[J]. Annual Review of Plant Biology，2010，61：517-534.

[24]黃 昀，李道高，劉光德，等. 三峽庫(kù)區(qū)柑橘對(duì)土壤重金屬吸收富集特征研究[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2005，21（1）：12-15.

[25]Caiy，Ma L Q. Metal tolerance，accumulation and detoxication in plants with emphasis on arsenic in terrestrial plants[C]//Proceedings of the ACS Symposium Series 835 on Biogeochemistry of Environmentally Important Trace Elements，2003：95-114.

[26]McGrath S P，Zhao F J. Phytoextraction of metals and metalloids from contaminated soils[J]. Current Opinion in Biotechnology，2003，14（3）：277-282.

[27]劉周莉，何興元，陳 瑋. 忍冬——一種新發(fā)現(xiàn)的鎘超富集植物[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，22（4）：666-670.