楊秀全,王梁全,楊 露, 張宗利,孫興旭
(1.黔東南州中醫(yī)藥民族醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)辦公室,貴州 凱里 556000;2.貴州出入境檢驗(yàn)檢疫局凱里辦事處,貴州 凱里 556000)
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黔東南中藥材主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬含量調(diào)查與評(píng)價(jià)
楊秀全1,王梁全1,楊露1, 張宗利2,孫興旭1
(1.黔東南州中醫(yī)藥民族醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)辦公室,貴州 凱里556000;2.貴州出入境檢驗(yàn)檢疫局凱里辦事處,貴州 凱里556000)
摘要:探明黔東南中藥材主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬污染特征,為中藥材種植規(guī)劃和GAP基地建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。以黔東南州中藥材主產(chǎn)區(qū)的65個(gè)基地土壤為供試樣品,測(cè)定重金屬鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳的含量,采用單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:65個(gè)基地的土壤樣品處在尚清潔安全水平以上的點(diǎn)有62個(gè),占調(diào)查點(diǎn)的95.38%,有3個(gè)樣品屬于輕污染級(jí),最高指數(shù)為1.22。表明該地區(qū)土壤重金屬污染尚輕,土壤環(huán)境質(zhì)量總體適宜中藥材種植。
關(guān)鍵詞:中藥材;土壤;重金屬;評(píng)價(jià)
隨著人們的生活水平逐漸得到提高,人們對(duì)健康日益關(guān)注,中藥因大多源于自然、毒副作用相對(duì)較之化學(xué)合成的西藥小、療效確切、價(jià)格相對(duì)低廉的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),越來越受到人們的歡迎,這種回歸自然已經(jīng)成為世界發(fā)展的潮流[1]。然而近年來關(guān)于中藥重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象屢見不鮮,中藥中重金屬超標(biāo)問題成為中藥發(fā)展和國際化的一大壁壘[2]。中藥材生產(chǎn)最基本的要素是土壤,土壤中重金屬元素的含量, 對(duì)中藥材重金屬元素的含量有著直接的關(guān)系[3],應(yīng)該值得人們重視。
黔東南州是貴州省中藥材種植大州,也是貴州侗鄉(xiāng)大健康產(chǎn)業(yè)示范區(qū),其中藥材種植面積近4.7萬hm2。近年來,已經(jīng)有些學(xué)者對(duì)該地區(qū)中藥材重金屬情況進(jìn)行了研究[2、4-7],但對(duì)土壤重金屬含量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的較少。研究通過對(duì)黔東南州中藥材主產(chǎn)區(qū)65個(gè)基地的土壤重金屬含量進(jìn)行調(diào)查分析,以進(jìn)一步了解該區(qū)域土壤重金屬的污染狀況,并評(píng)價(jià)土壤的環(huán)境質(zhì)量,從中藥生產(chǎn)的源頭抓起,有效地控制中藥重金屬超標(biāo),為黔東南州中藥材種植規(guī)劃和GAP基地建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1采樣
研究分別選擇貴州省黔東南州中藥材主產(chǎn)區(qū)基地共采集土壤樣品65個(gè)。根據(jù)《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》,為了保證土壤樣品的代表性,采用多點(diǎn)采樣的混合樣品,以“S”型采樣法取5個(gè)采樣點(diǎn),在各點(diǎn)上用鐵鏟取0~20cm的土壤樣品1kg,再將未與鐵鏟接觸的土壤剝?nèi)胨芰洗?,現(xiàn)場均勻混合后采用四分法棄去多余土壤,保留1kg土壤裝于塑料袋中,貼好標(biāo)簽。將采集的土壤樣品在室內(nèi)自然風(fēng)干,磨碎過100目的尼龍篩,保存在密封塑料袋中待用。
1.2樣品的分析與測(cè)定方法
土壤樣品pH測(cè)定按NY/T 1121.2-2006執(zhí)行;鉛和鎘的測(cè)定按GB/T 17141-1997執(zhí)行;銅和鋅的測(cè)定按GB/T 17138-1997執(zhí)行;鎳的測(cè)定按GB/T 17139-1997執(zhí)行;汞的測(cè)定按GB/T 17136-1997執(zhí)行;砷的測(cè)定按法GB/T 22105.3-2008執(zhí)行;鉻的測(cè)定按HJ 491-2009執(zhí)行。
1.3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
以國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 15618-1995》為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),按照《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GAP)規(guī)定,中藥材生產(chǎn)地的環(huán)境應(yīng)符合國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),其中土壤應(yīng)符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618-1995》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)
Table 1 Environmental quality standard for soils
1.4評(píng)價(jià)方法
研究采用較成熟的單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法來評(píng)價(jià)基地土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,單因子指數(shù)法能夠比較直觀的反映土壤環(huán)境中各項(xiàng)重金屬污染指標(biāo)的情況,綜合指數(shù)法則反映土壤環(huán)境中各項(xiàng)重金屬污染指標(biāo)綜合后總的土壤環(huán)境質(zhì)量狀況[8],能夠?yàn)橹兴幉腉AP種植規(guī)劃和土壤環(huán)境污染綜合整治提供科學(xué)的理論依據(jù)。
單因子污染指數(shù)法公式為:
Pi= Ci/ Si
式中,Pi為土壤重金屬元素i 的污染指數(shù),Ci為土壤重金屬元素i 的實(shí)測(cè)濃度,Si為重金屬元素i 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值。
綜合污染因子污染指數(shù)法公式為:
式中,P綜為土壤重金屬綜合污染指數(shù),綜合污染指數(shù)全面反映了各污染物對(duì)土壤的不同作用,同時(shí)又突出高濃度污染物對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響。(Ci/Si)max為土壤重金屬元素污染指數(shù)最大值; (Ci/Si)ave為各污染物中污染指數(shù)的算數(shù)平均值。土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)見表2。
表2土壤重金屬污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
Table 2 Criteria for classification of soil heavy metal pollution
2結(jié)果與分析
2.1黔東南中藥材主產(chǎn)區(qū)地土壤重金屬含量情況
65個(gè)土壤樣品重金屬含量測(cè)定結(jié)果見表3。調(diào)查區(qū)域土壤pH值在5.00~7.08范圍,平均值為6.43。土壤中重金屬鎘的含量在0.01~0.43mg/kg,有1個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo);汞的含量在0.08~0.65mg/kg,有4個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo);砷的含量在2.95~55.0mg/kg,有3個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo);銅的含量在0.4~115.8 mg/kg,有3個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo);鉛的含量在17.0~237.0 mg/kg,全部符合土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);鉻的含量在9.1~142.0mg/kg,全部符合土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);鋅的含量在24.1~265.1mg/kg,有1個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo);鎳的含量在9.4~49.1mg/kg,有1個(gè)點(diǎn)含量超標(biāo)。在自然背景下符合土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)最多的是重金屬鉻,共57個(gè),數(shù)量最少的是重金屬汞,共19個(gè)。
表3黔東南中藥材主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬含量情況表
Table 3 Contents of heavy metals in soil of Chinese herbal medicine cultivation areas of Qiandongnan
2.2黔東南中藥材主產(chǎn)區(qū)地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)
依據(jù)單因子污染指數(shù)(Pi)和綜合指數(shù)法(P綜)對(duì)產(chǎn)地土壤重金屬進(jìn)行評(píng)價(jià)。如表4所示,調(diào)查區(qū)土壤重金屬單因子污染指數(shù)在0.01~1.53范圍,其中鎘的單因子污染指數(shù)范圍為0.06~1.43;汞的單因子污染指數(shù)范圍為0.20~1.53;砷的單因子污染指數(shù)范圍為0.10~1.38;銅的單因子污染指數(shù)范圍為0.01~1.16;鉛的單因子污染指數(shù)范圍為0.06~0.95;鉻的單因子污染指數(shù)范圍為0.05~0.95;鋅的單因子污染指數(shù)范圍為0.04~1.33;鎳的單因子污染指數(shù)范圍為0.20~1.21。重金屬綜合指數(shù)在0.32~1.22范圍,屬于清潔安全水平的點(diǎn)有32個(gè),屬于尚清潔安全水平的點(diǎn)有30個(gè),處于作物開始污染的輕污染水平的點(diǎn)有3個(gè)。
表4土壤重金屬評(píng)價(jià)結(jié)果
Table 4 Evaluation results of heavy metal in soil
3小結(jié)
以國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)查的65個(gè)點(diǎn)土壤重金屬只有鉛和鉻的含量全部達(dá)到土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。有1個(gè)點(diǎn)鎘的含量超標(biāo);有4個(gè)點(diǎn)汞的含量超標(biāo);有3個(gè)點(diǎn)砷的含量超標(biāo);有3個(gè)點(diǎn)銅的含量超標(biāo);有1個(gè)點(diǎn)鋅的含量超標(biāo);有1個(gè)點(diǎn)鎳的含量超標(biāo)。汞超標(biāo)的點(diǎn)數(shù)最多,占調(diào)查點(diǎn)的6.15%,其次是砷和銅。
從單因子污染指數(shù)來看,土壤中處在作物開始污染的輕污染水平的重金屬有鎘、汞、砷、銅、鋅、鎳,數(shù)量汞>砷﹦銅>鋅﹦鎳﹦鎘。主要污染因子來源于重金屬汞、砷、銅。通過綜合指數(shù)對(duì)產(chǎn)地土壤重金屬進(jìn)行評(píng)價(jià),在清潔和尚清潔安全水平(P綜≤1)的點(diǎn)有62個(gè),占調(diào)查點(diǎn)的95.38%;有3個(gè)點(diǎn)屬于輕污染級(jí),但最高指數(shù)僅為1.22,表明該地區(qū)土壤重金屬污染尚輕,與楊春等[7]對(duì)黔東南州太子參種植土壤中重金屬含量及污染評(píng)價(jià)結(jié)果相近,該區(qū)域適合中藥材的種植。
雖然研究采用的評(píng)價(jià)模型都是較成熟的模型,在諸多研究中得到了應(yīng)用,所獲得的結(jié)果具有一定的可信度和說服力,但涉及時(shí)間的變化,樣點(diǎn)數(shù)量有限,在后續(xù)的研究中應(yīng)進(jìn)一步探討。從調(diào)查結(jié)果來看,建議在中藥材GAP種植基地的選址時(shí),有必要對(duì)基地土壤重金屬含量進(jìn)行檢測(cè),盡量避開汞、砷、銅、鋅、鎳、鎘含量超標(biāo)的土地,從源頭上防止中藥材的重金屬含量超標(biāo)。
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Investigation and Evaluation of Heavy Metal Content in Soil of Chinese Herbal Medicines Cultivation Areas of Qiandongnan
YANG Xiu-quan1,WANG Liang-quan1,YANG Lu1,ZHANG Zong-li2,SUN Xing-xu1
(1.QiandongnanTraditionalChineseMedicineNationalPharmaceuticalIndustryOffice,Kaili,Guizhou556000China;2.GuizhouEntryExitInspectionandQuarantineBureauKailiOffice,Kaili,Guizhou556000China)
Abstract:To verify the characteristics of soil heavy metal pollution of the main Chinese herbal medicines planted in Qiandongnan prefecture, and provide scientific basis for the planting planning and GAP base construction of Chinese herbal medicines. In the main Chinese herbal medicines planted of Qiandongnan prefecture, take soil samples in 65 bases to measure the heavy metal content among cadmium, mercury, arsenic, copper, lead, chromium, zinc, nickel by using single factor index method and the comprehensive index method to analyze and evaluate the current status of soil environmental quality. The results showed that there were 62 soil samples were in the clean and safe level in the 65 bases, which accounting for 95.38% of the survey point. However, there were 3 soil samples were in the light pollution level, and the highest index was 1.22. It indicated that the heavy metal pollution in the area soil was still light, and the quality of soil environment is generally suitable for the cultivation of Chinese herbal medicines.
Key words:Chinese herbal medicines;soil;heavy metal;evaluatiton
收稿日期:2016-02-18
基金項(xiàng)目:黔東南州2014年度州級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金扶持項(xiàng)目(州財(cái)企﹝2014﹞49號(hào))
第一作者:楊秀全(1981-),男,農(nóng)藝師,從事中草藥栽培研究和技術(shù)推廣方面的工作。