【摘要】 目的为使中药材艾纳香的种植栽培科学化，以贵州省罗甸艾纳香种植基地为研究区域，从地球化学角度研究艾纳香对土壤重金属吸收富集特征。方法以《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》的限定值为标准，对重金属含量进行评价。结果重金属已存在超标现象。结论艾纳香对不同重金属元素的吸收富集能力有较大的差异，整体呈现出对Cd的富集能力＞对Cu的富集能力＞对Pb的富集能力的变化趋势。相关性分析表明，艾纳香植株对重金属元素吸收过程中，Cd和Cu这两种重金属元素之间可能存在竞争性机制。
【关键词】 艾纳香 重金属 吸收富集
21世纪以来，人类对健康的要求越来越高，无公害食品、绿色食品、有机食品等观念也为人们所关注，回归自然已成为人类生活的追求［1］。中药是中华民族的瑰宝，具有疗效独特、毒副作用小等优点，已然越来越受到人们的青睐。中药材中重金属成分直接影响其使用的安全性［2］，重金属超标问题已成为中药国际化的一大壁垒。因而，解决重金属超标的问题是中药材走向国际化的关键步骤之一。
艾纳香Blumea balsamifera (L.) DC.，又名大风艾、大艾、冰片艾、紫再枫等，为菊科艾纳香属，多年生木质草本植物，呈灌木状，全株被银白色绒毛覆盖，具有香气，产于我国广西、贵州、云南等地，其中在广西和贵州有人工种植艾纳香的历史［3，4］。其叶和嫩枝及根均可药用，性味温辛，具有清热利尿、祛风消肿、温中活血、消炎镇痛、补虚壮阳之功效［5］。《中药大辞典》记载：艾纳香性味温辛，有温中活血祛风除湿、消炎止痛之功效。据江兴龙等［6］报道，艾纳香全草含黄酮苷、香三精、三萜(或甾体)氨基酸、有机酸以及L-龙脑、柠檬烯、L-樟脑、倍半萜烯醇等挥发油，是制取冰片的重要原料。其具有抗菌、消炎、消肿、止痛、止痒、顺气等功能，还可用于烧伤、烫伤、皮肤损伤以及蚊虫叮咬等症。近年来，在政府部门的大力支持下，贵州省药业尤其是中药业有了突飞猛进的发展［7］。贵州省罗甸县艾纳香种植基地是贵州省13个GAP地道药材种植基地之一［8］，地理条件独特，气候湿润温暖，适宜中草药材的种植。前人对艾纳香的栽培、遗传特点、化学成分分析等内容研究较多［9，10］，而中药材艾纳香对重金属的吸收富集特征的研究报道鲜见。参考国家在2001年颁布的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》的重金属限定项目以及《中国药典》2005版对重金属规定的项目，本文确定Pb，Cd，Cu 3种重金属为研究项目，以贵州省罗甸地道药材艾纳香种植基地为研究区域，从地球化学角度研究艾纳香对土壤重金属元素的吸收富集特征，以期为艾纳香的无公害栽培和艾纳香种植业的可持续发展提供地球化学依据。
1 材料与方法 根据基地所处的位置、地形、土壤类型及其利用状况等特点，共设置21个采样点。土壤采集 0～20 cm 耕作层，每个分析样品由3～4个取土点，均匀混合后用四分法舍至 1.0 kg 左右，装入塑料袋，贴上标签，送至实验室。同时在相应的采样点采集健康、无病虫害的艾纳香植株，装入塑料袋，贴上标签，送至实验室。土壤样品经室内自然风干后，除杂，研磨至粉末状，过100目(孔径 0.149 mm)尼龙筛，保存在密封塑料袋中，备用。植物样品除泥后，于室内自然风干，研磨至细粉状，保存在密封塑料袋中，备用。Pb，Cd，Cu用原子吸收光谱法测定［11，12］，pH值采用电位测定法［13］进行测定。分析过程加入国家标准土壤样品(GBW/07409、GBW/07410)，平行样品数目10%～15%，进行分析质量控制。
2 结果 2.1 土壤中重金属含量及pH值见表1。从表1中可以看出贵州省艾纳香种植基地土壤pH在5.39～5.85之间。根据戎秋涛等［14］对土壤酸性的分级标准，该基地土壤属于微酸性土壤(5.5
表1 土壤样品中重金属含量及pH值（略）
2.2 艾纳香样品中重金属元素的含量见表2和图1～3。艾纳香植株中重金属含量变化差异大，变异系数在21.5%～48.4%，其含量最大值与最小质之间相差数倍，就重金属的变异系数而言，呈现出Pb 表2 艾纳香样品中重金属含量（略）
图1 艾纳香样品中Pb的箱线分布图（略）
图2 艾纳香样品中Cd的箱线分布图（略）
图3 艾纳香样品中Cu的箱线分布图（略）
从以上结果可知，该基地土壤中所测定的3种重金属Pb，Cd，Cu均达到国家土壤环境质量二级标准［15］及绿色食品产地环境质量标准［16］。根据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》的重金属限定标准，在所分析的21份艾纳香植株样品中：Pb的合格率100%，呈现低背景低富集；Cd的合格率19.1%，超标严重，呈现低背景高富集；Cu的合格率57.2%，呈现低背景低富集。
2.3 相关性分析艾纳香植株以及土壤中各重金属元素之间的相关性见表3。由表3可知，该基地土壤中的Cd与土壤中的Cu和与艾纳香植株的Cd皆呈显著的正相关关系（P<0.05），相关系数分别达到了0.480和0.451。可以推知, 土壤中的Cd与土壤中的Cu可能存在相同的来源; 同时,艾纳香植株对土壤中的Cd吸收可能主要以被动吸收方式为主。艾纳香植株中重金属元素Pb，Cu之间的相关系数为0.501，具有显著的相关性（P<0.05），可能是这两种元素在艾纳香植株的吸收过程中存在着协同作用；而艾纳香植株中重金属元素Cd与Cu之间则存在着显著的负相关关系，相关系数为-0.442（P<0.05），说明艾纳香植株在对Cd与Cu的吸收过程中，这两种重金属元素之间可能存在竞争性机制。
表3 样品重金属含量相关性分析（略）
* 相关性显著水平 0.05 (双尾)
2.4 艾纳香对土壤中重金属的吸收富集能力植物中的重金属主要来自土壤，富集系数的大小表明植物对某种元素的富集能力的强弱。艾纳香中重金属的富集系数=艾纳香植株中重金属的含量/土壤中重金属的含量。所采集艾纳香样品对重金属吸收富集系数列于表4。
表4 艾纳香对土壤重金属元素的富集系数（略）
由表4可知，艾纳香对所研究的3种重金属元素的吸收富集能力较大差异，呈现出Cd>Cu>Pb的变化趋势。对Cd的富集系数全部大于2，说明艾纳香对该种重金属元素具有一定的富集能力。而Pb、Cu的富集系数较小，大部分小于1，尤其是Pb，其富集系数皆小于0.3，说明艾纳香对这两种重金属元素未发生明显富集。另外，从表中还能看出，艾纳香对同种重金属元素的吸收能力也存在较大的差异，Pb，Cd，Cu吸收变异系数分别为26.5%,51.7%,36.6%。说明艾纳香植株对重金属元素的吸收，不仅与重金属元素和土壤中重金属的含量相关，还与其基地土壤理化性质等诸多因素有关，有待进一步研究。
3 结论
研究区域内艾纳香植株中Pb，Cd，Cu的合格率分别为100%，19.1%，57.2%。艾纳香植株中重金属元素Cd已经出现大面积超标现象，应引起相关部门的重视。
相关性研究表明，艾纳香植株对重金属元素吸收过程中，Cd与Cu这两种重金属元素之间可能存在竞争性机制。
艾纳香对重金属元素的吸收富集能力有较大的差异，呈现出Cd>Cu>Pb的变化趋势。Cd富集系数全部大于2，属于低背景高富集，说明该种元素已在艾纳香植株中产生了富集，这可能是艾纳香Cd超标的重要原因。
艾纳香对同种重金属元素的吸收富集能力存在较大差异，所以艾纳香对重金属的吸收富集特征有待进一步研究。
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