解决中药材重金属含量超标的栽培措施(中药材的生产技术)

解决中药材重金属含量超标的栽培措施

重金属通常是指比重在5以上的金属，如铬、镉、铜、铅、银、金、汞等。从食品卫生角度主要限制的是铬、镉、铜、铅、汞等5种金属元素。营养化学、毒物学和环境污染研究中公认铍、锑、铊、锆、铬、镉、铅、汞等对生物和人体有毒害作用，被称为污染元素，而锰、钴、铜、钒、硒、钼、铬等在含量过高或形态(如价态)不同时，对生命体体系亦有毒害作用。

中药材重金属主要来源于其生长的土壤（植物药），或其食物（动物药），或其形成时的物质（矿物药)，其次是工业“三废”排放到土壤、空中，药材被动吸收，以及施肥与病虫害防治过程中化肥、化学农药的重金属被药材吸收。

中药材重金属含量超标是影响中药出口、中药进入国际市场的主要制约因素之一。当前，国际上进口中药材和中成药的国家和地区对中药材、中成药的重金属含量都提出了严格要求，如新加坡要求进口的中药材和中成药中铅的含量低于20ppm、汞低于0.5ppm、铜低于159ppm；美国禁止含有汞、铅等重金属的中药材与中成药销售。我国也明确的规定，中草药制成的注射剂中重金属含量不得超过0.15ppm，其它药品中不得超过20ppm。重金属对人类乃至所有生物的危害引起世界各国的重视，现代中药必须解决重金属含量超标问题。有效地控制中药重金属含量超标，应从中药生产的源头抓起，即从中药材生产上解决重金属含量的超标问题。以下主要介绍植物类中药材可采取的措施：

一、科学规划中药材生产基地

植物类中药材的营养主要来源于土壤，施肥的绝大部分养分也要经过土壤才被植物吸收(根外追肥除外)。在选择中药材生产基地时，不但要考虑生态、气候条件的适应性、土壤的肥力状况、供肥特性，而且要对土壤的重金属含量进行考查。

1.土壤成土母质考查 土壤成土母质是由岩石风化发育而成，沉积岩的成分比较复杂，主要决定于形成时的物质来源。变质岩也是土壤成土母质的一重要来源。在规划中药材生产基地时需对成土母质进行研究与分析，确定土壤成土是否富含重金属，准备建立生产基地的地区是否有重金属矿区及该矿出露的地质岩层与生产基地成土母质形成的地质年代关系等。

2.土壤的成土过程与污染情况 主要考查土壤形成过程中成土母质是否与该地出露的岩石相一致，从而确定成土母质的真实来源。成土过程中是否有大量的客土倾倒和是否有工业污水河流、溪沟等污染过。

3.土壤利用情况调查

主要是对土壤种植或其它利用情况进行调查，了解在土壤的利用过程中是否造成了对土壤的污染，土壤施用肥料、农药的有关情况以及作物生长情况。

二、有效解决土壤污染

土壤污染是指有害元素或化合物在土壤中的累积超过土壤本底含量并达到危害植物及人类的标准。中药材不是单一产品用于防病治病，绝数是复方或多数中药材原料生产出中成药，因此中药材重金属超标的含量指标低，要求土壤几乎没有污染。在中药材生产中应采取措施对土壤进行净化。种植中药材前可施用石灰或其它碱性肥料提高土壤PH值，使多种重金属元素转化为难溶态，降低其在土壤溶液中的含量。同时，增加有机肥的施用量，提高土壤有机质含量，利用土壤有机物对重金属的络合作用和吸咐作用，减少重金属的活性，使药材不能吸收，避免造成中药材重金属含量超标。

三、采取科学有效的生产管理措施

采取科学有效的生产管理措施，是有效控制中药材重金属含量超标的重要环节。中药材生产管理中的施肥、病虫害防治是取得中药材高产的两个重要管理环节，但也容易带入重金属污染。，生产上重视产量而忽视质量的现象比较普遍，只要对中药材高产有利，什么肥料都在施用，能防治病虫害的农药就喷洒。因此，解决中药材重金属含量超标，必须抓好中药材生产过程中的各个环节：

1．施肥管理技术

中药材的施肥管理应坚持科学有效的施肥原则，既要保证中药材产量与质量的需要，又不能造成施肥过剩，污染土壤及地下水。中药材生产应引入农业上早已应用的配方施肥技术，提高中药材生产的技术水平。中药材生产的配方施肥是在中药材生物学特性、营养生理研究基础上，土壤供需肥性能与肥料特性，以有机肥为基础，制定出中药材生产中氮、磷、钾和微肥的施用量及其比例，并采用相应的施用技术。为了解决中药材生产中重金属超标的问题，中药材生产在施肥上还应考虑有机肥的处理与化学肥料的种类选择。

（1）有机肥的选择与处理

应对有机肥的来源进行选择，不能将带有重金属的生活垃圾或工业废弃物沤制的有机肥用于中药材生产。人畜粪便及植物秸杆或杂草一起沤制的有机肥，施用之前也应作灭菌处理，以免有机肥中的微生物、虫卵等引起中药材病虫害发生。

（2）化学肥料的选择

主要是对化学肥料杂质含量进行严格控制，以避免其重金属含量超标，对中药材质量产生影响。氮肥的生产进程，带入金属化合物的可能性小；磷肥的种类繁多，有的只对磷矿作了简单的加工就应用到农业生产上，容易造成重金属污染；另有钙、镁、硫等肥料亦应严格监控其重金属含量。除此之外，合理施用微肥也是中药材生产必须的施肥措施。常用的微肥有硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥、铁肥等。微肥的用量少，是植物生长不可缺少的营养成分，除了重点考虑其种类外，还应注意用量的准确性，是因为植物对微肥的需求量少，一不注意就会造成过量，产生肥害。

（3）中药材的施肥量及其配比

中药材配方施肥是建立在中药材生物学特性、营养生理以及土壤养分特性研究基础之上的。通过中药材生物学特性研究，摸清中药材生长发育时期、各生育期的生长发育特点，从而确定各生育期施肥的目的。研究中药材营养生理，对中药材各生育期的营养特征、各种养分的需求量及其比例、中药材目标产量的需肥量等进行研究。再根据土壤养分状况、土壤供肥性能，确定中药材生产管理的施肥量及其各种肥料的配比，并对各生育期的施用量、施用方法作出科学的计划与安排，形成一套施肥技术。

2．中药材病虫害防治技术

中药材病虫害发生比较普遍，中药材生长过程中或多或少都受到病虫害的影响，中药材病虫害的有效防治是中药材生产上的一个薄弱环节。在中药材病虫害防治上，滥用农药、用药过量、农药施用方法错误等现象普遍存在。中药材病虫害防治方法不科学，造成中药材重金属含量超标的情况在所难免。有的农药具有较好的防治效果，但其所含重金属元素在中药材生产上严禁使用，如有机汞杀虫剂氯化乙基汞(西力生)、醋酸苯汞(赛力散)是具有剧毒、高残留的含汞农药。此外砷类杀虫剂也不能运用到中药材生产上，以免造成砷化物含量超标。中药材病虫害防治应根据病虫害发生的特性与规律，科学地施用农药，尽可能采取生物与农业防治措施。

中药材的生产技术

建国以来，特别是改革开放以来，我国的中药材生产技术有了长足的发展，对一些重要中药材的生产栽培技术进行了深入的研究。就药植所而言，从六十年代开始，科研人员深入到全国各地开展中药材引种栽培研究，帮助当地发展中药材生产并建立中药材的研究机构，解决了诸多中药材生产中的问题，先后开展了黄连、当归、贝母、天麻、金银花、丹参、元胡、番红花、人参、西洋参、黄芩、甘草、北沙参、枸杞、桔梗、红花、芍药、牡丹、山茱萸、地黄、金莲花、杜仲、薏苡、山药、银杏、五倍子、猪苓、黄芪、金荞麦、肉苁蓉等中药材的栽培技术研究，并取得成果。其中天麻、黄连、西洋参、金银花、猪苓等品种栽培技术大面积推广和应用，取得了良好的经济和社会效益，已经成为当地的支柱产业和脱贫途径。从八十年代开始，我所致力于中药材病虫害的生物防治和绿色中药材栽培技术的研究，对中药材的病虫害采取生物防治措施，这项技术已经成功地应用到人参、西洋参、山楂、金银花、枸杞等中药材病虫害防治等。
全国中药材家种品种达300多种，种植面积500万亩以上，年产量5亿多公斤，全国已建立中药材生产基地600多个，为中医药的发展提供了坚实的物质基础，推动了中医药事业的发展。 中药材生产科技水平较为落后，种植方法较为原始，缺乏中药材生产管理规范是主要问题。主要表现在以下四方面：
2．1 种子种苗的提纯复壮和优良种品选育工作滞后，造成中药材的质量不稳定
由于大多数药用植物引种栽培历史较短，因此保留着许多野生性状，栽培的中药材种质混杂，表现为种内变异的多样性。种子种苗的提纯复壮和优良品种选育工作不及时，是造成中药材质量极不稳定的主要原因。
2．2 中药材中农药残留、有害重金属含量超标
在栽培过程，中药材往往遭受到多种病虫病的危害，直接影响中药材的产量和质量，造成重大经济损失。1997年国家中医药局组织有关单位对中药材植保问题开展调研，调研结果认为药用植物病虫害防治是中药材生产中最为薄弱的环节。病虫害种类多、危害重、损失大，由于药农对农药缺乏有关常识，滥用、误用农药问题突出。中药材中的农药残留问题，直接影响人体健康，阻碍中药走向国际市场。
环境污染，某些中药材生长地区受到工业废液、废气等严重污染；某些地区土壤含有砷、铅等有害元素，有些中药材在生长过程中富集这些有害元素。这两个主要原因导致重金属含量超标。
2．3 不合理的开发利用，野生资源消耗速度过快
当前对野生中药材资源保护措施不力，受价格和市场等因素的影响，常遭掠夺性开发，导致毁灭性破坏，如肉苁蓉、川贝母、石斛、穿龙薯蓣，冬虫夏草等，由于环境恶化，生态平衡失调，有些药用植物分布区域缩小，甚至减少到物种灭绝的边缘。
2．4 中药材栽培、加工技术不规范
对道地药材的开发和利用不充分，大宗药材的种植缺乏严格的规程，生产管理粗放产量低、质量差的现象较为普遍。 中药现代化是以中药材栽培研究的现代化为基础。作为中药的源头部分的中药资源，特别是中药材生产，必须首先实现现代化，才能保证中药现代化的实现。要把高质量绿色中药材的生产研究作为中医药发展与加速中药走向世界的首要工作，没有现代化的中药材栽培研究作支撑，就难以生产质量优良的中药材，安全有效、质量稳定、服用方便的现代中药生产就无从谈起，中药现代化就成为无水之源。
鉴于中药材生产管理规范的重要性，选择若干个中药材品种进行规范化、规模化种植示范，同时研究建立符合GAP的中药材种植规范作为中药现代化项目的内容之一。我国有关单位正在组织专家起草我国的GAP标准。
国内虽有一些中药材的生产管理规定，但不规范，缺乏统一标准和可操作性。适合国情又能与国际接轨的GAP的制订实施并非是件容易的事情。有些国家制订了GAP实施条例。我们可以借鉴法国的《药用和芳香植物生产管理规范(GAP)实施条例(草案)》中从种子和繁殖材料、栽培、灌溉、收获、初级加工、包装、储藏和运输、设备、人员和设施、书面记录、教育以及质量保证11个方面作为全面具体的规定。如：种子的繁殖材料中规定“播种材料性能必须通过植物学鉴定，说明其植物变种、栽培品种、化学型及来源。无性繁殖的原材料也应如此；原材料包括种子的无性繁殖材料，应该符合有关纯度和发芽率的要求或标准；在生产的各个环节如栽培、收获、干燥及包装等过程中都应该严格控制外来物种、变种的混入，对于混杂者应及时去除”。栽培规范中规定：“依据栽培类型，如传统方法或有机产品，种植者必须遵循各标准操作规程进行栽培，通常应注意避免环境干扰；药用和芳香植物不能在被沉积淤泥污染的土壤中生长。此外土壤还不能被重金属、农药和其它工业化学产品等的残留所污染。……”以确保符合生产管理规范，确保药用植物生产质量。 1、概念的内涵
中药材全息营养的概念由张勇飞等专家于2011年首次在《滋补中药的生产与营销》一书中提出，又通过2013年出版的《优质高效中药生产直通营销》一书中加以完善。什么是中药材全息营养？祖国传统中医学利用“天人合一”的宇宙全息规律将“自然”与“人体”通过类比的方法，建立了理、法、方、药的医学体系，中药材在防治人和动物疾病中完全遵循了宇宙全息理论而有效地使用，这被几千年的医学实践所证明，所以中药材全息营养是指某种中药材含有防治人和动物相对应的某种疾病的全部物质形态和能量与信息的场形态的营养总和 。
2、概念的外延
用现代分析理论建立起来的生物学和医学理论，衡量药材的药用价值就是用生物碱、有机酸、黄酮、皂苷、多糖、维生素、矿物质和各种微量元素作为依据而定，其实这是一种局限理论。因为，没有一种科学理论可以完全认识生命所有需要的一切营养、医疗和保健物质。但是，我们也不是科学的虚无主义者，最接近科学的中药材的药用价值标准就是遵循生物进化过程中形成的食物链，它包含了防治疾病全部信息的药用成分，我们称之为药物的全息营养，它还应该包括无法用仪器测定的而被祖国医学证明了几千年的的四气五味和归经等指标。中药材全息营养就是指药材的生物碱、有机酸、黄酮、皂苷、多糖、维生素、矿物质和各种微量元素以及四气五味和归经等综合药用价值 。
3、指导生产的意义
道地中药材就是指原产地或近似原产地生产的中草药材，它是生物进化的结果，是天地自然最佳组合因素的产物，药效最佳，具有完美的中药材全息营养。因此，在中药材在栽培中必须注意中药材全息营养，否则，生产出的中药材就不具有很好的医疗效果。在中药材原产地生产的中药材是道地中药材，然而市场需求量的增加和环境及物种保护法规条例的限制，中药材的生产不得不在原产地以外的地区进行人工栽培。通过人为方法将药材移出原产地引种到其它地区的栽培称之为药材异地栽培。由于药材异地栽培脱离了药材原有的生存环境，在新的地区再也没有了原来的物质营养条件和非物质的多种场能影响，比如地磁场、月潮、日磁场和宇宙场等多维场能的作用，所以，药材异地栽首先需要适应引进地区的生存环境条件，这样药材才能生长下来。如此，异地栽培的药材一边继承了该药材原有的特性，一边吸收了引进地区生存环境作用的新特点，培育了该药材新的全息营养特征，与道地滋补药材的全息营养形成了明显的异化。比如，滋补药材的道地产品在中原地区生产，它主要具有补益五脏之气功能；如果把滋补药材引种到华南地区，滋补药材的补益减弱，同时滋阴功能得以显现；如果把滋补药材引种到华东地区，就具备得补而不腻的特点，因为这里的滋补药材带有了调达肝气的效果。我国的各种生物无不打上地域的烙印。道地滋补药材和异地栽培药材其特点也十分明显。一般来讲，异地栽培药材在道地滋补药材的全息营养特征上，向异地即引种地域的自然全息营养特征上靠近，也就说有异化向引种地域特征的趋势。具体异化趋势见表 。
我国异地栽培时药材全息营养的异化趋势表 我国地区划分异地栽培时药材全息营养的异化趋势中原地区补脾益气东北及华北地区补五脏气华东地区梳理肝气华南地区滋阴除热西南地区补血调阴西北地区滋补肺气

土壤中重金属超标如何处理?

（一）常见治理方法 x0dx0a土壤重金属污染治理途径主要有两种，一是改变重金属在土壤中的存在状态，使其由活化态转为稳定态；二是从土壤中除去重金属。 x0dx0a常采用的物理及物理化学的方法时热解吸法、电化学法和提取法。对于挥发性重金属可用加热方法从土壤中解吸出来。若重金属渗透性不高且传导性差则用电化学法除去。提取法可利用试剂和土壤中的重金属作用，形成溶解性的重金属离子或金属试剂络合物，回收再利用。 x0dx0a(二)工程物理化学法 x0dx0a工程物理化学法是利用物理、化学等方法治理重金属污染土壤的方法。在重金属污染的初期，由于污染较集中，这种方法较为普遍采用，主要方法有：客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法、物理固化法等。对于污染重、面积小的土壤运用物理化学法具有治理效果明显、迅速的优点，但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力，而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降，因此对于大面积重金属污染地不宜采用这种方法。 x0dx0a热处理法是将污染土壤加热，使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理；电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。 x0dx0a（三）生物修复法 x0dx0a生物修复是指利用生物的新陈代谢活动减少土壤中重金属的浓度或使其形态发生改变，从而使污染的土壤环境能够部分或完全恢复到原始状态的过程。修复措施主要包括植物修复、微生物修复和动物修复等。因其具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等优点，日益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究及工程运用的热点。 1、植物修复措施 x0dx0a植物修复措施是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素理论为基础，一些重金属污染区存在着对重金属具耐性的植物，这些植物通过排斥或在局部使重金属富集，使重金属在植株根部细胞壁沉淀而“束缚”其跨膜吸收，或与某些蛋白质、有机酸结合生成不具生物活性的解毒形式，从而提高了对重金属伤害的忍耐度。利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物是一门新兴起的环境应用技术。植物治理措施的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物，超积累植物可吸收积累大量的重金属，但植物修复措施也有局限性，如超积累植物通常生物量低，生长缓慢，效果不显著。 x0dx0a2、微生物修复措施 x0dx0a微生物治理是利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，从而降低土壤中重金属的毒性。原核生物（细菌、放线菌）比真核生物（真菌）对重金属更敏感，利用此原理在土壤中培养富汞细菌，将这些细菌收集后，经蒸发、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。当前运用遗传、基因工程等生物技术，培育对重金属具有降毒能力的微生物，并运用于污染治理，是土壤重金属污染研究中较活跃的领域之一。 x0dx0a土壤重金属污染的微生物修复主要包括2方面：即生物吸附和生物氧化-还原。生物吸附是重金属被生物体吸附,如蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能够产生具有大量阳离子基团的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等，并与重金属形成络合物；而生物氧化是微生物对重金属离子进行氧化、还原、甲基化和脱甲基化作用，降低土壤环境中重金属含量。 x0dx0a3、低等动物修复措施 x0dx0a土壤中的某些低等动物（如蚯蚓类）能吸收土壤中的重金属，因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。韩国有科学家运用蚯蚓毒理学试验对3个废弃的砷矿及重金属矿区尾矿进行修复实验，研究表明蚯蚓对锌和镉有良好的富集作用。由此可见，在重金属污染的土壤中放养蚯蚓，待其富集重金属后，采用电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理，对重金属污染土壤有一定的治理效果。 x0dx0a（四）农业治理方法 x0dx0a农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害，在污染土壤上种植不进入食物链的植物。主要有：控制土壤水分是指通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位，达到降低重金属污染的目的；选择化肥是指在不影响土壤供肥的情况下，选择最能降低土壤重金属污染的化肥；增施有机肥是指有机肥能够固定土壤中多种重金属以降低土壤重金属污染的措施；选择农作物品种是指选择抗污染的植物和不要在重金属污染的土壤上种植进入食物链的植物。 x0dx0a农业治理措施的优点是易操作、费用较低，缺点是周期长、效果不显著。 目前，土壤重金属污染治理的主要措施就是“预防为主，防治结合”。对于没有被污染的土壤以预防为主，切断污染源，提高土壤环境容量；对于已被污染的土壤主要是进行改造、治理，以消除污染。土壤重金属污染物的迁移转化非常复杂，治理极其艰难，必须引起人类的高度注重，杜绝土壤的重金属污染。

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