曹　帅，王文建，权春梅，黄　力

（1. 亳州学院 生物与化学工程系，安徽 亳州 236800；2.亳州职业技术学院 ，安徽 亳州 236800）

芍药与土壤中重金属含量相关性研究
——以亳芍药为例

曹帅1，王文建1，权春梅2，黄力2

（1. 亳州学院 生物与化学工程系，安徽 亳州 236800；2.亳州职业技术学院 ，安徽 亳州 236800）

采用电感耦合等离子体质谱法，测定了亳州芍药主产区中芍药不同药用部位和土壤中Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素的含量，考察芍药不同药用部位重金属含量与土壤重金属含量的相关性及亳州地区土壤的安全性。结果表明芍药不同药用部位与土壤重金属含量的相关性不同；亳州地区土壤处于安全级别，属于清洁水平。

芍药；不同药用部位；土壤；重金属含量；相关性

芍药（Paeonia lactifl ora Pall.）是毛茛科植物，是一种天然药用植物，其根（主根）入药称为“白芍”，其药用成分主要是芍药苷，有平抑肝阳，敛阴养血，收汗缓中之功效[1]。近年来，随着“回归自然”消费观念的增强，中药以其疗效稳定、毒副作用小而更受到大众的青睐，然而重金属污染是造成中药材质量下降的重要因素，也成为制约我国中药走向国际草药市场的主要障碍[2]。重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒，严重时导致组织细胞出现病变，甚至致癌[3]。土壤中重金属含量对中药材中重金属元素的含量有着直接的影响[4]，作者所在课题组已对芍药不同药用部位的分布规律及吸收富集情况作了一定的研究[5]，但芍药不同药用部位重金属含量与土壤中重金属含量的相关性还未见报道。

亳州芍药（简称“亳芍”）是安徽四大道地药材之一，因其种植量大、品质佳、药用广而被中国药典所收录。因此，以亳州地区芍药和土壤为研究对象具有代表性。文章通过对芍药药材及其生长土壤中重金属元素进行相关性研究，探讨两者之间的相关关系，同时对亳州地区的土壤进行安全性评价，对于中药材的规范化种植具有一定的指导意义。

1　材料与方法

1.1样品采集

实验所用样品芍药分别从亳州市谯城区白芍的主产乡镇沙土镇、观堂镇、谯东镇、十九里镇、十八里镇、五马镇、华佗镇7个乡镇主产区采集。为了研究的科学性，芍药不同药用部位的采集与土壤的采集均要求采集同一植株及该植株生长的土壤。主要采集芍药的主根、须根、茎及花，土壤采样深度为表层0～20 cm，采样的植株为健康、无病虫害样株。样品经毫州职业技术学院药学院院长刘耀武副教授鉴定为芍药。

1.2仪器与试剂

电感耦合等离子体质谱仪（X Series 2型，美国赛默飞公司）；微波消解仪（EthosA，美国莱柏泰科仪器有限公司）；电子天平（岛津AUW-220D）；小型粉碎机（WB-100，北京维博创机械设备有限公司），超纯水系统（Mill-Q Synthesis）。

1.3实验方法

1.3.1样品的处理与制备

样品的前处理：将芍药的各药用部位洗净晒干、粉碎，放入干燥器中，备用。土壤直接取样后置于烘箱中烘干，放入干燥器中，备用。

芍药样品的消解与制备：称取0.2 g（精确到0.0001 g）样品于玻璃烧杯中，加硝酸10 mL，加盖加热消解至近干，加HClO4∶HNO3=1∶4混合酸3 mL，继续加热至白烟冒尽，加0.5 mL HNO3及少量水，加热完全溶解后冷却，定容至10 mL。同时做空白试验。

土壤样品的处理与消解：称取土壤样品0.1 g（精确到0.0001 g）于聚四氟乙烯烧杯中，加HF∶HNO3=7∶3混合酸10 mL，加盖加热消解至近干，补加上述混合酸5mL，继续加热消解至近干，加HClO4∶HNO3=1∶4混合酸3 mL，继续加热至白烟冒尽，加0.5 mL HNO3及少量水，加热完全溶解后冷却，定容至25 mL，同时做空白试验。

1.3.2仪器实验条件及测定方法

采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定，仪器参数设定见表1。

表1　电感耦合等离子体质谱仪的操作和数据采集参数

2　结果与分析

2.1芍药不同药用部位的重金属含量测定结果

芍药不同药用部位的重金属含量测定结果见表2。

表2　芍药各药用部位的重金属含量（mg/kg）

《中华人民共和国药典》（2015年版一部）及2007年7月1日对外贸易经济合作部发布实行的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中药材重金属限量标准为Pb≤5.0 mg/kg，Cd≤0.3 mg/kg，As≤2.0 mg/kg，Hg≤0.2 mg/kg，Cu≤20.0 mg/kg，可知，亳芍药的主根、须根、茎及花的重金属含量均符合且远远低于限量标准，这为亳芍药不同部位的安全性提供了依据。

由表2可知，不同乡镇的芍药中Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量都不相同，这些乡镇都在亳州市谯城区，气候环境相差不大，可以推测这些元素的含量与土壤有密切的关系，因此需要对不同乡镇土壤中Pb、Cd、As、Hg、Cu的含量进行进一步研究。

2.2不同乡镇土壤的重金属含量测定结果及安全性评价

2.2.1不同乡镇土壤的重金属含量测定结果

为进一步研究芍药不同部位重金属含量与土壤的关系，对芍药采集点对应的7个乡镇的土壤做了重金属的含量测定，测定结果见表3。

表3　不同乡镇土壤的重金属含量（mg/kg）

2.2.2土壤重金属评价

选取Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素为评价因子，运用单因子污染指数法、综合污染指数法[6]，以国家土壤二级标准表[7]（见表4）为评价标准，对亳州地区7个白芍主产乡镇的土壤进行综合评价。

表4　国家土壤二级标准限量值与药用植物限量值（mg/kg）

表5　土壤综合污染指数分级标准

计算公式为：Pi=Ci/Si

式中Pi为土壤污染元素i的污染指数，Ci为污染元素i的实测值（mg/kg），Si为污染元素i的评价限量值（mg/kg），Pi综为土壤综合污染指数，Pimax为污染物中最大污染指数，Pi为土壤各污染指数平均值。根据表5土壤综合污染指数分级标准对亳州地区白芍主产区的土壤进行安全性评价，结果见表6。

表6　亳州地区白芍主产区土壤安全性评价

由表6可以得知，以Pb、Cd、As、Hg、Cu 5种重金属元素为评价因子，各单因子污染指数均小于1，综合污染指数为0.448，未达到污染级别，亳州地区白芍主产区土壤处于安全级别，属于清洁水平，这说明亳州地区的土壤重金属状况良好，适合药用植物的种植。

2.3芍药不同部位重金属含量与土壤相关性

为了说明芍药不同部位各重金属含量与土壤各重金属含量的线性关系，使用spss13.0软件进行数据分析，分析结果见表7，相关系数图见图1。

表7　芍药不同部位重金属含量与土壤的相关系数

图1　芍药不同药用部位与土壤重金属含量相关系数图

由图1可得出以下结论：

1）芍药不同药用部位重金属含量与土壤重金属含量的相关性都不同。

2）芍药主根中Cd、Cu含量与土壤中Cd、Cu含量呈现高度（极显著）正相关，主根中Pb、As含量与土壤中Pb、As含量相关关系呈现弱正相关，主根中Hg含量与土壤中Hg含量无明显相关关系（可能由于芍药主根中Hg含量太小的原因）。

3）芍药须根中As、Cu含量与土壤中As、Cu含量相关关系呈现高度（极显著）正相关，芍药须根中Cd 、Hg含量与土壤中Cd、Hg含量相关关系呈现中度（显著）正相关，芍药须根中Pb含量与土壤中Pb含量相关关系呈现弱负相关。

4）芍药茎中Cd含量与土壤中Cd含量呈高度（极显著）正相关，茎中Hg含量与土壤中Hg含量呈现弱正相关，茎中Pb、As、Cu含量与土壤中Pb、As、Cu含量呈现弱负相关。

5）芍花中Pb、As、Cu含量与土壤中Pb、As、Cu含量呈现高度（极显著）正相关，Hg含量与土壤中Hg含量相关关系呈现弱正相关，芍花中Cd含量与土壤中Cd含量呈现弱负相关。

可以看出，芍药不同部位与土壤中同一重金属元素的相关性是不同的，同一药用部位与土壤中不同重金属元素的相关性也是不同的，这应该与芍药自身的生长代谢与吸收有关。当药材中某种重金属元素含量与土壤中该重金属元素含量呈显著相关关系时，就要求在选择药材的种植基地时应对土壤中该重金属元素的含量进行严格的控制。对于芍药而言，主根是主要药用部位，主根中Cd、Cu含量与土壤中Cd、Cu含量呈现极显著正相关，因此，在芍药的栽培过程中对土壤中Cd、Cu含量进行严格控制。近几年，芍花越来越多的被人们用作花茶，其中含有抗氧化成分，因此也用作美容佳品[6]，因此在大量使用芍花的地区应注意对土壤中的Pb、As、Cu含量进行监控。在使用白芍须根作为白芍替补品时也应注意监测土壤中的As、Cu含量。在使用白芍茎作为白芍替代品时要注意检测土壤中Cd含量。

3　结论

对芍药不同药用部位各重金属含量与土壤重金属含量的相关性研究表明，芍药不同药用部位重金属含量与土壤重金属含量的相关性各不同，在实际栽培中需要根据所需要的药用部位来对土壤中重金属加以控制和监测。

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）[S].北京：中国医药科技出版社，2015.

[2] 张俊清，符乃光，赖伟勇，等. 海南广霍香药材中重金属元素的含量研究[J].药物分析杂志，2005（3）：297-299.

[3] 杨云，王爽，肖功胜.6个主产区柴胡药材中重金属的含量测定[J].辽宁中医杂志，2010（11）：2220- 2221.

[4] 丁艳萍.安徽省主要中药材及其产地土壤重金属调查与评价[D].合肥：安徽农业大学，2013.

[5] 曹帅，王文建，权春梅，等. 芍药不同药用部位重金属吸收富集特征研究[J].皖西学院学报，2015（5）：126-129.

[6] 舒希凯.芍药花抗氧化活性成分的分离和鉴定[D].济南：山东师范大学，2013.

[7] 国家环境保护局. GB 15618-1995土壤环境质量标准[S].北京：国家环境保护局，1995.

A Research on the Correlation Between Heavy Metal Contents in Peony and Soil: Take Bozhou Peony as a Case Study

CAO Shuai1, WANG Wenjian1, QUANG Chunmei2, HUANG Li2
(1. Department of Biology and Chemistry Engineering, Bozhou University, Bozhou Anhui 236800, China; 2. Bozhou Vocational and Technical College, Bozhou Anhui236800, China)

The paper employs the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) to analyze the contents of fi ve heavy metals of Pb, Cd, As, Hg and Cu in different medical parts of peony and the soil in the main production villages of Bozhou in order to study the correlation between heavy metal contents in Peony and soil. The results show that the correlation varies but the soil of the Bozhou area is on the level of security and cleanness, which provides some reference to the planting base choice and cultivation of the peony.

the Peony; different medical parts; the soil; the heavy metals content; correlation

S567

A

1674 - 9200（2016）03 - 0011 - 04

（责任编辑张铁）

2016 - 02 - 25

安徽省优秀青年人才基金重点项目“亳州道地药材芍药的重金属分析及研究”（2013SQRL128ZD）。

曹帅，男，安徽亳州人，亳州学院生物与化学工程系讲师，硕士，主要从事中药质量控制研究。