科技导报
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本研究通过文献的收集并整理了中药材中重金属铅、砷、镉、汞的含量数据，以《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准为依据，分析了中药材中4 种重金属元素的污染情况。结果显示，4 种重金属的超标率分别为3.46%、4.03%、2.91%、1.41%。4种重金属均为动物类超标最高，另外，花、叶、全草所含重金属超标率较高;根和根茎类、茎木类次之，重金属超标率最小的为果实和种子类。分析发现目前各国家和地区的重金属限量标准主要根据植物类药材设定，还未有针对动物类药材制定的重金属限量标准，因此建议加快对动物类中药材重金属的研究及标准制定工作。
随着人们保健意识的增强，中药类保健产品如雨后春笋般涌入市场，很多药食同源的中药材走进千家万户，成为人们日常保健养生的必备。然而在中药行业发展欣欣向荣的同时，中药材重金属污染问题也受到社会的广泛关注，中药材重金属超标事件时有曝光。此类事件的曝光给中药行业的发展造成了极大的负面影响，阻碍了中药的国际化进程。 目前，关于中药重金属问题，中国科研工作者们已开展了大量研究工作，如国家科技重大专项“重大新药创制”关键技术子课题任务书“中药材重金属安全限量标准研究”、国家“十一五”科技支撑计划课题“中药材土壤农残和重金属的综合控制”等诸多课题就此展开了研究。2001年和2005年，中国颁布了《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》和《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》，其中对中药材重金属限量已有明确规定(两项标准对中药材重金属限量设定值相同)。2015版《中国药典》分别对黄芪、海藻、丹参等在内的11种植物药，牡蛎、阿胶、蜂等在内的10种动物药和滑石粉、冰片等在内的6种矿物药制订了重金属限量值。此外，美国、日本、韩国等国家均制定了中药材重金属相关标准。但各国对中药材中重金属种类和限量的要求差异较大。2015年，由中国中医科学院中药资源中心牵头制定的ISO 国际标准《ISO18664: 2015 Traditional Chinese Medicine- Determination of heavy metals inherbal medicines used in Traditional Chinese Medicine》(《中医药-中药材重金属限量》)正式颁布实施，这是ISO第一个中药材重金属标准。 此前，已有韩小丽、赵连华、洪薇等以《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》(以下简称绿色标准)为依据，分别对中国中药重金属污染现状进行了统计分析。然而，按照《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准所给出的限量范围，中国中药材的重金属污染情况还未可知。就此，本研究对2000—2016年有关中药重金属的文献进行整理，统计分析了在《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准下中药重金属污染情况，并将统计结果与2008年韩小丽等的统计结果进行对比分析，以了解在新的ISO重金属国际标准下中国中药材的重金属污染情况以及两项标准下中国中药材污染情况的异同之处，希望为中药材的监督管理及标准研究提供参考。 数据来源与分析方法 数据来源 分别以“微量元素”、“重金属”、“中药”等为关键词在中国知网等数据库中进行搜索，并对文献中相关数据进行整理，分析中药材重金属铅、砷、镉、汞的污染情况。本研究共收集相关文献364篇，涉及中药材425种，包括不同产地不同药材共3026项(ISO国际标准中未对铜(Cu)进行限制，因此ISO国际标准下中药材中Cu的超标率为0)。 分析方法 利用SPSS 20.0分析软件对数据进行分析，主要包括4种重金属的单项分析，不同药材及不同药用部位重金属污染情况分析。并以《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准提供参考值(表1中ISO项)为依据统计各重金属元素在中药材中的污染情况。
结果 部分国家及地区重金属限量标准 当前，国际上包括美国、德国、韩国和日本在内的多个国家及地区制定了中药材重金属相关标准，具体内容见表1。 由表1可知，各国对中药材重金属限量值的设定差异较大，对设定重金属的种类也略有差异。总体来说，近年来各国重金属限量标准未做大幅度修改。 中药材重金属超标率 对文献记录的中药材中铅、砷、镉、汞4种重金属含量数据进行统计分析，计算中药材4种重金属各自的总体超标率，结果见表2。
统计结果表明，中药材中铅(Pb)平均含量为3.94 mg/kg，超标率为3.46%。其中铅含量最高的为未知产地的藿香(2222.00 mg/kg)，其次为未知产地地黄(1050.00 mg/kg)，山东平邑的金银花(215.50 mg/kg)，山东费县的金银花(135.80 mg/kg)，其余药材中铅的含量均在100 mg/kg 以下。值得注意的是，金银花在此项的统计结果中超标情况较突出，铅超标排名前20的药材中，金银花占了10项，产地涉及山东、安徽、河南等地。此外涉及铅超标的还有龙骨、黄连、白芷、连翘、山药等40种药材。多批产自贵州的白及与天麻中铅的含量低于检出限，其次多批产自四川的羌活中有痕量铅的检出。 砷(As)平均含量为1.23 mg/kg，超标率为4.03%。其中含量最高的为3批未知产地的海藻，砷含量在81.34~82.55 mg/kg;其次为9 批分别来自山东、安徽和河南的金银花(30.80~73.35 mg/kg)，吉林抚松的北细辛(33.82 mg/kg)，湖北神农架的华细辛(28.91 mg/kg)，四川巫溪的北细辛(26.39 mg/kg)。此外涉及砷超标的还有白芷、党参、地黄等32种药材。砷含量最低的为未知产地的白芍和人参各一批，铅含量均为0.001 mg/kg。 汞(Hg)含量平均为0.19 mg/kg，超标率为1.41%。其中汞含量较高的为未知产地的枇杷叶(26.90 mg/kg)，其次为福建福州的五味子(23.80 mg/kg)，甘肃灵台的龙骨(17.90mg/kg)，未知产地蝉蜕(14.80 mg/kg)。其余药材汞含量均小于10.00 mg/kg。此外涉及汞超标的还有黄芪、红花、金银花等19种药材。多批产自四川的川明参、贵州的白及未有汞的检出。 镉(Cd)含量平均为0.33 mg/kg，超标率为2.91%。其中含量最高的是四川的白芷(23.35 mg/kg)，其次为河南的金银花(18.40 mg/kg)，广西的桂枝(11.10 mg/kg)，其余药材镉含量小于10 mg/kg。此外涉及镉超标的还有白花蛇舌草、白芷、白及、莪术等29种药材。多批产自四川的白及和贵州的天麻中镉的含量低于检出限。 不同药用部位中药材重金属污染情况 中药材根据药用部位的不同可分为根及根茎类、花类、叶类、全草类等10大类，研究表明，重金属在植物体不同部位的分布情况不同。孙连喜等在对黄连植株中重金属镉进行研究时发现，在黄连植株中，须根中镉含量最高，叶中次之，根茎中最小。本文将中药材按不同药用部位进行分类统计重金属超标率，以了解不同药用部位药材中重金属污染情况(表3)。
总体来看，4种重金属均为动物类超标最高，另外，花、叶、全草所含重金属超标率较高;根和根茎类、茎木类次之，重金属超标率最小的为果实和种子类。其原因可能在于动物类因处于食物链相对顶端的位置，因此更易受重金属富集作用的影响，从而导致重金属污染率较高;其次，叶作为吸收器官，在外较长的暴露时间，是导致其重金属超标的一个重要原因。谢晓梅、陈文德等经研究发现，植物中由于叶片为吸收部位，故更易受重金属污染。而由于重金属要到达可食用的种子及果实中要经过许多细胞壁及细胞膜阻碍，故此类部位中重金属污染率较小。 铅(Pb)超标率最高的一类药材为动物药，平均值为10.04 mg/kg，超标率为33.33%。其中，以陕西、甘肃、山西等地的龙骨铅超标率最高，铅含量为10.00~80.00mg/kg，其次为牡蛎(18.18mg/kg)，石决明(14.35mg/kg)，龟板(13.68 mg/kg)，乌贼骨(10.47 mg/kg)，其余动物类药材未存在铅超标情况;茎木类药材，铅平均值为6.02mg/kg，超标率为15.38%。其中铅含量最高的药材为产自贵州的两批黑骨藤(31.37、27.67 mg/kg)，其次为贵州的钩藤(24.7 mg/kg)，未知产地鬼箭羽(24.03 mg/kg)，其他茎木类药材铅含量不超标。此外其他类药材铅超标率均小于10%。 砷(As)超标率最高的一类药材为动物类药材，平均值为2.08 mg/kg，超标率为16.67%。其中未知产地地龙含砷最高(17.84 mg/kg)，以下依次为水蛭两批(8.81、5.80 mg/kg)，未知产地地龙(4.55 mg/kg)及龙骨(4.09 mg/kg)，其余动物类药材砷不超标。藻、菌、地衣类砷含量平均值为11.77mg/kg，超标率为13.64%，其中砷含量最高的为海藻，砷含量为81.34~82.55 mg/kg。叶类药材砷含量平均值为1.10mg/kg，超标率为10.71%，涉及超标的药材为3批广西产侧柏叶，砷含量平均值为4.87 mg/kg。其他类中药材砷超标率均在10%以下。 汞(Hg)超标率最高的为动物药，平均值含量为1.82 mg/kg，超标率为12.00%，其中以甘肃灵台龙骨最高(17.90 mg/kg)，其次为未知产地蝉蜕(14.80 mg/kg)，山西夏县龙骨(3.80 mg/kg)。叶类中药汞平均含量为1.68 mg/kg，超标率为10.53%。超标药材为未知产地枇杷叶(26.90 mg/kg)和贵州的红蓼(3.94 mg/kg)。其他类中药材汞超标率均在10%以下，皮类及藻、菌、地衣类中药在本研究中不存在汞超标现象。 镉(Cd)超标率最高的为动物类中药，动物类中药材中镉含量平均值为1.19mg/kg，超标率为28%，其中以未知产地牡蛎镉含量最高(4.52 mg/kg)，其次为乌贼骨(4.13 mg/kg)，石决明(3.94 mg/kg)，3 批地龙(2.64~3.04 mg/kg)及龟板(2.55 mg/kg)，其余动物类药材镉含量均合格。茎木类药材镉平均含量为1.15 mg/kg，超标率为13.16%，涉及超标的药材有内蒙的文冠木(7.72 mg/kg)，山西的桑枝(2.51 mg/kg)及未知产地鬼箭羽(2.30 mg/kg)。其他类中药材镉的超标率均小于10%，且叶类、果实及种子类、藻类及皮类中药在本研究中未有镉超标现象报道。 不同中药材重金属污染情况 为具体了解不同中药材重金属污染情况，本研究根据所搜集文献统计了样本数在10及10以上(至少其中1种重金属样本数不小于10)的56种常用中药材重金属超标情况，见表4。
由表4可知，本表所列的56种中药材重金属铅、砷、汞、镉平均超标率分别为3.96%、3.67%、0.63%、2.60%。涉及的药材数分别为56、55、55、56种，这与表2中统计结果基本一致。在统计药材中，金银花是唯一一种重金属4项均存在超标现象的药材，超标率分别为21.57%、35.71%、13.64%、23.91%。此外涉及3种重金属同时超标的药材有白芷、莪术2种，其中白芷存在铅、砷、镉同时超标的现象，超标率分别为28.57%、27.27%、25.93%;莪术存在铅、砷、镉3种重金属同时超标现象，超标率分别为6.25%、7.69%、38.46%;存在2种重金属同时超标现象的药材有丹参、桔梗、菊花、连翘、龙胆和龙骨，其所超标的2种重金属种类各异。此外，龙骨的铅超标率达72.73%，铅含量平均值为25.22mg/kg，大于铅限量值，应予以重视(在统计同时超标率时，只选取各重金属项下样本数大于等于10的药材)。西洋参、郁金、葛根、白芍和白芷5种药材在本研究中未有重金超标现象报道。 讨论 颁布国际标准对中药材重金属问题的影响 韩小丽等根据绿色行业标准统计的中药材重金属污染情况结果为铜、铅、砷、镉、汞超标率分别为21.0%、12.0%、9.7%、28.5%、6.9%，而新标准下，中药材重金属超标率下降至本研究统计的0、3.46%、4.03%、2.91%、1.41%，5种重金属超标率平均降低13.26%。铜作为多种组织酶的活性中心，是人体必需的微量营养素，多个国家和地区权威机构建议除去药材中铜元素的限制，因此ISO中药材重金属国际标准中未对铜进行限量，在ISO国际标准下，中药材中铜的超标率为0。 国际标准的颁布，显著降低了中药材重金属超标率，大大减少了中国中药材进出口贸易损失。仅以2014年为例，中国中药材进出口贸易总额为11.42亿元，理论上可减少因重金属超标导致的中药材贸易退货或销毁损失约1.5亿美元;当年国际植物贸易总额约300亿美元，可减少国际贸易损失约40亿美元。 深入研究超标中药材的重金属问题 与韩小丽统计的中药材重金属超标情况相比，依旧存在重金属超标的药材有莪术、黄连、桔梗、龙胆及龙骨。而此前报道的超标率较为严重的山药、三七、人参和羌活等药材在ISO国际标准下基本不存在或者只存在重金属轻微超标现象。而之前没有重金属超标报道的金银花在本标准下重金属超标情况较为严重，存在4种重金属同时超标现象。 通过对两项标准统计情况的对比可知，此前中药材重金属超标率较大的原因很可能为重金属限量标准过严造成的。而对于在ISO国际标准下重金属含量依旧超标的药材，应做好植物自身蓄积特性和背景污染等方面的研究，确定造成药材重金属污染的根本原因，并根据实际情况采取相应措施，以减轻此类药材的重金属污染问题。 加快开展动物药重金属标准问题的研究 由于重金属具有积累性、食物链传递性和不易降解性，所以动物类药材重金属超标率较其他类中药材更高。由表1可知，目前，包括ISO国际标准在内的各国家和地区的中药重金属限量标准都是一种统一标准，主要根据植物类药材设定，而每种动物都有其特定的生态环境，因此以植物药中重金属的限量标准来评价动物药的重金属污染是不合理的，动物类药材的重金属问题需要更多、更深入的研究，并制定出符合动物类药材实际情况的重金属污染评价方法，为动物药的安全使用提供强有力的保障。 结论 通过文献收集并整理了中药材中重金属铅、砷、镉、汞的含量数据，以《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准为依据，分析了中药材中4种重金属元素的污染情况。结果显示，4种重金属的超标率分别为3.46%、4.03%、2.91%、1.41%。4种重金属均为动物类超标最高，另外，花、叶、全草所含重金属超标率较高;根和根茎类、茎木类次之，果实和种子类重金属超标率最小。在ISO国际标准下，中药材重金属污染率由韩小丽等统计的铜、铅、砷、镉、汞超标率分别为21.0%、12.0%、9.7%、28.5%、6.9%下降到0、3.46%、4.03%、2.91%、1.41%，5种重金属超标率平均降低13.26%，得出《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准对重金属超标情况的估测更符合实际。分析发现目前各国家和地区的重金属限量标准主要根据植物类药材设定，还未有针对动物类药材制定的重金属限量标准，因此建议加快对动物类中药材重金属的研究及标准制定工作。 本文作者：郭兰萍，周利，王升，康传志，郝庆秀，杨婉珍，周良云，李振浩，马忠华，黄璐琦。 作者简介：郭兰萍，中国中医科学院中药资源中心，研究员，研究方向为中药资源生态学。 本文发表在2017年第11期《科技导报》 |
