海南油茶对土壤重金属的富集作用研究

彭德乾 闫超 吴友根 张军锋 王灿红

摘要 采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定海南油茶植物及其种植土壤中的重金属含量，并评价海南油茶中的不同部位对种植土壤中重金属的富集能力。研究结果表明，种植海南油茶的土壤和果实中，Pb含量最高（分别为16.2、88.4 μg/kg），而油茶植物根部和叶中，Cu的含量最高（分别为59.6、53.3 μg/kg），以上重金属的测定值远远低于GAP药用植物标准。此外，海南油茶的根、叶和果对重金属的富集能力均有差异，其大小分别为根Cu>Pb>Cr、叶Cu>Cr>Pb和果Pb>Cu>Cr。

关键词 油茶；电感耦合等离子体质谱；土壤；重金属；富集

中图分类号 S794.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）21-0001-02

Study on Enrichment of Heavy Metals in Soil by Hainan Camellia oleifera

PENG De-qian 1 YAN Chao 2 WU You-gen 2 ZHANG Jun-feng 2 * WANG Can-hong 3

（1 School of Pharmacy，Hainan Medical College，Haikou Hainan 571199； 2 Materials and Chemical Engineering Institute，Hainan University；

3 Hainan Branch Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences ）

Abstract The content of heavy metals in Hainan Camellia oleifera and its planting soil was measured by ICP-MS with digestion technique，and the ability to absorb heavy metals of different parts of Camellia oleifera was evaluated. The results showed that the content of Pb was the highest in the soil and fruit，which was 16.2 μg/kg and 88.4 μg/kg，respectively；and the content of Cu was the highest in the roots and leaves，which was 59.6 μg/kg and 53.3 μg/kg，respectively，the above values of heavy metals content were far below that of the GAP standard for medicinal plants. Additionally，the ability to absorb heavy metals by root，leaves and fruit of Camellia oleifera is different，which is Cu>Pb>Cr（roots），Cu>Cr>Pb（leaves）and Pb>Cu>Cr（fruits），respectively.

Key words Camellia oleifera；ICP-MS；soil；heavy metal；enrichment

油茶（Camellia oleifera），又名油茶树、茶子树、茶油树和白花茶等，是一种山茶科山茶属含油脂量较高且具有经济价值的树种，其在我国的海南、广东、广西、湖南等地均有分布[1]。油茶作为一种野生植物，产量高，且具有广泛的食用价值和药用价值[2-4]。目前，油茶的相关产品在市面上日益增多，同时也备受人们的青睐[5-6]。

然而，随着工农业现代化的发展，土壤的重金属污染日益严重。据报道，高浓度的重金属对土壤-植物系统造成危害，而且通过食物链也会危害人类的健康[7-10]。目前，油茶对土壤重金属富集方面的研究几乎未见报道。鉴于此，有必要测定油茶各部位的重金属含量，保障油茶的品质。本研究采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定海南油茶植物中的重金属含量，通过其富集系数评价油茶各部位对其生长土壤中重金属的富集能力，为油茶的相关产品提供试验依据和保障。

1 材料與方法

1.1 供试材料

采集海南油茶植物的叶、果、根及其栽培土壤样品，用自来水冲洗干净，再用二次蒸馏水清洗2～3次，晒干后，用高速植物组织粉碎机打碎，过60目的筛网，得到目标样品，分别装进干净的样品袋中，待用。

1.2 仪器及试剂

1.2.1 仪器。X Series 2型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），美国Thermo Fisher公司；MDS-6型光纤压力自控密闭微波消解系统，上海新仪微波化学科技有限公司；QE-200高速中药粉碎机，武义县屹立工具有限公司；AL204-IC电子天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；PYP-20L超纯水机，广州品业有限公司。

1.2.2 试剂。浓硝酸和30%双氧水，上海国药集团生产的优级纯试剂；多参数水质分析仪配套试剂，长春吉大小天鹅仪器有限公司；GSB 04-1767-2004多元素标准溶液；试验用水均为二次蒸馏水。

1.3 试验方法

1.3.1 样品预处理。称量粉碎后的土壤样品50.0 mg，分别称量粉碎后的植物样品300.0 mg，装入干净的聚四氟乙烯消解罐中，加入浓硝酸5 mL和30%过氧化氢3 mL，混合均匀，分别盖紧后在消解罐中进行消解，完毕后，将消解罐取下冷却至室温后打开，将样品转移至50 mL容量瓶中，用去离子水清洗消解罐3次并定容至50 mL。

1.3.2 标准溶液选择。ICP-MS分析标准溶液选择国家标准《GSB 04-1767-2004-ICP分析用标准溶液》Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn、Sr、Ti、Tl、V、Zn多元素标准溶液。

1.3.3 样品测量。仪器经过1 μg/L的Be、Co、In、U混合调谐液优化后进行测定，用GSB04-1767-2004多元素标准溶液在计算机控制及数据处理系统中制作标准曲线。对油茶植物的根、果和叶及土壤样品重复试验3次，最终测定结果为其平均值。

2 结果与分析

2.1 线性关系

根据多元素标准溶液的测试结果绘制作图，得到多元素标准曲线，其相关性系数为0.999 9～1.000 0，表明线性关系良好。

2.2 检出限和精密度

在样品中加入一定量的各元素标准溶液，测定其回收率，结果见表1。可以看出，其回收率为99.0%～105.2%，表明本方法的准确度良好；标准偏差<2%（n=3），表明其精密度基本达到试验要求。

在中药材生产质量管理规范（GAP）中规定，用于药材栽培的土壤，其重金属含量要符合《土壤环境质量标准》（GB 15618—2008）中的土壤环境质量二级标准（表2）。根据测定栽培海南油茶的土壤中重金属含量结果，Pb含量（16.2 μg/kg）最高，可其结果远远未达到规定重金属含量的标准；As和Cd均未检出。以上结果表明，所栽培土壤符合海南油茶的种植要求。

2.3 样品中各重金属元素的含量

在优化后的仪器设备中，对海南油茶不同部位的重金属含量测定结果如表3所示。在根部和叶中，Cu的含量最高，其含量分别为59.6、53.3 μg/kg；在果肉中，Pb的含量最高（88.4 μg/kg）。以上结果表明，海南油茶不同部位的重金属含量均存在差异。

依据GAP药用植物标准（表2），海南油茶植物不同部位的各重金属及其总量含量均远远小于规定的值，其结果表明，海南油茶达到GAP药用植物标准。

2.4 油茶对土壤重金属元素的富集能力

植物对土壤重金属有富集作用，其强度可用富集系数（某重金属元素在植物中的含量与之在土壤中的含量的比值）表示。海南油茶不同部位对重金属的富集系数如表4所示。可以看出，根对Cu的富集能力最强，对Cr、Pb富集程度相近，都有着较强的富集能力；果对Pb的富集能力最强，对Cr、Cu有较强的富集能力；叶对3种重金属的富集能力排列依次为Cu>Cr>Pb。

以上结果表明，油茶的不同组织内各重金属元素含量部分存在明显差异，出现这种现象的原因主要与植物不同组织的功能作用、生命活动和对元素的吸收能力有关系，还与其生存土壤情况有关。

3 结论与讨论

油茶具有广泛的药用价值和食用价值，其重金属含量是影响其品质的一个重要方面。本研究采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定海南油茶植株中的重金屬含量和评价其富集能力，研究结果表明，种植油茶的土壤中重金属含量达到GAP要求，并且该油茶中的重金属含量明显小于生产规范要求。此外，海南油茶不同部位的富集能力均有差异。今后将会进一步对其他产地的油茶及其种植土壤进行检测，扩大样品量，系统分析，为油茶产品的开发提供试验依据和品质保障。

4 参考文献

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