目的  对贵州省不同来源的216批中药饮片中重金属及有害元素进行测定，并对其潜在污染风险进行评估，为保障用药安全提供科学依据。

方法  采用石墨炉原子吸收光谱法对中药饮片中铅、镉含量进行测定，采用火焰原子吸收光谱法对铜含量进行测定，利用氢化物发生-原子荧光光谱法对砷、汞的含量进行测定。采用SPSS 22.0软件进行统计分析。

结果  实验测定了45种中药饮片中的铅、镉、铜、汞、砷含量，其检出率达100%。对其进行污染物潜在风险评价，结果显示，成人按每日最大用药剂量分别食用地龙、僵蚕、九香虫三类饮片时存在潜在风险，儿童按每日最大用药剂量分别食用地龙、僵蚕、九香虫、三七、蝉蜕、大青叶、金银花及土鳖虫八类饮片时存在潜在风险。

结论  本研究通过一系列方法优化对中药饮片的重金属及有害元素进行了测定，对其进行了潜在风险评估，对中药饮片重金属污染控制及保障用药安全具有一定参考价值。

近年来，中医药的独特疗效和临床应用价值逐渐受到国际社会的认可，但环境污染导致的中药材质量安全问题也引起了广泛关注。研究表明，重金属及有害元素的污染已成为影响中药安全性的重要因素[1-3]。根据毒性和生物蓄积特性，这些污染物可分为两类，第一类为典型重金属铅（Pb）、镉（Cd）和铜（Cu），第二类为有害元素汞（Hg）和砷（As）[4-5]。这些污染物在人体内积累到一定浓度后，可能对神经系统、内分泌系统、肝肾等重要器官以及免疫功能造成不可逆的损伤[6-13]。土壤中的重金属及有害元素进入药用植物后，其生物富集系数受植物种类、生长年限及环境污染程度等多因素影响。目前，中药饮片中重金属及有害元素单纯依靠总量控制已无法满足精准监管的需求。因此，推动“检测技术形态化、风险评估个体化、质量控制全程化”的三维管控体系，成为中医药国际化发展的重要研究方向，这一体系构建将成为未来中医药研究的重要课题[14-18]。本研究采用石墨炉原子吸收光谱法测定中药饮片中铅、镉含量，采用火焰原子吸收光谱法检测铜含量，并运用氢化物发生-原子荧光光谱法对砷、汞两种元素进行定量分析，以期为安全用药提供参考。

1 资料与方法

1.1 饮片收集

对贵州省各大饮片生产企业、医院、药店、药材市场中常用中药饮片进行广泛收集，得到45种动植物中药饮片共216批，41%由饮片生产企业提供，46%来自药店、正规药材市场，其余13%来自贵阳市各个集市（非正规药材市场）。

1.2 材料

1.2.1 仪器与设备

AA800原子吸收光谱仪（美国Perkin-Elmer有限公司）；AFS-8220原子荧光光谱仪（北京吉天仪器有限公司）；EL-240电子分析天平（瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司）；超纯水机（型号：WP-UP-11-20，四川沃特尔水处理设备有限公司）；高压消解罐（内罐为聚四氟乙烯内罐，外罐为不锈钢罐，南京瑞尼克科技开发有限公司）；电子温控加热板（型号：EH 20A plus，北京莱伯泰科仪器股份有限公司）；高纯氩气、高纯乙炔（贵阳申建气体公司）。

1.2.2 试剂与药品

硝酸（批号：20141016，优级纯）、氢氧化钠（批号：20130807，分析纯）、硼氢化钠（批号：20140411，分析纯）、盐酸（批号：20140918，优级纯）均购于国药集团化学试剂有限公司；镉（Cd，批号：GSB04-1721-2004）、汞（Hg，批号：GSB04-1729-2004）和砷（As，批号：GSB04-1714-2004）标准溶液（浓度均为1 000 μg/mL）由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供；铜（Cu，批号：201411）和铅（Pb，批号：201501）成分分析标准物质（1 000 μg/mL）购自全国化工标准物质委员会标准物质研究开发中心。

1.3 方法

1.3.1 溶液的制备

①铅、镉、铜、汞、砷标准溶液系列：参照《中华人民共和国药典》[19]2020年版四部进行配制，最后得到铅工作液（0.05 μg/mL）、镉工作液（0.02 μg/mL）、铜储备液（5 μg/mL）、汞储备液（5 μg/mL）和砷储备液（500 ng/mL）；②铜标准曲线溶液：分别取0~8.00 mL储备液梯度稀释，用0.2%硝酸定容至100 mL，建立标准曲线。③汞标准曲线溶液：分别取0~2.00 mL储备液，加5.0 mL浓盐酸后定容至100 mL，制备标准系列。④砷标准曲线溶液：分别取0~4.0 mL使用液，加入5.0 mL浓盐酸和5 mL 20%硫脲溶液，定容至100 mL完成标准系列制备。所有稀释过程均使用经校准的容量器具，定容后充分混匀。标准系列溶液现配现用，避免长时间保存。⑤铅、镉、铜供试品溶液制备：采用高压密闭消解法进行处理，具体制备过程为精密称定过40目筛的金银花样品粉末0.5 g，置聚四氟乙烯高压消解罐中，加7 mL硝酸密闭，放入不锈钢套中，旋紧密封。将消解罐置于170 ℃电热鼓风干燥箱中保持3 h，取出待冷却至室温后，转移至置控温电热板上100 ℃加热至红棕色气体挥尽，剩余溶液约1 mL，消解液用超纯水转至25 mL量瓶中，定容至刻度，摇匀后备用。⑥汞、砷供试品溶液制备：采用高压密闭消解法进行处理，具体制备过程为精密称定过40目筛的金银花样品粉末0.5 g，置聚四氟乙烯高压消解罐中，加7 mL硝酸密闭，放入不锈钢套中，旋紧密封。将消解罐置于170 ℃电热鼓风干燥箱中保持3 h，取出待冷却至室温后，转移至置控温电热板上100 ℃加热至红棕色气体挥尽，剩余溶液约1 mL，消解液用超纯水转至50 mL量瓶中，加入10%硫脲溶液5 mL和50%盐酸溶液5 mL后用超纯水定容至刻度，摇匀后备用。⑦基体改进剂、还原剂的配制、载流液的配制、20%硫脲溶液：参照《中华人民共和国药典》2020年版四部[19]进行配制。

1.3.2 仪器工作参数的设定

采用石墨炉原子吸收光谱法测定铅、镉含量，采用火焰原子吸收光谱法测定铜含量，采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定砷、汞含量。不同金属离子设定不同的工作参数，见表1至表3。

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  表格1 石墨炉原子吸收光谱法仪器参数

  Table 1.Instrument parameters of graphite furnace atomic absorption spectrometry

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  表格2 火焰原子吸收光谱法仪器参数

  Table 2.Instrument parameters of flame atomic absorption spectrometry

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  表格3 氢化物发生-原子荧光光谱法仪器参数

  Table 3.Instrument parameters of hydroxide generation-atomic fluorescence spectrometry

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1.3.3 分析方法

1.3.3.1 线性关系

按1.3.1项下方法制备标准溶液，并按1.3.2项下仪器条件分别测定镉、铅、汞、砷、铜元素的标准曲线溶液，并绘制工作曲线。通过11次重复测定空白溶液的吸光度和荧光强度，以3倍标准偏差与标准曲线斜率的比值计算得到方法检出限。结果表明，该方法在设定浓度范围内呈现良好的线性响应（r＞0.999），详见表4。

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  表格4 各元素回归方程及相关系数

  Table 4.Regression equations and correlation coefficients of the elements

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1.3.3.2 精密度试验

①石墨炉原子吸收光谱法测定：分别配制含铅40 ng/mL和镉10.0 ng/mL的混合标准溶液，采用自动进样系统进行测定（进样体积：4 μL铅工作液+基体改进剂3 μL；10 μL镉工作液+基体改进剂3 μL）。6次平行测定结果显示，铅、镉的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）分别为4.2%和5.1%。②火焰原子吸收光谱法测定：铜标准工作溶液（10.0 ng/mL）经6次重复测定，所得吸光度的RSD为0.80%。③氢化物发生-原子荧光光谱法测定：汞（0.40 ng/mL）和砷（5.00 ng/mL）标准工作溶液各进行6次平行测定，其荧光强度的RSD分别为2.6%和1.0%。上述结果表明，各元素的测定方法均具有良好的精密度（RSD＜6%），满足分析要求。

1.3.3.3 重复性试验

精密称定0.5 g金银花样品6份进行试验，经前处理后，采用GFAAS法测定铅、镉、铜含量，采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定汞、砷含量。结果显示，各元素测定结果的RSD分别为：铅3.4%、镉9.3%、铜1.3%、汞3.8%以及砷0.8%。表明该方法具有良好的重复性（各元素RSD均小于10%）。

1.3.3.4 回收率试验

精密称定0.25 g金银花样品9份进行试验，随机分成3组，各组分别添加不同浓度的铅、镉、汞、砷、铜标准溶液，制备加标样品。按1.3.2项下仪器条件测定值，计算其回收率，铅、镉、铜、汞、砷的回收率分别为107.6%、101.2%、104.2%、101.6%、100.8%，RSD分别为9.3%、7.5%、6.2%、9.9%、9.1%，结果表明该方法准确度良好。

1.3.3.5 人体健康风险评估

目前国内报道中药饮片风险评价的方法和文献较少，本研究参考美国国家环境保护局（United States Environmental Protection Agency，USEPA）提出的人体健康风险评估模型[20-24]，该模型在世界健康风险评估中被广泛应用。结合《中国药典》2020年版中重金属及有害元素规定的限量值[14-15, 21]，对中药饮片的污染情况进行统计，并运用SPSS 22.0软件对数据进行分析，参考人均体重和人均摄入中药饮片量的基础上，分别对成人和儿童通过服药摄入的重金属及有害元素进行初步风险评估。

1.3.3.6 人均体重日摄入量计算

人均体重日摄入量（DIM）[15]的某一有害物的计算公式如下：

其中DIM为人均体重日摄入量的某一金属量（mg·kg^-1·day^-1），C_Metal为饮片中某一种有害物的浓度（mg·kg^-1），C_Factor为转换因子，即转换为干重的系数，该转换因子均来源于2020版《中国药典》第一部每个品种项下水分含量，D_Intake为人均日摄入饮片量（kg·person^-1·day^-1），数据来源于2015版《中国药典》第一部每个品种项下最大剂量，B_{Average Weight}为人均体重（kg），成人、儿童分别为56 kg和32 kg[15-17]。

1.3.3.7 潜在风险指数

风险指数用于评价人体长期蓄积外源性污染物的潜在风险。通过计算人体对中药饮片中外源性污染物的日摄入量，与国际相关推荐的外源性污染物日摄入量参考剂量进行对比[17-20]，对中药饮片中外源性污染物的潜在风险进行评价，潜在风险指数（RI）计算公式如下：

RfD为该日摄入外源性污染物的参考量值，从USEPA的风险信息系统数据库获得。RI＞1表明外源性污染物带来的风险需给予高度关注 [23]，反之则无风险。风险评价模型的RfD值见表5。

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  表格5 风险评价模型的RfD值（mg·kg-1·day-1）

  Table 5.RfD values for risk assessment (mg·kg-1·day-1)

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1.3.3.8 综合风险指数

RI为单一外源性污染物带来的风险。不同外源性污染累计的综合风险指数（total hazard quotient，THQ）[15-25]则会发生明显改变，利用THQ比单项风险指数更加合理、全面和可靠。THQ计算公式如下：

2 结果

2.1 利用质量控制样品进行验证分析

为验证分析方法的准确性和可靠性，本研究选用标准参考物质灌木枝GBW07603（GSV-2）和茶叶GBW10016作为质量控制样品，采用相同方法进行测定分析。精密称定0.5 g质量控制样品，制备样品，测定并计算铅、镉、汞、砷和铜的含量。实验结果表明，各重金属及有害元测定值与标准值相近，证明该方法准确可靠，详见表6。

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  表格6 质量控制样品中的重金属及有害元素含量测定结果（n=3，mg/kg）

  Table 6.Content of heavy metals and harmful elements in quality control samples (n=3, mg/kg)

  注：nd表示未检出；-表示未报道标准参考值；灌木枝叶GBW07603（GSV-2）、茶叶GBW10016标准参考值由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所认定。

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2.2 样品测定

精密称定0.5 g各个样品，制备样品溶液，并按1.3.2项下仪器条件测定，计算铅、镉、汞、砷和铜的含量，详见表7。

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  表格7 样品中的重金属及有害元素含量测定结果

  Table 7.Content of heavy metals and harmful elements in tested samples

  注：As，砷；Hg，汞；Pb，铅；Cd，镉；Cu，铜。

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2.3 人均体重日摄入量

参考人均体重和人均摄入中药饮片量的基础上，本研究初步估算了成人和儿童通过食用中药饮片所摄入的外源性有害物，见表8。

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  表格8 成人和儿童通过食用中药饮片所摄入的外源性有害物（mg·kg-1·day-1）

  Table 8.Estimated dietary exposure to exogenous hazardous substances in adults and children through consumption of traditional Chinese medicine decoction pieces (mg·kg-1·day-1)

  注：DIM为人均体重日摄入量的某一金属量（mg·kg-1·day-1）；As，砷；Hg，汞；Pb，铅；Cd，镉；Cu，铜。

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2.4 潜在风险指数

对实验中收集到的45种中药饮片进行潜在风险指数评价，结果见表9。

RI＞1表明外源性污染物带来的风险需给予高度关注[10-22]，反之则无风险。但是不同外源性污染的THQ则会明显改变，当THQ＞1时，表明暴露人群存在健康风险。由表10可知，成人食用3种药材的THQ大于1，分别为地龙（3.69）、僵蚕（1.92）和九香虫（1.26）。儿童用药时，有8种药材的THQ大于1，分别为地龙（6.31）、僵蚕（3.28）、九香虫（2.15）、三七（1.54）、蝉蜕（1.53）、大青叶（1.12）、金银花（1.02）和土鳖虫（1.01）。当以正常剂量摄入上述饮片时，暴露人群存在健康风险。

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  表格9 潜在风险指数评价结果

  Table 9.Assessment results of risk index values

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  表格10 不同外源性污染综合风险指数

  Table 10.Total hazard quotient of various exogenous pollutants

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3 讨论

本研究通过优化高压密闭消解方法并结合风险评估模型，揭示了中药饮片中重金属及有害元素的污染现状及其健康风险，为中药质量安全控制提供了研究思路和数据支持。本研究采用的高压密闭消解法在中药饮片前处理中展现出显著优势。与传统方法相比，该方法利用高压消解罐内高温高压密闭的环境和强酸来提高消解效率，且消耗酸溶剂少，空白值低[26-28]。同时，通过密闭系统减少了环境污染，符合绿色化学原则。方法学验证结果表明，该方法的回收率（100.8%~107.6%）和精密度（RSD＜6%）均满足中国药典要求。高压密闭消解方法较常用的干法消解、湿法消解和微波消解具有简便性、经济性，更适合大规模样本筛查，为中小企业及检测机构提供了可行的技术选择[29]。这一方法的应用为中药重金属检测提供了新的技术路径，弥补了传统方法在效率和成本方面的不足。

研究表明，重金属及有害元素的半衰期长，易在人体中蓄积，长时间摄入会造成慢性中毒，累计损害多个器官[4, 30]。即使在日常的水煎煮条件下，重金属及有害元素仍有一定数量转移到水煮液中[4]。本研究结果显示，动物类药材（如地龙、僵蚕）的重金属污染问题尤为突出。值得注意的是，儿童处于生长发育的特殊阶段，免疫功能较弱，肝肾功能、内分泌系统、消化系统及中枢神经系统等尚未发育完全，重金属及有害元素暴露对儿童的危害远高于成人[9]。通过评估发现，儿童因代谢特点对重金属更为敏感，其THQ普遍为成人的2.1~3.5倍。部分饮片（如地龙、僵蚕）的THQ值高达1.2~3.8，提示儿童长期使用可能存在健康风险，进一步凸显了药品监管的必要性。

有研究表明，非规范种植或加工是重金属污染的主要来源[10, 31]。针对中药饮片的重金属超标问题，需加强监管：一是建立“产地-加工-流通”全链条元素溯源技术，实现从源头到终端的全程监控；二是基于动物类药材重金属吸附动力学模型，制定针对性的限量标准。这不仅可以弥补现行药典在供应链监管中的盲区，还为精准风险评估提供了科学依据。

本研究存在一定局限性，样本来源主要集中在某一区域，可能无法完全代表全国范围内中药饮片重金属污染状况；此外，尚未深入开展重金属的形态分析及其生物可给性研究[32]。未来研究应扩大样本范围，并结合形态分析技术（如HPLC-ICP-MS）进一步揭示重金属的毒性机制。同时，推动中药材重金属限量标准与食品监管体系的接轨，将是保障中药临床用药安全的重要方向。

综上所述，本研究通过方法学优化和风险评估模型的创新应用，揭示了当前中药饮片质量安全中存在的主要问题，为中药饮片重金属污染控制提供了科学依据，对保障公众用药安全具有重要意义。

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