贵州药材基地土壤和中药材重金属污染状况研究.ppt

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1、贵州主要药材基地土壤及中药材重金属污染状况调查研究研 究 方 向：环境化学 答 辩 人：张 丹 导 师：李存雄教授 张明时教授 项目来自贵州省科技厅中药现代化专项项目来自贵州省科技厅中药现代化专项基金课题基金课题贵州省中药重金属和农药残留检贵州省中药重金属和农药残留检测技术平台建设测技术平台建设，合同编号：黔科合中药，合同编号：黔科合中药专字专字200432号。号。-特别说特别说明明创新：创新：受省中药办委托，首次受省中药办委托，首次由非受益方由非受益方对贵州省主对贵州省主要药材基地土壤及中药材重金属污染状况开展要药材基地土壤及中药材重金属污染状况开展客观公正客观公正的调查研究。基本摸清了所调

2、查基地的调查研究。基本摸清了所调查基地的土壤及中药材重金属含量水平及污染特征，的土壤及中药材重金属含量水平及污染特征，为贵州中药材为贵州中药材GAP基地的合理化建设提供了非基地的合理化建设提供了非常有价值的常有价值的实验依据实验依据。初步研究了贵州主要中药材基地土壤和中药材初步研究了贵州主要中药材基地土壤和中药材间重金属元素含量的间重金属元素含量的关联规律关联规律，也为选择性地，也为选择性地栽种药材提供了实验依据。栽种药材提供了实验依据。重要意义：重要意义：1.对于降低中药材重金属含量，提高中药材质量，对于降低中药材重金属含量，提高中药材质量，制定科学、合理的中药材重金属元素限量控制标制定科学

3、、合理的中药材重金属元素限量控制标准提供科学依据。准提供科学依据。2.对于提高中药材的安全性，保障人们健康等方面对于提高中药材的安全性，保障人们健康等方面具有十分重要的意义。具有十分重要的意义。3.对保证地道药材具有优良的品质、对制定符合我对保证地道药材具有优良的品质、对制定符合我国国情的中药材国国情的中药材GAP基地环境质量评价方法都十基地环境质量评价方法都十分重要，也是以后中药材重金属净化研究的需要。分重要，也是以后中药材重金属净化研究的需要。论文结构论文结构第一章第一章 文献综述文献综述第二章第二章 材料与方法材料与方法第三章第三章 分析结果与评价分析结果与评价第四章第四章 结论与建议结

4、论与建议第一章第一章 文献综述文献综述1 土壤重金属污染现状土壤重金属污染现状 我国土壤及作物重金属污染情况比较严重。我国我国土壤及作物重金属污染情况比较严重。我国耕地受污染面积耕地受污染面积2667万公顷万公顷，其中，工业，其中，工业“三三废废”污染污染1000万公顷，农药残留施肥污染万公顷，农药残留施肥污染1000万公顷。受到重金属污染的耕地近万公顷。受到重金属污染的耕地近2000万公顷万公顷，约占总耕地面积的约占总耕地面积的1/5。2 中药材重金属污染现状中药材重金属污染现状中药重金属的分析是国家中药重金属的分析是国家1997-1998年度的年度的研究课题之一，也是中药走向国际市场的研究

5、课题之一，也是中药走向国际市场的一个重要检测项目。一个重要检测项目。1.对中药房常用饮片重金属含量进行测定，结果对中药房常用饮片重金属含量进行测定，结果表明，表明，35个样本中有个样本中有18个个样本重金属含量超标，样本重金属含量超标，10种中药饮片中有种中药饮片中有7种种重金属含量超标。重金属含量超标。2.对六味药材中重金属含量的测定结果表明，中对六味药材中重金属含量的测定结果表明，中药材中都含有一定量的重金属，且中药材用药周药材中都含有一定量的重金属，且中药材用药周期长，重金属易在体内期长，重金属易在体内蓄积蓄积，不易分解不易分解，达到一，达到一定数量即可呈现毒性作用。定数量即可呈现毒性作

6、用。第二章第二章 材料与方法材料与方法1 样品的采集样品的采集1.1土壤采样土壤采样 在贵州省在贵州省11个药材基地共采集土壤样品个药材基地共采集土壤样品147个。参个。参照中华人民共和国环境保护行业标准（照中华人民共和国环境保护行业标准（HJ/T166-2004）土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范。1.2药材采样药材采样 采集药材采集药材155个个，采回的药材样品用自来水洗净采回的药材样品用自来水洗净泥土，再用去离子水漂洗泥土，再用去离子水漂洗3次。晾干后置于烘箱中次。晾干后置于烘箱中以以45烘至恒重。将烘干样用高速粉碎机进行粉烘至恒重。将烘干样用高速粉碎机进行粉碎，装入密封塑料袋待测

7、。碎，装入密封塑料袋待测。基地编基地编号号基地名称及药材品种基地名称及药材品种基地位置基地位置土壤类型土壤类型基地面基地面积积样品数样品数1贵州雷山淫羊藿保护抚育种植基地贵州雷山淫羊藿保护抚育种植基地（淫羊藿）（淫羊藿）雷山雷山黄棕壤黄棕壤1000亩亩52中药材规范化种植中药材规范化种植GAP示范基地示范基地（头花蓼、杜仲、太子参、黄柏）（头花蓼、杜仲、太子参、黄柏）施秉施秉黄壤黄壤705亩亩303信邦山口中药材信邦山口中药材GAP基地基地（南沙参、太子参、何首乌）（南沙参、太子参、何首乌）施秉施秉黄壤黄壤500亩亩34惠水摆榜药材种植基地惠水摆榜药材种植基地（土大黄、土茯苓、黄连、白术、萱草

8、、鱼腥草）（土大黄、土茯苓、黄连、白术、萱草、鱼腥草）惠水惠水黄壤黄壤120亩亩195吴茱萸吴茱萸GAP试验示范基地试验示范基地（吴茱萸、玉竹、射干、天冬、决明子、苦参、黄芩）（吴茱萸、玉竹、射干、天冬、决明子、苦参、黄芩）余庆余庆黄壤黄壤428亩亩296贵州地道药材贵州地道药材GAP试验示范基地试验示范基地（南板蓝根、艾纳香）（南板蓝根、艾纳香）荔波荔波黄壤黄壤10亩亩67贵州地道药材贵州地道药材GAP药材生产示范基地药材生产示范基地（杜仲、黄精、天冬、黄柏）（杜仲、黄精、天冬、黄柏）湄潭湄潭黄壤黄壤330亩亩148贵州地道药材贵州地道药材GAP药材生产示范基地药材生产示范基地（天冬、黄精）

9、（天冬、黄精）风冈风冈黄壤黄壤200亩亩119贵州地道药材贵州地道药材GAP试验示范基地试验示范基地（艾纳香）（艾纳香）罗甸罗甸紫色土紫色土50亩亩1410贵州地道药材贵州地道药材GAP药材生产示范基地药材生产示范基地（半夏）（半夏）清镇清镇黄壤黄壤100亩亩811贵州地道药材贵州地道药材GAP试验示范基地试验示范基地（天麻）（天麻）乌当乌当黄壤黄壤100亩亩3表表21药材基地概况药材基地概况 本文研究内容本文研究内容土壤土壤:施秉一、施秉二、余庆、荔波、雷山、湄潭、凤施秉一、施秉二、余庆、荔波、雷山、湄潭、凤冈、清镇、乌当、罗甸、惠水冈、清镇、乌当、罗甸、惠水药材：药材：天麻、杜仲、黄柏、何

10、首乌、吴茱萸、淫羊藿等天麻、杜仲、黄柏、何首乌、吴茱萸、淫羊藿等二十六种中药材二十六种中药材测定项目：测定项目：Pb，Cd，Hg，As，Cu等重金属进行了测定分等重金属进行了测定分析析图图21采样标记图采样标记图图图图图22 22 药材和基地图片药材和基地图片药材和基地图片药材和基地图片黄精黄精射干射干玉竹玉竹淫羊藿淫羊藿艾纳香艾纳香采样采样吴茱萸吴茱萸杜仲杜仲黄柏黄柏样品的测定方法参照国家标准样品的测定方法参照国家标准1）原子吸收光谱法（）原子吸收光谱法（Pb、Cd、Cu）型号：型号：AAS800，美国美国PE公司公司 Pb：土样：土样：GB/T17140-1997 Cd：土样：土样：GB/

11、T17140-1997 药样：药样：GB/T5009.12-2003 药样：药样：GB/T5009.15-2003 Cu：土样：土样：GB/T17138-1997 药样：药样：GB/T5009.13-2003 2）原子荧光光谱法（原子荧光光谱法（Hg、As）型号：型号：AF-640，北京瑞利分析仪器公司北京瑞利分析仪器公司 As：土样：原子荧光光谱分析法土样：原子荧光光谱分析法 Hg：土样：原子荧光光谱分析法土样：原子荧光光谱分析法 药样：药样：GB/T5009.11-2003 药样：药样：GB/T5009.17-2003 2 样品的测定方法样品的测定方法 土样：称处理好的待测土壤样品土样：称

12、处理好的待测土壤样品0.5g于于250ml三角瓶中，先用少量水润湿，再加入三角瓶中，先用少量水润湿，再加入混合酸（硝酸：高氯酸混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）15ml，在电在电热板上加热回流，先低温加热后调至高温加热板上加热回流，先低温加热后调至高温加热，直至冒白烟，当白烟基本冒尽且消化液热，直至冒白烟，当白烟基本冒尽且消化液呈粘稠状时，取下冷却，过滤，用呈粘稠状时，取下冷却，过滤，用1%的硝的硝酸定容到酸定容到50ml容量瓶中，待测。容量瓶中，待测。1）原子吸收光谱法（）原子吸收光谱法（Pb、Cd、Cu）药材：称处理好的待测药材样品药材：称处理好的待测药材样品0.5g于于250ml三角瓶中，先

13、用少量水润湿，再加入三角瓶中，先用少量水润湿，再加入混合酸（硝酸：高氯酸混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）10ml，在在电热板上加热回流，先低温加热至棕色烟电热板上加热回流，先低温加热至棕色烟冒尽后调至高温加热，直至冒白烟，消化冒尽后调至高温加热，直至冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，继续加热至近液呈无色透明或略带黄色，继续加热至近干，取下冷却，用干，取下冷却，用1%的硝酸定容到的硝酸定容到50ml容容量瓶中，待测。量瓶中，待测。原子吸收光谱仪 2）原子荧光光谱法（）原子荧光光谱法（Hg、As）土样：称处理好的待测土壤样品土样：称处理好的待测土壤样品0.25g于消化于消化罐中，加入王水与水混合（

14、王水：水罐中，加入王水与水混合（王水：水=1：1）5ml消化，微波消解，用消化，微波消解，用1%的盐酸定容的盐酸定容到到25ml容量瓶中，待测。容量瓶中，待测。药材：称处理好的待测药材样品药材：称处理好的待测药材样品0.25g于消化于消化罐中，加入硝酸与双氧水混合（硝酸：双罐中，加入硝酸与双氧水混合（硝酸：双氧水氧水=2：1）消化，微波消解，用）消化，微波消解，用1%的盐的盐酸定容到酸定容到25ml容量瓶中，待测。容量瓶中，待测。原子荧光光谱仪微波炉质量控制质量控制本研究共有土壤样品本研究共有土壤样品147个，药材样品个，药材样品155个，各分三批处理，每批加个，各分三批处理，每批加2个标样，

15、个标样，2个个空白，空白，2个管理样，个管理样，2个回收率，个回收率，10%的平的平行。行。标样的测定值间的变异系数小于标样的测定值间的变异系数小于10%，表，表明其平行性较好，能满足测定要求。加标明其平行性较好，能满足测定要求。加标回收率范围回收率范围76.1%-108%。第三章第三章 分析结果与评价分析结果与评价一、土壤中重金属含量及污染现状评一、土壤中重金属含量及污染现状评价价二、药材中重金属含量及安全性评价二、药材中重金属含量及安全性评价三、土壤中重金属元素之间的相关性三、土壤中重金属元素之间的相关性四、药材中重金属元素之间的相关性四、药材中重金属元素之间的相关性五、药材中重金属与土壤

16、中重金属含五、药材中重金属与土壤中重金属含量之间的相关性量之间的相关性一、土壤中重金属含量及污染现状评价一、土壤中重金属含量及污染现状评价 1评价方法评价方法 参参照照中中华华人人民民共共和和国国环环境境保保护护行行业业标标准准（HJ/T166-2004）土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范。单项污染指数公式为：单项污染指数公式为：综合污染指数公式为综合污染指数公式为：2 评价标准评价标准 以国家以国家土壤环境质量标准土壤环境质量标准GB-15618-1995为评价标准为评价标准级别一级二级三级土壤pH自然背景pH6.56.5-7.57.56.5项目镉0.200.300.300.601.0

17、0铜3550100100400铅35250300350500砷1540302540汞0.150.300.501.001.50以土壤重金属背景值为评价标准以土壤重金属背景值为评价标准地区地区PbCuCdAsHg贵阳贵阳地区地区37720.284330.352遵义遵义地区地区34320.203180.142黔东黔东南州南州32210.174140.141黔南黔南州州33290.195180.2333 评价结果评价结果 以国家以国家土壤环境质量标准土壤环境质量标准GB-15618-1995为评价标准得到的结果为评价标准得到的结果基地样品数单项污染指数（平均值）综合污染指数污染等级评价PbCuCdHg

18、As150.09420.6892.5040.8680.1701.873轻污染2300.1580.8311.0190.8230.4700.859警戒级330.1460.9681.6590.9820.8061.339轻污染4190.05390.4380.3810.2930.0360.353安全5290.1381.1651.4251.1541.3191.248轻污染660.05730.4130.2340.4320.1830.358安全7190.1521.0921.0980.5780.7870.937警戒级8110.1070.8290.6740.6320.5410.706警戒级9140.04250.5

19、570.6080.2540.0530.480安全1080.1110.8500.3710.5810.4570.688安全1130.2460.7960.7390.4930.1430.659安全 以土壤重金属背景值为评价标准得到以土壤重金属背景值为评价标准得到的结果的结果基地样品数单项污染指数（平均值）综合污染指数 污染等级评价PbCuCdHgAs150.7361.6414.3171.8470.4873.309重污染2301.2361.981.7561.7521.3441.806轻污染331.1382.3042.8602.0902.3042.525中污染4190.4080.7550.5860.078

20、0.3770.618安全级5291.0402.1042.1072.6632.6952.425中污染660.4340.7110.3600.4060.5570.612安全级7191.1481.8931.6221.6501.3280.172安全级8110.7891.2950.9961.2031.3351.234轻污染9140.3220.9600.9350.1190.3270.776警戒级1080.7490.5900.3920.5540.4950.660安全级1131.6640.5530.7810.1730.4201.282轻污染二、药材中重金属含量及安全性评价二、药材中重金属含量及安全性评价1.评价

21、方法评价方法超标率：超标率：富集系数：富集系数：富集系数富集系数=污染指数：污染指数：%2.评价标准评价标准采用国家在采用国家在2001年颁布的年颁布的药用植物及制剂进出口药用植物及制剂进出口绿色行业标准绿色行业标准的重金属限值评价药材重金属污染的重金属限值评价药材重金属污染状况。状况。元素标准限值(mg/kg)As2.0 Hg0.2 Cd0.3 Pb5.0 Cu20.0 3.评价结果评价结果 1）以国家）以国家药用植物及制剂进出口绿色药用植物及制剂进出口绿色行业标准行业标准的重金属限值评价得到的的重金属限值评价得到的结果：结果：各种药材中各种药材中Hg没有超标，其中茎叶类药材没有超标，其中茎

22、叶类药材Cd的超标率最高，为的超标率最高，为84%，超标药材为鱼，超标药材为鱼腥草叶、淫羊藿叶和艾纳香；全草类药材腥草叶、淫羊藿叶和艾纳香；全草类药材Cd的超标率为的超标率为82.4%，超标药材为头花蓼。，超标药材为头花蓼。其次是其次是Cu的超标率也较严重，其中茎叶类的超标率也较严重，其中茎叶类药材药材Cu的超标率最高，为的超标率最高，为76%，超标药材超标药材为鱼腥草叶和艾纳香；花果类药材为鱼腥草叶和艾纳香；花果类药材Cu的超的超标率为标率为60%，超标药材为吴茱萸和决明子。，超标药材为吴茱萸和决明子。Pb的超标率较轻。的超标率较轻。As也略有超标。也略有超标。而在所采集药材中土茯苓和天麻没

23、有出现而在所采集药材中土茯苓和天麻没有出现检测的五种重金属超标现象。检测的五种重金属超标现象。2）药材对土壤重金属的富集状况）药材对土壤重金属的富集状况PbCuCdAsHg3）药材重金属污染指数）药材重金属污染指数检测的药材重金属检测的药材重金属Pb、As、Hg平均污染指平均污染指数均小于数均小于1。在药材综合污染指数评价中，茎叶类的艾在药材综合污染指数评价中，茎叶类的艾纳香综合污染指数大于纳香综合污染指数大于1，块根类的淫羊藿，块根类的淫羊藿根综合污染指数大于根综合污染指数大于1，说明这两种药材已，说明这两种药材已经受到重金属的污染，污染级别为轻度污经受到重金属的污染，污染级别为轻度污染。染

24、。三、土壤中重金属元素之间的相关性三、土壤中重金属元素之间的相关性元素PbCuCdAsHgPb1Cu0.475*1Cd0.225*0.347*1As0.400*0.841*0.377*1Hg0.461*0.673*0.261*0.775*1*相关系数在0.01置信水平上显著*相关系数在0.05置信水平上显著四、药材中重金属元素之间的相关性四、药材中重金属元素之间的相关性元素PbCuCdAsHgPb1Cu-0.1471Cd0.0750.436*1As-0.006-0.043-0.0321Hg-0.1410.0450.074-0.197*1*相关系数在0.01置信水平上显著*相关系数在0.05置信

25、水平上显著五、药材中重金属与土壤中重金属含五、药材中重金属与土壤中重金属含量之间的相关性量之间的相关性 相关性分析表明，不同种类药材与基地土相关性分析表明，不同种类药材与基地土壤中重金属含量之间存在一定的相关性，壤中重金属含量之间存在一定的相关性，茎叶类药材与土壤中重金属茎叶类药材与土壤中重金属Hg含量之间呈含量之间呈显著正相关（显著正相关（r=0.826*）；）；块根类药材与块根类药材与土壤中重金属土壤中重金属Pb含量之间呈显著正相关含量之间呈显著正相关（r=0.220*），），Cu含量也呈显著正相关含量也呈显著正相关（r=0.279*）；）；树皮类药材与土壤中重金属树皮类药材与土壤中重金属

26、Pb含量之间呈显著正相关（含量之间呈显著正相关（r=0.197*）；）；全草类药材与土壤中重金属全草类药材与土壤中重金属Cu含量之间呈含量之间呈显著正相关（显著正相关（r=0.232*）。）。第四章第四章 结论与建议结论与建议结论结论1:贵州药材基地土壤重金属污染状况贵州药材基地土壤重金属污染状况 （2种不同评价标准）种不同评价标准）以国家以国家土壤环境质量标准土壤环境质量标准GB-15618-1995为评价标准，药材为评价标准，药材基地土壤受到基地土壤受到Cd和和Cu的污染，的污染，2号、号、7号、号、8号基地，土壤处于警号基地，土壤处于警戒级；戒级；1号、号、3号、号、5号基地，土号基地，

27、土壤处于轻污染，土壤质量不符合壤处于轻污染，土壤质量不符合GAP无公害中药生产基地的要求。无公害中药生产基地的要求。以土壤重金属背景值为评价标准，以土壤重金属背景值为评价标准，1号、号、2号、号、3号、号、5号、号、8号、号、9号、号、11号基地分别受到不同程度的污号基地分别受到不同程度的污染；染；9号基地，处于警戒级；号基地，处于警戒级；2号、号、8号、号、11号基地，处于轻污染；号基地，处于轻污染；3号、号、5号基地，处于中污染，土壤、号基地，处于中污染，土壤、作物均受到中度污染；作物均受到中度污染；1号基地，号基地，处于重污染，土壤、作物受污染处于重污染，土壤、作物受污染已相当严重。已相

28、当严重。结论结论2:贵州药材基地药材重金属污染状况贵州药材基地药材重金属污染状况（超标率、富集、综合污染指数）（超标率、富集、综合污染指数）从药材中重金属从药材中重金属超标率超标率来看：来看：1）各种药材中）各种药材中Hg没有超标，没有超标，Cd的超标的超标率最严重。其中茎叶类药材率最严重。其中茎叶类药材Cd的超标的超标率最高，为率最高，为84%；全草类药材；全草类药材Cd的超的超标率为标率为82.4%。2）Cu的超标率也较严重，其中茎叶类的超标率也较严重，其中茎叶类药材药材Cu的超标率最高，为的超标率最高，为76%；花果；花果类药材类药材Cu的超标率为的超标率为60%。3）Pb、As的超标率

29、较轻。的超标率较轻。从不同种类药材对重金属元素的从不同种类药材对重金属元素的富集富集来看，来看，以茎叶类药材对重金属的富集以茎叶类药材对重金属的富集能力为最大。能力为最大。在药材在药材综合污染指数综合污染指数评价中，茎叶类评价中，茎叶类的艾纳香综合污染指数大于的艾纳香综合污染指数大于1，块根类，块根类的淫羊藿根综合污染指数大于的淫羊藿根综合污染指数大于1，说明，说明这两种药材已经受到重金属的污染，这两种药材已经受到重金属的污染，污染级别为轻度污染。污染级别为轻度污染。建建 议议:加强对药材基地重金属污染的监测力度，加强对药材基地重金属污染的监测力度，严格控制工业严格控制工业“三废三废”的排放，

30、禁止工业的排放，禁止工业废水以及含有害物质的固体废弃物农用。废水以及含有害物质的固体废弃物农用。大力推广无公害中药材生产技术的同时，大力推广无公害中药材生产技术的同时，加强药材生产基地的环境监测工作，合理加强药材生产基地的环境监测工作，合理施用化肥和农药。施用化肥和农药。合理安排药材生产的布局，在远离污染合理安排药材生产的布局，在远离污染源的地区开发新药材基地以保证药材质量；源的地区开发新药材基地以保证药材质量；药材的种植结构上，在污染较重的区域应药材的种植结构上，在污染较重的区域应多考虑种植些富集重金属较低的药材，以多考虑种植些富集重金属较低的药材，以降低重金属进入人体的可能性。降低重金属进入人体的可能性。对于已污染土壤，应采取相应的工程、对于已污染土壤，应采取相应的工程、生物、化学和农业措施，降低土壤中重金生物、化学和农业措施，降低土壤中重金属的含量，达到改良土壤的目的。属的含量，达到改良土壤的目的。对重金属富集较高的药材，利用其高富对重金属富集较高的药材，利用其高富集性去除土壤中的重金属，达到降低土壤集性去除土壤中的重金属，达到降低土壤重金属含量的目的。重金属含量的目的。感谢两位导师！感谢评委老师！请多指教！