2020 年柘榮太子參中重金屬元素的含量分析

◎ 詹少丹

（寧德市食品藥品檢驗(yàn)檢測中心，福建 寧德 352100）

隨著柘榮縣“閩東藥城”發(fā)展定位的確立，柘榮太子參種植成為了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收致富的當(dāng)家產(chǎn)業(yè)。目前，柘榮太子參柘榮縣種植面積達(dá)28.67 km2，年產(chǎn)量在5 000 t 左右，產(chǎn)銷量居全國第一。在柘榮縣政府的扶持下成功形成了從藥品、保健食品到飲料、家庭藥膳，從原料、片劑到膠囊、口服液的多元化、多層次的太子參產(chǎn)業(yè)鏈條。重金屬是目前公認(rèn)的對人體有害的微量元素，通常是指原子密度大于5 g·cm-3的一類金屬元素，如金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎘、鉻和汞等，目前最引起人們注意的是銅、鉛、砷、鎘及汞等[1]。其毒性作用主要是進(jìn)入人體內(nèi)能使人體內(nèi)蛋白質(zhì)變性，酶失去活性，組織細(xì)胞出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能上的損害[2-3]，也能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。在太子參種植過程中，土壤污染、工業(yè)有害排放、汽車尾氣及化肥農(nóng)藥等都可能造成重金屬污染，監(jiān)測太子參重金屬含量具有深刻意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品分別來自柘榮城郊鄉(xiāng)、乍洋鄉(xiāng)、東源鄉(xiāng)、宅中鄉(xiāng)、富溪鎮(zhèn)、黃柏鄉(xiāng)、楮坪鄉(xiāng)和英山鄉(xiāng)8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共40 批次，樣品來源有種植基地提供樣、向農(nóng)戶采購樣、柘榮縣農(nóng)科所提供樣及企業(yè)提供樣。

國家標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB04-1729-2004 汞（Hg）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1，唯一標(biāo)識(shí)：19C034-4）、ICP 分析用GNM-M141800-2013 鋁（Al）、砷（As）、鈣（Ca）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、鉬（Mo）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、硒（Se）、鍶（Sr）和鋅（Zn）多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg·mL-1，唯一標(biāo)識(shí)：20D3514）、65%優(yōu)級(jí)純硝酸，均購自上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ICAP RQ 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國賽默飛公司）、MARS Xpress 微波消解儀（美國CEM 公司）、SQP 型電子天平（德國賽多利斯公司）、BHW-09C趕酸儀（上海博通化學(xué)科技有限公司）、Milli-Q 超純水機(jī)（美國Millipore 公司）及高速粉碎機(jī)。

1.3 檢測方法

將樣品置于高速粉碎機(jī)中粉碎成粉末，稱取粉碎后太子參樣品約0.3 g（精確到0.001 g）于消解罐中，加入5.0 mL 硝酸，至于趕酸器（120 ℃）上預(yù)消解 10 min后，放置過夜。旋緊消解罐蓋置于微波消解儀中，設(shè)置微波消解儀消解條件[4]。消解結(jié)束冷卻至室溫后，打開消解罐，于趕酸器上（120 ℃）趕酸。消解完成后所得液體應(yīng)為淡黃色澄清無懸浮物的溶液。最后用超純水反復(fù)洗滌消解罐瓶蓋、瓶身內(nèi)部將洗滌液與消解液合并定容至25 mL 容量瓶中，搖勻，上機(jī)測定，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

分別吸取ICP-MS 多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液和汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1.0%硝酸溶液逐級(jí)稀釋制備標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，備用。分別吸取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用1.0%硝酸溶液定容，使多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度分別1 μg·L-1、5 μg·L-1、 10 μg·L-1、50 μg·L-1和100 μg·L-1，汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為0.1 μg·L-1、0.5 μg·L-1、1.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1和 10.0 μg·L-1（現(xiàn)用現(xiàn)配）。

設(shè)置上機(jī)時(shí)ICP-MS 儀器條件，定量方式選擇外部標(biāo)準(zhǔn)定量法（eQuant），內(nèi)標(biāo)的校正方式則采用參考法（Reference），當(dāng)使用內(nèi)標(biāo)參考法時(shí)，以校正空白的內(nèi)標(biāo)響應(yīng)值作為100%，通過計(jì)算樣品中內(nèi)標(biāo)元素的回收率，來校正進(jìn)樣過程中的信號(hào)漂移。

2 結(jié)果與分析

2.1 柘榮太子參中重金屬含量總體概況

本實(shí)驗(yàn)共檢測柘榮8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)40 批太子參，檢測項(xiàng)目為鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Gd）、汞（Hg）及銅（Cu），檢測結(jié)果按《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（WM/T 2—2004）要求鉛（Pb）≤ 5.0 mg·kg-1， 鎘（Cd） ≤0.3 mg·kg-1， 汞（Hg） ≤ 0.2 mg·kg-1， 砷（As） ≤2.0 mg·kg-1， 銅（Cu） ≤ 20.0 mg·kg-1[5]，全部符合標(biāo)準(zhǔn)，檢測結(jié)果見表1。

表1 2020 年柘榮太子參中重金屬含量檢測值情況表

由表1 可知，5 種重金屬元素均有檢出，銅（Cu） 和鎘（Cd）檢出率達(dá)100%，汞（Hg）檢出率47.5%， 鉛（Pb）和砷（As）檢出率75%，銅（Cu）檢測值高于其他4 種元素跟銅元素在環(huán)境中含量較高有關(guān)，鉛（Pb）、鎘（Cd）檢出最大值臨近標(biāo)準(zhǔn)要求，說明柘榮太子參種植環(huán)境還是受到一定程度的重金屬污染。

2.2 柘榮太子參重金屬污染程度評(píng)價(jià)

單因子污染指數(shù)法：為評(píng)判相應(yīng)的污染程度把參考值設(shè)為國家標(biāo)準(zhǔn)值，污染程度水平用實(shí)際測出的濃度與標(biāo)準(zhǔn)值比較的水平高低來衡量。單因子污染指數(shù)P 按公式（1）計(jì)算。

式（1）中，xi為重金屬的檢測值，si為標(biāo)準(zhǔn) WM/T 2—2004 要求的規(guī)定值。

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法：在單因子污染指數(shù)得出后，兼顧極值的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，反映出重金屬對太子參的綜合影響，各種重金屬相互作用疊加的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致太子參污染的不良狀況。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)按式（2）計(jì)算。

式（2）中，(Ni)max為重金屬污染指數(shù)最大值，(Ni)ave為重金屬污染指數(shù)平均值，N綜為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)。N綜≤0.70，樣品屬于安全等級(jí)；0.7 ＜ N綜≤1.00，樣品處于警戒線；1.00 ＜N綜≤2.00，樣品被輕度污染；2.00 ＜N綜≤3.00，樣品受中度污染；N綜＞3.00，樣品受污染嚴(yán)重[6]。本實(shí)驗(yàn)中柘榮太子參重金屬污染程度詳見表2。

表2 重金屬污染程度表

2.3 各項(xiàng)重金屬元素相關(guān)性分析

各項(xiàng)重金屬元素相關(guān)性分析詳見表3。由表3可知，砷（As）、汞（Hg）呈負(fù)明顯相關(guān)性，p ＜0.01，相關(guān)系數(shù)在0.4 ～0.7 說明關(guān)系弱。砷（As）、鉛（Pb）具有負(fù)明顯相關(guān)性，p ＜0.05，相關(guān)系數(shù)在0.2 ～0.4說明關(guān)系非常弱。鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）3元素之間兩兩具有正顯著相關(guān)性，p 值均＜0.01，鎘（Cd）和汞（Hg）、鎘（Cd）和鉛（Pb）兩組元素相關(guān)系數(shù)皆在0.4 ～0.7 說明關(guān)系弱；鉛（Pb）、汞（Hg）相關(guān)系數(shù)在0.7 以上說明關(guān)系較強(qiáng)。鉛（Pb）、銅（Cu）兩元素之間呈明顯正相關(guān)性，p ＜0.05，但相關(guān)性非常弱。說明鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）三者的污染源很大程度上來源一致。

表3 各項(xiàng)重金屬元素相關(guān)性分析表

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)檢測的40 批柘榮太子參中，5 種重金屬鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Gd）、汞（Hg）和銅（Cu）均有檢出，檢測值皆在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且太子參受重金屬污染程度等級(jí)為安全等級(jí)，鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）三者的污染源很大程度上來源一致。太子參中重金屬的來源一方面與其生長的環(huán)境條件有關(guān)，如土壤、大氣、水、化肥、農(nóng)藥的施用以及工業(yè)“三廢”對其的直接污染和間接污染，另一方面與其本身的遺傳特性、主動(dòng)吸收功能和對重金屬元素的富集能力有關(guān)[7]。