中藥材重金屬污染的原因和治理方法初探

摘要：整體而言，目前我國中藥材重金屬的污染情況十分普遍，已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國中藥材的出口。本文首先介紹了當(dāng)前中藥材重金屬污染的情況，并分析了污染產(chǎn)生的原因，同時(shí)探討了治理的方法，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：中藥材；重金屬；生產(chǎn)；改良

引言

中藥材的質(zhì)量和品質(zhì)直接決定中藥的效果和作用，與西藥相比，中藥使用的藥材和原料主要包括動(dòng)物、植物和礦物，它們的成分比較復(fù)雜，并且容易受到環(huán)境的影響，這對中藥的制作和加工提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

1.中藥材重金屬污染的現(xiàn)狀

不同地區(qū)的中藥材重金屬情況也不盡相同，同時(shí)不同種類的藥材蓄積重金屬的能力也存在差異，但是經(jīng)過對二百種中藥材的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)鎘、砷、銅、鉛等重金屬的含量嚴(yán)重超標(biāo)。以植物類中藥材為例，植物的根部和表皮污染程度最重，果實(shí)污染程度最輕，很大一部分原因是植物的根部和表皮與土壤直接接觸，很容易吸收土壤中的重金屬，典型的中藥材如當(dāng)歸和黨參。至于一些花草類藥材，因?yàn)樯L周期很短，所以重金屬的含量不是很多。對于絕大多數(shù)礦物類中藥材而言，它們的成分比較混亂，雜質(zhì)較多，而動(dòng)物類中藥材的品種較少，但是污染卻十分普遍。

2.中藥材重金屬污染的原因

2.1環(huán)境情況

眾所周知，土壤、大氣和水是中藥材生長和形成的必要條件，無論是植物、動(dòng)物還是礦物，都會(huì)受到所處環(huán)境的影響。近年來，汽車尾氣、供暖燃煤、農(nóng)藥化肥以及工業(yè)廢水等都對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，土壤、大氣以及河流中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，這使得生長在土壤中的植物類中藥材，比如人參、金銀花中鎘、貢的含量超標(biāo)，而生活在河流中的一些魁蚶，體內(nèi)就會(huì)聚集大量的重金屬，繼而影響療效。礦物類中藥材容易與土壤混合在一起，并且摻入一些雜質(zhì)，所以不易提取和分離，所以在一些重金屬含量較高的地區(qū)，純度不夠，制作難度大[1]。

2.2自身性質(zhì)

需要注意的是，植物類和動(dòng)物類中藥材在生長過程中，由于新陳代謝，會(huì)與外界進(jìn)行物質(zhì)交換，這些動(dòng)植物的吸收能力有很大的不同，并且受到遺傳物質(zhì)、生長環(huán)境、生活習(xí)性以及發(fā)育階段的影響，所以即使是同一類植物或者動(dòng)物，它們不同的個(gè)體，重金屬的含量也會(huì)有所不同。以龍葵為例，不同器官的重金屬含量也有很大的差異，其中葉的含量最高，其次是根、枝、皮。但是，由于動(dòng)植物自身的富集特點(diǎn)，所以重金屬在動(dòng)植物的體內(nèi)會(huì)不斷累積，而不會(huì)分解和排出，所以動(dòng)植物類中藥材的重金屬污染情況如果不進(jìn)行治理，就會(huì)越來越嚴(yán)重。

2.3生產(chǎn)過程

對于中藥的制作和加工而言，涉及的內(nèi)容很多，比如添加輔料、包裝、運(yùn)輸以及存儲等環(huán)節(jié)，都可以造成重金屬的污染。對于一些人工種植和養(yǎng)殖的植物類藥材和動(dòng)物類藥材，使用的農(nóng)藥化肥、飼料等，都可能含有一定的重金屬，所以會(huì)導(dǎo)致這些中藥材重金屬含量超標(biāo)。在加工過程中使用的水、容器也會(huì)對藥材造成污染，影響藥材的純度。一些藥材容易變質(zhì)或者是為了防止蟲害，在保存之前需要進(jìn)行熏蒸處理，而使用的熏蒸材料就會(huì)加大中藥材中砷和銅的含量。

3.中藥材重金屬污染的治理方法

3.1吸收

在對污染的土壤進(jìn)行治理是，可以向污染土壤中添加潔凈土壤，降低土壤中污染物的濃度，同時(shí)減少污染物與植物根系的接觸，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是見效快，效果好。也可以將沒有被污染的土壤與被污染的土壤進(jìn)行交換，或者是通過翻耕的方法，將一定深度的緊實(shí)土層變?yōu)槭杷杉?xì)碎的耕層，清潔耕層表面，從而提高整地和播種質(zhì)量。上述的方法都屬于傳統(tǒng)和常見的物理方法，需要消耗大量的人力和物力，而化學(xué)方法比如電動(dòng)力學(xué)修復(fù)，它是利用土層和污染物的電動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，在施加直流電場后對重金屬離子進(jìn)行吸附。目前，還有熱解吸技術(shù)，通過直接或者間接熱交換，將土壤中的重金屬污染物加熱到足夠的溫度，從而使其揮發(fā)，這種技術(shù)使用的設(shè)備可以移動(dòng)，并且處理后的土壤可以再次利用。另外，使用一些表面活性劑，比如聚丙烯酰胺，可以對中藥材進(jìn)行提純處理。但是整體而言，上述處理方法的適用范圍較小，并且成本較高，無法進(jìn)行大面積的推廣。

3.2改良

除了對重金屬進(jìn)行吸收之外，還可以降低重金屬的活性，比如在污染比較嚴(yán)重的土壤和水體中加入一定量的生石灰，從而提高土壤和水體的PH值，讓重金屬與熟石灰發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化物沉淀。也可以使用一些還原性比較強(qiáng)的物質(zhì)，讓重金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫化物沉淀。這里需要提一下拮抗作用，它指的是一種物質(zhì)（過程）被另一種物質(zhì)（過程）所阻抑的現(xiàn)象，比如某種生物所產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物可抑制其他生物的生長和發(fā)育。理論上講，在一些大型的中藥材種植基地，使用這種方法，可以降低植物對重金屬的吸收，但是有效性和可靠性還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.3修復(fù)

目前，應(yīng)用最廣泛和最普遍的是生物修復(fù)技術(shù)，它指的是利用植物以及微生物的特點(diǎn)，吸收或者是降解環(huán)境中的重金屬，主要有三種：

第一種，植物修復(fù)。在中藥種植基地，可以栽種一些植物，比如檜柏和油菜，吸收土壤中的重金屬，因?yàn)檫@兩類植物吸收能力較強(qiáng)，并且吸收的重金屬可以在植物的頂端大量富集。一般情況下，在種植這類植物后，土壤中的鉛、鉻、硒等元素會(huì)大幅度減少，有利于植物類中藥材的健康生長，而且這種方法成本很低，不會(huì)產(chǎn)生污染[2]。

第二種，微生物修復(fù)。一些微生物，尤其是細(xì)菌，能夠與重金屬發(fā)生反應(yīng)，并且將它們存儲在細(xì)胞內(nèi)，然后通過一系列的新陳代謝將金屬離子以沉淀物的形式排出。在具體的應(yīng)用過程中，可以使用特定的有機(jī)肥，產(chǎn)生大量適宜的微生物，然后減輕重金屬污染的程度。值得一提的是，微生物的活性很強(qiáng)，自身能夠產(chǎn)生大量的酶，可以與大多數(shù)的重金屬發(fā)生反應(yīng)。

第三種，基因工程。這種方法指的是，先對具有富集能力的植物和微生物進(jìn)行分析，找到它們吸收重金屬的基因，然后對這類基因進(jìn)行提取，從而生產(chǎn)出轉(zhuǎn)基因植物。我國科學(xué)家曹樹青通過對植物響應(yīng)重金屬鎘脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了基因M A N3及其介導(dǎo)的甘露糖的新功能，明白了在受到重金屬鎘污染的土壤中，植物仍然可以茂盛生長的原因，對土壤重金屬污染植物修復(fù)基因工程起到了巨大的推進(jìn)作用。

3.4預(yù)防

在種植、養(yǎng)殖中藥材的過程中，我們需要減少農(nóng)藥和化肥的使用，并且根據(jù)中藥材的生長習(xí)性，盡量避免人為干擾。在采摘、收集和加工的過程中，需要對儀器和設(shè)備進(jìn)行消毒，控制污染源。因?yàn)閯?dòng)植物類中藥材吸收重金屬以后，會(huì)把它們集中存儲在某個(gè)部位中，所以我們可以對富集部位進(jìn)行分析，比如根部，從而進(jìn)行針對性的清洗，這樣可以在一定程度上提高中藥材的質(zhì)量。

結(jié)論：

綜上所述，中藥材重金屬污染的原因多種多樣，所以在進(jìn)行治理的過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇治理方法，同時(shí)加強(qiáng)檢測和管理工作，只有多措并舉，才能切實(shí)保證中藥材的安全，促進(jìn)我國中藥行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉繼旸.中藥材中重金屬污染及其研究綜述[J].黑龍江科技信息，2017（12）：96.

[2]張慧莉.我國中藥材中重金屬污染現(xiàn)狀分析及對策研究[J].山東化工，2018，47（01）：56-57.

作者簡介：孫兆帥，男，1993.10，安徽省六安市，漢，碩士研究生，研究方向：中藥材重金屬污染、農(nóng)殘污染。

（作者單位：云南師范大學(xué)大學(xué)）