龍明華 梁勇生 巫桂芬 申海燕 龍彪 唐璇 李朋欣 張慧娜

摘要：【目的】分析不同種類中藥煎煮液對菜心體內(nèi)多環(huán)芳烴（PAHs）的凈化效果，為降低PAHs污染蔬菜風(fēng)險(xiǎn)提供參考依據(jù)。【方法】利用萘（NAP）、菲（PHE）、熒蒽（FLT）、苯并（α）蒽（BaA）和苯并（α）芘（BaP）5種PAHs混合液涂抹菜心1 d后，再采用板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪6種中藥煎煮液分別噴灑菜心植株，7 d后檢測分析菜心體內(nèi)5種PAHs含量的殘留情況?！窘Y(jié)果】使用6種中藥煎煮液（濃度分別為50.0、100.0和200.0 g/L）噴灑PAHs涂抹脅迫的菜心后，檢測到菜心體內(nèi)的NAP、PHE、FLT、BaA和BaP含量分別為1.58～1.71、0、0～3.86、1.63～2.15和3.62～5.63 μg/kg。6種中藥煎煮液對PHE均有顯著的凈化效果（P<0.05），其中，板藍(lán)根煎煮液對NAP和大青葉煎煮液對BaP的凈化效果較明顯，淫羊藿煎煮液對FLT的凈化效果較佳，100.0 g/L淫羊藿煎煮液對BaA也有一定的凈化作用?！窘Y(jié)論】中藥煎煮液對菜心體內(nèi)PAHs的凈化效果與中藥種類有關(guān)，與其使用濃度關(guān)系不密切，其中以大青葉和淫羊藿煎煮液的凈化效果較佳。

關(guān)鍵詞： 菜心；多環(huán)芳烴（PAHs）；中藥；凈化作用

中圖分類號： S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2018）07-1378-05

0 引言

【研究意義】多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一類2～6環(huán)芳香族化合物，具有強(qiáng)致癌性、致突變性和致畸性，既可通過大氣沉降作用附著在蔬菜葉片表面進(jìn)入蔬菜體內(nèi)，也可通過土壤溶液被蔬菜根系吸收進(jìn)入蔬菜體內(nèi)（Elsaeid et al.，2015）。多數(shù)PAHs類化合物難以降解，是持久性污染物（刁碩等，2017）。已有研究顯示，生物體吸收菲（PHE）96 h即達(dá)到平衡，生物富集因子為5000，吸收苯并（α）芘（BaP）192 h達(dá)到平衡，生物富集因子為43000（Huang et al.，2013）。經(jīng)過生物體長時(shí)間的富集及食物鏈的放大作用，PAHs在生物體內(nèi)的富集可達(dá)非常危險(xiǎn)水平，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)極高（Lu et al.，2009）。目前，PAHs的積累性污染已威脅到農(nóng)作物質(zhì)量安全，直接危害人類健康（王濤等，2016）。菜心是較易受PAHs污染的食葉類蔬菜，以其為PAHs脅迫對象進(jìn)行不同種類中藥煎煮液凈化PAHs含量效果分析，對降低PAHs污染蔬菜風(fēng)險(xiǎn)和提高蔬菜質(zhì)量安全水平具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】許超等（2009）研究認(rèn)為，種植玉米可加快土壤中芘的降解速度。Zhu等（2009）研究認(rèn)為，玉米根系分泌物在無NaN3條件下可促進(jìn)PHE從土壤中解吸。鐘磊等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，PHE降解復(fù)合微生物菌群對PHE的降解率在95%以上。諸衛(wèi)平（2013）研究發(fā)現(xiàn)，金銀花和丁香煎煮液對土壤中的PAHs有明顯降解和凈化作用。Shao等（2015）研究表明，油菜、黑麥草和高羊茅去除PAHs效果較好，其中油菜對PHE和芘的去除率分別達(dá)98%和86%。潘聲旺等（2016）、湯敏和歐陽平（2016）研究發(fā)現(xiàn)，對PAHs的凈化主要通過自然降解、物理化學(xué)降解、植物降解和微生物降解來實(shí)現(xiàn)。楊明忠等（2016）研究認(rèn)為，植物自身產(chǎn)生的酶類等物質(zhì)與植物體內(nèi)的PAHs含量有一定響應(yīng)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】我國開展PAHs凈化或降解的研究起步較晚，但研究的力度呈上升趨勢，目前主要側(cè)重于微生物降解和植物自我降解修復(fù)兩個(gè)方面（陳悅等，2015），鮮見有關(guān)蔬菜中PAHs凈化作用研究的報(bào)道，也未見利用中藥對菜心體內(nèi)PAHs進(jìn)行凈化的相關(guān)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】菜心經(jīng)萘（NAP）、PHE、熒蒽（FLT）、苯并（α）蒽（BaA）和BaP 5種PAHs涂抹脅迫后再用板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪6種中藥煎煮液進(jìn)行噴灑處理，利用高效液相色譜法檢測分析菜心體內(nèi)各PAHs的殘留情況，探索凈化蔬菜體內(nèi)PAHs的有效方法，為生產(chǎn)上降低PAHs污染蔬菜風(fēng)險(xiǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

四九甜脆菜心（Brassica parachinensis Bailey）種子購自廣西柳州市興旺蔬菜良種經(jīng)營部；板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪6種中藥購自廣西南寧市一心藥店。16種PAHs混標(biāo)液購自美國SIGMA-ALORICH公司；5種PAHs標(biāo)準(zhǔn)物購自日本東京化成工業(yè)株式會(huì)社，其信息見表1；乙腈、二氯甲烷和正己烷為色譜純，丙酮為分析純。主要儀器設(shè)備：高效液相色譜儀（美國WATERS公司），ECOSIL HPLC COLUMN-C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 中藥煎煮液及PAHs混合液配制 中藥煎煮液配制：稱取50.0、100.0和200.0 g板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪各1份，浸泡過夜后煎煮熬制，4層紗布過濾，定容至1.0 L，分別配制成50.0、100.0和200.0 g/L板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪藥液，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

10.0 mg/L PAHs混合液配制：稱取NAP、PHE、FLT、BaA和BaP各0.0020 g，加入丙酮充分溶解后定容至1.0 L，密封于棕色瓶中，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 為避免外界因素影響，本研究采用溫室大棚深液流水培養(yǎng)法對菜心進(jìn)行栽培管理，營養(yǎng)液配方采用日本園試通用配方。將10.0 mg/L PAHs混合液用丙酮溶液稀釋配制成600.0 μg/L PAHs混合液備用，用軟毛刷將其涂抹到苗齡為28 d的菜心葉片和莖稈上，每株涂10.0 mL，即每株涂抹6.0 μg PAHs。涂抹PAHs混合液1 d后，分別將上述6種不同濃度中藥煎煮液用噴壺均勻噴灑于菜心植株上，以噴灑蒸餾水為對照（CK），每株噴100.0 mL，每處理3株，重復(fù)3次，中藥煎煮液噴灑處理7 d后收獲菜心并檢測其地上食用部分的NAP、PHE、FLT、BaA和BaP含量。

1. 2. 3 PAHs提取和測定 參照高彥征等（2005）的方法對菜心樣品中的PAHs進(jìn)行提取和檢測。為使目標(biāo)檢測物較好地分離，本研究采用梯度洗脫方式提取PAHs，洗脫程序見表2。圖1為16種PAHs混標(biāo)液的液相色譜檢測效果圖。其中，NAP、PHE、FLT、BaA和BaP的保留時(shí)間分別為4.63、9.12、11.779、17.488和23.235 min。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同中藥煎煮液處理對菜心體內(nèi)NAP的凈化效果

由表3可知，在CK和不同濃度中藥煎煮液噴灑處理的菜心體內(nèi)均檢測到NAP，各中藥煎煮液處理菜心的NAP含量（1.58～1.71 μg/kg）均低于CK，但差異不顯著（P>0.05，下同），其中，3個(gè)濃度板藍(lán)根處理的NAP含量均最低，且明顯低于CK；同種中藥不同濃度煎煮液處理后，菜心體內(nèi)的NAP含量間差異不明顯。說明6種中藥對菜心體內(nèi)的NAP均有一定凈化作用，但僅板藍(lán)根對NAP的凈化效果較明顯。

2. 2 不同中藥煎煮液處理對菜心體內(nèi)PHE的凈化效果

由表4可知，CK的菜心體內(nèi)可檢測到PHE，含量為1.09 μg/kg，而在各中藥煎煮液處理的菜心體內(nèi)均未檢測到PHE。說明6種中藥煎煮液對PHE具有顯著的凈化作用（P<0.05，下同）。

2. 3 不同中藥煎煮液處理對菜心體內(nèi)FLT的凈化效果

由表5可知，在50.0 g/L的6種中藥煎煮液處理菜心體內(nèi)未檢測到FLT；100.0 g/L淫羊藿處理的菜心體內(nèi)未檢測到FLT，而以100.0 g/L板藍(lán)根、大青葉、銀杏葉、麥冬和黃芪煎煮液處理菜心后，其體內(nèi)均檢測到FLT，但含量（0～1.81 μg/kg）均顯著低于CK；在200.0 g/L板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿和黃芪煎煮液處理菜心體內(nèi)均未檢測到FLT，而在200.0 g/L銀杏葉和麥冬煎煮液處理的菜心體內(nèi)可檢測到FLT（含量為1.65～3.86 μg/kg），其中銀杏葉處理的FLT含量顯著低于CK，麥冬處理的FLT含量低于CK，但差異不顯著。說明使用50.0 g/L中藥煎煮液即可凈化FLT對菜心的污染，使用100.0 g/L中藥煎煮液對FLT的凈化效果反而不佳。3個(gè)濃度淫羊藿煎煮液處理的菜心體內(nèi)均未檢測到FLT，說明其對FLT的凈化效果最佳，而麥冬煎煮液處理菜心體內(nèi)檢測到的FLT含量隨麥冬煎煮液濃度的增加而增加，說明其對FLT污染的凈化效果最差。

2. 4 不同中藥煎煮液處理對菜心體內(nèi)BaA的凈化效果

由表6可知，在50.0和200.0 g/L的6種中藥煎煮液處理的菜心體內(nèi)均檢測到BaA，其含量（1.92～2.15 μg/kg）低于CK，但差異不顯著；在100.0 g/L各中草藥煎煮液處理的菜心體內(nèi)也檢測到BaA，其含量（1.63～2.11 μg/kg）均低于CK，但僅淫羊藿煎煮液處理菜心體內(nèi)的BaA含量（1.63 μg/kg）顯著低于CK，3個(gè)濃度淫羊藿煎煮液處理的菜心體內(nèi)檢測到BaA，但僅100.0 g/L處理菜心體內(nèi)的BaA含量相對較低。說明6種中藥煎煮液總體上對BaA無凈化作用（100.0 g/L淫羊藿處理除外），中藥煎煮液的濃度與凈化效果也無密切關(guān)聯(lián)。

2. 5 不同中藥煎煮液處理對菜心體內(nèi)BaP的凈化效果

由表7可知，在50.0、100.0和200.0 g/L的6種中藥煎煮液處理菜心體內(nèi)均檢測到BaP，其含量（3.62～5.63 μg/kg）均低于CK，其中3個(gè)濃度大青葉煎煮液處理菜心體內(nèi)的BaP含量均顯著低于CK和其他中藥煎煮液處理，板藍(lán)根、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪煎煮液處理菜心體內(nèi)的BaP含量與CK差異不顯著；同種中藥不同濃度煎煮液處理菜心的BaP含量差異不明顯。說明大青葉煎煮液對BaP的凈化效果優(yōu)于其他中藥煎煮液，但其濃度與凈化效果無關(guān)。

3 討論

諸衛(wèi)平（2013）研究表明，在金銀花煎煮液處理土壤檢測到的16種PAHs中，有11種PAHs含量顯著低于CK；在丁香煎煮液處理土壤檢測到的15種PAHs中，有7種PAHs含量顯著低于CK，說明金銀花和丁香煎煮液能有效降低土壤中部分種類PAHs的含量。本研究結(jié)果與其相似，不同中藥煎煮液對不同種類PAHs的凈化效果不同，其中，板藍(lán)根對NAP的凈化效果較明顯；淫羊藿對FLT的凈化效果最佳，對BaA也有一定凈化效果；大青葉對BaP的凈化效果較明顯；板藍(lán)根、大青葉、淫羊藿、銀杏葉、麥冬和黃芪煎煮液對PHE均具有顯著的凈化作用。說明板藍(lán)根和大青葉中分別含有某種成分能與NAP和BaP發(fā)生反應(yīng)，從而發(fā)揮凈化作用；而FLT和BaA存在一個(gè)共同的反應(yīng)結(jié)構(gòu)域（Orgi et al.，2006），此結(jié)構(gòu)域可能與淫羊藿中的某一成分發(fā)生作用，將多種PAHs降解或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。Rojo-nieto等（2012）研究認(rèn)為，大部分種類PAHs的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，蒸氣壓很低，多數(shù)不溶于水，易溶于苯類芳香性溶劑，微溶于其他有機(jī)溶劑，辛醇—水分配系數(shù)較高，因此，用清水很難將蔬菜體內(nèi)的PAHs洗掉，而中藥成分復(fù)雜，所含有機(jī)成分多，同時(shí)含有某些可參與PAHs反應(yīng)的金屬離子，可幫助降低蔬菜體內(nèi)的PAHs。Jiang等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，參與代謝分解的BaP在組織氧化酶系中的芳烴羥化酶介導(dǎo)下生成活化產(chǎn)物7，8-苯并（α）芘環(huán)氧化物，該物質(zhì)可與葡萄糖醛酸和谷胱甘肽結(jié)合，或在環(huán)氧化物水化酶催化下生成二羥二醇衍生物，苯并芘二羥二醇衍生物經(jīng)細(xì)胞色素P450進(jìn)一步氧化為苯并芘二醇環(huán)氧化物；中藥煎煮液中的小分子氨基酸可與細(xì)胞生長相關(guān)的酶競爭結(jié)合PAHs，從而降低蔬菜體內(nèi)的PAHs含量，同時(shí)中藥煎煮液中的金屬離子、葡萄糖醛酸和谷胱甘肽等與PAHs發(fā)生作用，使PAHs在蔬菜體內(nèi)含量降低。本研究結(jié)果也顯示，不同中藥煎煮液對凈化PAHs的種類和效果存在差異，但本研究未開展提高其凈化作用的研究，下一步可將具有凈化作用的中藥進(jìn)行組合，探究其對提高蔬菜體內(nèi)PAHs凈化能力的效果。

李云輝和莫測輝（2008）研究認(rèn)為，通過施用有機(jī)肥可有效降低菜心體內(nèi)的PAHs含量。彭碧蓮等（2017）研究表明，生物質(zhì)炭可有效抑制小白菜吸收土壤的PAHs，且小白菜中PAHs含量隨生物質(zhì)炭施用量的增加而降低。本研究采用中藥煎煮液處理PAHs脅迫菜心的方法和效果與上述研究結(jié)果存在差異。因此，在采用中藥煎煮液對蔬菜體內(nèi)的PAHs進(jìn)行凈化時(shí)，應(yīng)考慮中藥的經(jīng)濟(jì)性和有效性，選用能有效凈化PAHs的中藥品種，同時(shí)讓中藥煎煮液與菜心植株充分接觸，才有利于提高中藥煎煮液對菜心體內(nèi)PAHs的凈化效果。

4 結(jié)論

6種中藥煎煮液對菜心體內(nèi)PAHs的凈化效果存在差異，其凈化作用與中藥的種類有關(guān)，與其使用濃度關(guān)系不密切，其中以大青葉和淫羊藿煎煮液的凈化效果較佳。

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（責(zé)任編輯 思利華）