细辛、土壤中重金属含量测定及生态风险评估
引用本文:姜先慧，于敏，焦安妮，等. 细辛、土壤中重金属含量测定及生态风险评估[J]. 化学试剂，2024，46(3):99-104.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0656
背景介绍
细辛为马兜铃科植物北细辛（Asarum heterotropoides Fr. Schmidt var. 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0.3~0.5 g（±0.0001 g）置于微波消解管内，加入硝酸3 mL，在100℃控温电热板上预消解20 min，取出放冷后加入过氧化氢2 mL，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[26-28]，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指数均低于40，属于轻微生态风险。12批细辛土壤RI指数均低于150，属于轻微污染。由此可见，控制该地土壤中的Cd含量是解决该地潜在生态风险的直接手段。
