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中藥材重金屬污染的原因和治理方法初探

發(fā)布時間:2019-08-30 來源: 散文精選 點擊:


  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,同時探討了治理的方法,希望能夠為相關(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峻的考驗。
  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,發(fā)現(xiàn)鎘、砷、銅、鉛等重金屬的含量嚴重超標(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,因為生長周期很短,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、動物還是礦物,都會受到所處環(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)境造成了嚴重的污染,土壤、大氣以及河流中的重金屬含量嚴重超標(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,植物類和動物類中藥材在生長過程中,由于新陳代謝,會與外界進行物質(zhì)交換,這些動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物,它們不同的個體,重金屬的含量也會有所不同。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,由于動植物自身的富集特點,所以重金屬在動植物的體內(nèi)會不斷累積,而不會分解和排出,所以動植物類中藥材的重金屬污染情況如果不進行治理,就會越來越嚴重。
  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,在保存之前需要進行熏蒸處理,而使用的熏蒸材料就會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,同時減少污染物與植物根系的接觸,這種方法的優(yōu)點是見效快,效果好。也可以將沒有被污染的土壤與被污染的土壤進行交換,或者是通過翻耕的方法,將一定深度的緊實土層變?yōu)槭杷杉毸榈母麑,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)方法比如電動力學(xué)修復(fù),它是利用土層和污染物的電動力學(xué)性質(zhì),在施加直流電場后對重金屬離子進行吸附。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,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,無法進行大面積的推廣。
  3.2改良
  除了對重金屬進行吸收之外,還可以降低重金屬的活性,比如在污染比較嚴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一步驗證。
  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,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,因為這兩類植物吸收能力較強,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,不會產(chǎn)生污染[2]。
  第二種,微生物修復(fù)。一些微生物,尤其是細菌,能夠與重金屬發(fā)生反應(yīng),并且將它們存儲在細胞內(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,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行分析,找到它們吸收重金屬的基因,然后對這類基因進行提取,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)控機制進行研究,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)備進行消毒,控制污染源。因為動植物類中藥材吸收重金屬以后,會把它們集中存儲在某個部位中,所以我們可以對富集部位進行分析,比如根部,從而進行針對性的清洗,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,所以在進行治理的過程中,需要結(jié)合實際情況,合理選擇治理方法,同時加強檢測和管理工作,只有多措并舉,才能切實保證中藥材的安全,促進我國中藥行業(yè)的發(fā)展。
  參考文獻
  [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。
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