中药材重金属污染的原因和治理方法初探

　　摘要：整体而言，目前我国中药材重金属的污染情况十分普遍，已经严重制约了我国中药材的出口。本文首先介绍了当前中药材重金属污染的情况，并分析了污染产生的原因，同时探讨了治理的方法，希望能够为相关的工作提供一定的参考。
　　关键词：中药材；重金属；生产；改良
　　引言
　　中药材的质量和品质直接决定中药的效果和作用，与西药相比，中药使用的药材和原料主要包括动物、植物和矿物，它们的成分比较复杂，并且容易受到环境的影响，这对中药的制作和加工提出了严峻的考验。
　　1.中药材重金属污染的现状
　　不同地区的中药材重金属情况也不尽相同，同时不同种类的药材蓄积重金属的能力也存在差异，但是经过对二百种中药材的调查统计，发现镉、砷、铜、铅等重金属的含量严重超标。以植物类中药材为例，植物的根部和表皮污染程度最重，果实污染程度最轻，很大一部分原因是植物的根部和表皮与土壤直接接触，很容易吸收土壤中的重金属，典型的中药材如当归和党参。至于一些花草类药材，因为生长周期很短，所以重金属的含量不是很多。对于绝大多数矿物类中药材而言，它们的成分比较混乱，杂质较多，而动物类中药材的品种较少，但是污染却十分普遍。
　　2.中药材重金属污染的原因
　　2.1环境情况
　　众所周知，土壤、大气和水是中药材生长和形成的必要条件，无论是植物、动物还是矿物，都会受到所处环境的影响。近年来，汽车尾气、供暖燃煤、农药化肥以及工业废水等都对环境造成了严重的污染，土壤、大气以及河流中的重金属含量严重超标，这使得生长在土壤中的植物类中药材，比如人参、金银花中镉、贡的含量超标，而生活在河流中的一些魁蚶，体内就会聚集大量的重金属，继而影响疗效。矿物类中药材容易与土壤混合在一起，并且掺入一些杂质，所以不易提取和分离，所以在一些重金属含量较高的地区，纯度不够，制作难度大[1]。
　　2.2自身性质
　　需要注意的是，植物类和动物类中药材在生长过程中，由于新陈代谢，会与外界进行物质交换，这些动植物的吸收能力有很大的不同，并且受到遗传物质、生长环境、生活习性以及发育阶段的影响，所以即使是同一类植物或者动物，它们不同的个体，重金属的含量也会有所不同。以龙葵为例，不同器官的重金属含量也有很大的差异，其中叶的含量最高，其次是根、枝、皮。但是，由于动植物自身的富集特点，所以重金属在动植物的体内会不断累积，而不会分解和排出，所以动植物类中药材的重金属污染情况如果不进行治理，就会越来越严重。
　　2.3生产过程
　　对于中药的制作和加工而言，涉及的内容很多，比如添加辅料、包装、运输以及存储等环节，都可以造成重金属的污染。对于一些人工种植和养殖的植物类药材和动物类药材，使用的农药化肥、饲料等，都可能含有一定的重金属，所以会导致这些中药材重金属含量超标。在加工过程中使用的水、容器也会对药材造成污染，影响药材的纯度。一些药材容易变质或者是为了防止虫害，在保存之前需要进行熏蒸处理，而使用的熏蒸材料就会加大中药材中砷和铜的含量。
　　3.中药材重金属污染的治理方法
　　3.1吸收
　　在对污染的土壤进行治理是，可以向污染土壤中添加洁净土壤，降低土壤中污染物的浓度，同时减少污染物与植物根系的接触，这种方法的优点是见效快，效果好。也可以将没有被污染的土壤与被污染的土壤进行交换，或者是通过翻耕的方法，将一定深度的緊实土层变为疏松细碎的耕层，清洁耕层表面，从而提高整地和播种质量。上述的方法都属于传统和常见的物理方法，需要消耗大量的人力和物力，而化学方法比如电动力学修复，它是利用土层和污染物的电动力学性质，在施加直流电场后对重金属离子进行吸附。目前，还有热解吸技术，通过直接或者间接热交换，将土壤中的重金属污染物加热到足够的温度，从而使其挥发，这种技术使用的设备可以移动，并且处理后的土壤可以再次利用。另外，使用一些表面活性剂，比如聚丙烯酰胺，可以对中药材进行提纯处理。但是整体而言，上述处理方法的适用范围较小，并且成本较高，无法进行大面积的推广。
　　3.2改良
　　除了对重金属进行吸收之外，还可以降低重金属的活性，比如在污染比较严重的土壤和水体中加入一定量的生石灰，从而提高土壤和水体的PH值，让重金属与熟石灰发生反应生成氢氧化物沉淀。也可以使用一些还原性比较强的物质，让重金属发生氧化还原反应，生成相应的硫化物沉淀。这里需要提一下拮抗作用，它指的是一种物质（过程）被另一种物质（过程）所阻抑的现象，比如某种生物所产生的某种代谢产物可抑制其他生物的生长和发育。理论上讲，在一些大型的中药材种植基地，使用这种方法，可以降低植物对重金属的吸收，但是有效性和可靠性还需要进一步验证。
　　3.3修复
　　目前，应用最广泛和最普遍的是生物修复技术，它指的是利用植物以及微生物的特点，吸收或者是降解环境中的重金属，主要有三种：
　　第一种，植物修复。在中药种植基地，可以栽种一些植物，比如桧柏和油菜，吸收土壤中的重金属，因为这两类植物吸收能力较强，并且吸收的重金属可以在植物的顶端大量富集。一般情况下，在种植这类植物后，土壤中的铅、铬、硒等元素会大幅度减少，有利于植物类中药材的健康生长，而且这种方法成本很低，不会产生污染[2]。
　　第二种，微生物修复。一些微生物，尤其是细菌，能够与重金属发生反应，并且将它们存储在细胞内，然后通过一系列的新陈代谢将金属离子以沉淀物的形式排出。在具体的应用过程中，可以使用特定的有机肥，产生大量适宜的微生物，然后减轻重金属污染的程度。值得一提的是，微生物的活性很强，自身能够产生大量的酶，可以与大多数的重金属发生反应。
　　第三种，基因工程。这种方法指的是，先对具有富集能力的植物和微生物进行分析，找到它们吸收重金属的基因，然后对这类基因进行提取，从而生产出转基因植物。我国科学家曹树青通过对植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制进行研究，发现了基因M A N3及其介导的甘露糖的新功能，明白了在受到重金属镉污染的土壤中，植物仍然可以茂盛生长的原因，对土壤重金属污染植物修复基因工程起到了巨大的推进作用。
　　3.4预防
　　在种植、养殖中药材的过程中，我们需要减少农药和化肥的使用，并且根据中药材的生长习性，尽量避免人为干扰。在采摘、收集和加工的过程中，需要对仪器和设备进行消毒，控制污染源。因为动植物类中药材吸收重金属以后，会把它们集中存储在某个部位中，所以我们可以对富集部位进行分析，比如根部，从而进行针对性的清洗，这样可以在一定程度上提高中药材的质量。
　　结论：
　　综上所述，中药材重金属污染的原因多种多样，所以在进行治理的过程中，需要结合实际情况，合理选择治理方法，同时加强检测和管理工作，只有多措并举，才能切实保证中药材的安全，促进我国中药行业的发展。
　　参考文献
　　[1]刘继旸.中药材中重金属污染及其研究综述[J].黑龙江科技信息，2017（12）：96.
　　[2]张慧莉.我国中药材中重金属污染现状分析及对策研究[J].山东化工，2018，47（01）：56-57.
　　作者简介：孙兆帅，男，1993.10，安徽省六安市，汉，硕士研究生，研究方向：中药材重金属污染、农残污染。
　　（作者单位：云南师范大学大学）

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