细辛、土壤中重金属含量测定及生态风险评估

背景介绍细辛为马兜铃科植物北细辛（AsarumheterotropoidesFr.Schmidtvar.mandshuricum（Maxim.)Kitag.）的干燥根和根茎。用来治疗风寒感冒，头痛，牙痛，鼻塞流涕，鼻鼽，鼻渊，风湿痹痛，痰饮喘咳。目前主要是对细辛的化学成分、有害成分马兜铃酸、药理活性及其临床应用等进行研究，很少研究其重金属含量。重金属对人体的新陈代谢和正常的生理功能有较大的伤害，能够引起人体机能失调与病变。因此，提高中药质量不仅要对其活性成分进行含量分析，还应对中药中的重金属和有害元素进行控制。

文章亮点1.通过对比试验选择出测定6种重金属元素的最佳测定方法，选用ICP-MS（电感耦合等离子体-质谱法）测定Pb、Cd、Cu、Cr元素，全自动汞分析仪测定Hg元素，AFS（原子荧光光度仪）测定As元素；2.分析了细辛中不同重金属元素的富集程度及土壤中重金属元素含量，评估了土壤的潜在生态风险；3.为细辛的绿色种植及重金属污染的消除提供科学依据。内容介绍1

实验部分1.1

主要仪器与试剂1.2

实验方法北细辛分别采自吉林省通化市通化县英额布镇（S1、S7）、四棚乡（S2、S8）、三颗榆树镇（S3、S9）、快大茂镇（S4、S10）、富江乡（S5、S11）、向阳镇（S6、S12）6个药材种植区。每个采样点采集3份细辛样品及根际土壤。土壤样品SS1~SS12为与样品S1~S12相应的植株根际土。十二批药材进行干燥处理，粉碎，过80目筛。称取粉碎后的样品0.3~0.5g（±0.0001g）置于微波消解管内，加入硝酸3mL，在100℃控温电热板上预消解20min，取出放冷后加入过氧化氢2mL，装入罐中，然后放入微波消解仪，依照程序进行微波消解处理。1.3

细辛对重金属的富集能力富集系数是植物中某一元素含量与土壤中该元素含量的比值，用来反应植物对重金属的富集程度[10]。1.4

重金属污染评价及风险评估单因子污染指数、潜在生态风险系数、潜在生态风险指数评价标准见表1。2

结果与讨论2.1

Hg和As元素测定方法比较结果选用ICP-MS及全自动汞分析仪分别测定S1~S3样品中Hg元素，结果见表2。ICP-MS及AFS分别测定S1~S3中As元素，结果见表3。2.2

细辛及土壤中重金属元素测定结果细辛中重金属元素含量见表4、5，表内数据均为3次测定平均值。2.3

细辛对重金属元素富集能力细辛中重金属元素的富集系数见表6，细辛样品对6种元素的富集系数Cd＞Cr＞Cu＞Hg＞As＞Pb，S1~S12对Cd的富集系数均大于1。2.4

重金属污染评价及风险评估采用潜在生态危害指数法评价土壤中重金属元素的生态风险，单因子污染指数Pi是将土壤中元素的测量值与土壤污染风险筛选值进行比较的结果，见表7。3

结论本研究通过对比试验选择出测定6种重金属元素的最佳测定方法，选用ICP-MS测定Pb、Cd、Cu、Cr元素，全自动汞分析仪测定Hg元素，AFS测定As元素。测定结果表明12批细辛药材中Cd元素含量均超标，SS1、SS7中Cd元素超出土壤背景值，其余批次重金属含量均未超标，可见通化县英额布镇细辛种植地采样点Cd元素轻微污染，应采取有效措施降低该地土壤中Cd元素含量。计算富集系数结果显示12批细辛对Cd元素的富集系数均大于1，9批细辛对Cr元素的富集系数大于1，表明该地区细辛对Cd、Cr元素相对富集。12批次土壤中重金属的危害