毕业设计（论文）-分析测定大黄及其生境中重金属元素含量.doc

陕西理工学院毕业论文分析测定大黄及其生境中重金属元素含量作者：（陕西理工学院化学与环境科学学院化学工程与工艺专业1101班 陕西汉中 723000）指导教师：摘要目的：测定镇巴栽培的药用大黄（Rheum officinale Baill.）药材中有害重金属元素砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)的含量，为镇巴白河、清水俩地药用大黄（Rheum officinale Baill.）的质量提供科学依据。方法：氢化物发生原子荧光法测砷、汞;原子吸收分光光度法测铅、镉。结果：镇巴清水、白河2个产地栽培的药用大黄（Rheum officinale Baill.）中砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)的RSD3.0%符合国家相关规定。结论：实验分析侧定大黄中重金属既为镇巴大黄药材的质量评价提供资料，也为中药大黄中重金属含量提供参考。关键词 大黄 重金属 土壤 原子荧光光谱法 原子吸收分光光度法Determination of heavy metal elements in Rheum officinale and its habitat by Atomic Fluorescence SpectrometryJiang deyang(Shaanxi University of Technology Chemical Engineering Institute Chemical engineering 1101 classes Hanzhoung City, Shaanxi Province 723000)Tutor：Ji XiaohuiAbstract:The Objective is Using to determine harmful heavy metals arsenic(As), mercury (Hg), lead (Pb), cadmium (Cd) content of Rheum officinale Baill. by atomic fluorescence spectrometry, and to provide scientific basis for its quality form Zhenba qingshui and baihe .This experiment is using Water by Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry. Results show that the quality certificate of Rheum officinale Baill. is right in conformity with national regulation,because the RSD is less than 3% of arsenic(As), mercury (Hg), lead (Pb), cadmium (Cd) form Rheum officinale Baill. Experimental analysis of side set in rhubarb heavy metals not only for quality evaluation of rhubarb Zhenba provide information, but also provided a reference for the heavy metal contents in rhubarb.Key word:Rheum officinale Baill. Heavy metals Soil AFS AAS1前言11.1研究目的与意义11.2中药大黄重金属含量超标的危害11.2.1砷超标的危害11.2.2汞超标的危害11.2.3铅超标的危害11.2.4镉超标的危害11.3中药大黄重金属污染的途径以及应对措施11.3.1重金属污染途径11.3.2重金属污染防治21.4常用的检测方法方法21.4.1原子荧光光谱法21.4.2原子吸收分光光度法21.4.3电感耦合等离子体发射光谱法21.4.4电感耦合等离子体质谱法31.5大黄植株及其土壤的重金属的消解31.5.1大黄及其生境中土壤重金属消解方法31.5.2微波消解方法41.5中药大黄的成分41.6大黄的应用51.7市场调查62仪器与试剂62.1实验仪器62.2实验材料与试剂63大黄中重金属测定63.1砷的测定63.1.1砷标准溶液的配置63.1.2样品试液的配置73.1.3砷的测定73.1.4溶剂影响的扣除73.1.5砷校准曲线的制作73.2汞的测定73.2.1汞标准液的测定73.2.2样品试液的配置83.2.3汞的测定83.2.4溶剂影响的扣除83.2.5汞校准曲线的制作83.3铅的测定83.3.1铅标准液的测定83.3.2样品试液的配置93.3.3铅的测定93.3.4溶剂影响的扣除93.3.5铅校准曲线的制作93.4镉的测定93.4.1镉标准液的测定93.4.2样品试液的配置93.4.3镉的测定93.4.4溶剂影响的扣除103.4.5镉校准曲线的制作103.5检出限测定103.6仪器精密度试验103.7重复性试验103.8加样回收率试验103.9样品的测定114大黄生境土壤重金属含量的测定114.1土壤中砷的测定114.1.1样品的制备114.1.2砷标准曲线的绘制114.2土壤中汞的测定114.2.1样品的制备114.2.2汞标准曲线的绘制114.3土壤中铅的测定114.2.1样品的制备114.2.2铅标准曲线的绘制114.3土壤中镉的测定114.3.1样品的制备114.3.2镉标准曲线的绘制114.4样品的测定115结果与讨论11参考文献12外文翻译：141前言1.1研究目的与意义重金属在人体中累积到一定程度会造成慢性中毒，这使其成为环境中重要的研究对象。随着社会的快速发展，大量重金属污染物排入自然环境中。而土壤作为宝贵的自然资源，人类赖以生存的物质基础，因土壤资源大量的开发利用，化学产品的使用和污泥污水的农用，重金属不断积累在土壤中，这不仅影响土壤本身，还会通过土壤-植物系统将重金属转移到植物中，进而通过食物链到动物及人体中，危害人类的健康。因重金属在土壤-植物中产生污染的过程具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点，一旦通过食物链进入生物体内，就难以排除1。而随着现代医学以及生活条件的改善，使得市场对中药的需要越来越大，因此对中药及其生境中的土壤重金属含量测定十分有必要。1.2中药大黄重金属含量超标的危害中药大黄中含有砷、汞、铅、镉等重金属元素，若长期食用重金属超标的中药，会引起蓄积性毒性反应，从而导致了一些疾病的发生。近年来，从“血铅事件”到震惊全国的“镉米风波”，我国重金属污染警钟频频敲响。我国重金属污染正由大气、水体向土壤污染转移，土壤重金属污染已进入一个“集中多发期”，对居民身体健康和农产品安全构成严重威胁。1.2.1砷超标的危害据了解，如果经常食用砷超标的药物，久而久之，就可能会导致砷中毒。引起神经衰弱症候群等。表现为多发性神经炎，如感觉迟钝，四肢端麻木，乃至失知感，行动困难，运动失调等。药用植物及制剂外经贸绿色行业标准(WM/T2-2004）和中国药典(2010版）2对砷限量一致：砷含量2.0mg/kg。1.2.2汞超标的危害若摄入过量的汞，会导致慢性汞中毒，轻则口吃、胆怯、焦虑、不安、思想不集中、记忆力减退、精神压抑等。重则头痛、头晕、肢体麻木和疼痛、甚至肌肉震颤、运动失调等。此外胃肠道、泌尿系统、皮肤、眼睛都有可能出现一系列症状3。1.2.3铅超标的危害若摄入过量的铅，就会影响人的神经、消化、造血、泌尿、生殖系统以及心血管系统、内分泌系统、身体免疫系统等，其中影响最大的是神经系统和造血系统。国内外的大量研究结果表明，婴幼儿和儿童的血铅水平与智商有很大的关系。若婴幼儿体内血铅含量过大，就有可能影响他们的身体生长和智力发育。并且铅引起的智力损害是不能修复的，即使经过治疗，血铅下降显著，但智力损害无明显恢复。总的来说，铅中毒危害主要体现在神经系统受损严重，会导致小儿烦躁不安，容易冲动，腹痛，食欲不振，注意力不集中，性格变化明显，反应迟钝，智力下降，记忆力减退等，甚至脑部铅中毒，并且导致死亡3。1.2.4镉超标的危害长期吸入镉可产生慢性镉中毒，导致肾脏损害，主要表现为尿中含大量低分子量蛋白质，肾小球的滤过功能虽多属正常，但肾小管的回收功能却减退，并且尿镉的排出增加。若不及时采取有效措施，可能会发展成为咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡4。中药中重金属含量超标不仅降低了中药材质量，涉及到用药的安全，对其在中药市场的信誉有很大不良影响，从而影响了其走向市场。1.3中药大黄重金属污染的途径以及应对措施1.3.1重金属污染途径（1）药用植物自身的金属富集性中药材生长植根于土壤，土壤中所含的矿物营养和有机营养为植物生长提供基质，其是否含有过量的重金属，对药材中重金属元素含量是否超标有着直接的影响。重金属是构成地壳的物质，在不断进行的自然环境迁移运动中，由于自然界的变化和人类生产的影响，很多沉积在地壳深层的重金属暴露出来，广泛分布于土壤的表。在这些土壤里种植中药材，必然会使重金属随着植物的生长而被吸收，中药材中因此含有重金属。(2）工业污染(三废引起的重金属污染）主要为废气“废水”固体废弃物，在中药材生长过程中，往往饱受废气和废水的污染。工业生产的特点导致其会产生大量的有害废气，这些废气释放到空气中，被植物叶面主动或被动吸收，进而导致植物受污染。另外，当工业废水作为灌溉用水流入农田时，废水中含有的重金属元素就会沉积到土壤中去，进而使土壤中的重金属含量猛增，造成中药材的污染。(3）种植过程中的农药污染 药用植物的生长过程其实与普通农作物生长过程无异，为防治药材或相邻作物的病虫害，加速作物生长，需要喷洒农药、施用化肥。而有机农药一般都含有砷、铜、汞、铅等重金属元素，药材会通过根部、叶面吸收农药，进而将农药中所含的重金属元素转运到药材体内各部位，从而导致药材的重金属超标。而药材在栽培过程中施用的化肥，由于矿源不洁，往往也会混入有害的重金属元素，进而造成重金属在土壤中的积累，同样引起药材的污染。1.3.2重金属污染防治为尽量避免中药重金属污染，首先要保证种植或养殖的生态环境清洁无污染，然后去除肥料、农药、饲料中的重金属污染。然后在饮片炮过程制及中药制剂在生产加工、储藏、运输等过程中严格控制，避免重金属污染。1.4常用的检测方法方法1.4.1原子荧光光谱法AFS是介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术（此方法测量重金属含量有较高的效率）。植物经过消解，在一定条件下被还原剂还原成含某种待测重金属的挥发组分。用激发光源照射一定浓度待测元素的原子蒸气，原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，经8-10s跃迁至基态或低能态。同时以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。测得原子荧光即可求得待测样品中该元素的含量。在环境科学、金属元素的测定等方面有广泛的应用，其优点明显：有较低的检出限，灵敏度高，特别对Cd、Zn等元素有相当低的检出限。干扰较少，谱线比较简单，采用一些装置可制成非色散原子荧光分析仪。其结构简单，价格便宜。分析校准曲线线性范围宽，达3-5个数量级。因原子荧光是向空间各个方向发射的，易制作多道仪器，实现多元素同时测定。可进行价态分析。同时也存在不足荧光猝灭效应、散射光的干扰、用于复杂基体的样品测定时比较困难、在分析化学领域内发展较晚等原因。限制了此法的应用范围。1.4.2原子吸收分光光度法AAS是最早发展起来的一种方法。原子吸收分光光度法（AAS）是指从光源辐射出具有待测元素基态特征谱线的光，通过试样蒸气时试样蒸气中待测元素基态原子所吸收，原子的外层电子由一个较低能态跃迁到一个较高能态，由产生的辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量的一种仪器分析方法。原子吸收分析中主要有3种原子化法：火焰法、石墨炉法、冷原子法。ASS法几乎能测定所有金属元素和一些类金属元素，它是测定痕量元素的有效方法，且该法操作简便、选择性好、快速、干扰较少、灵敏度高、准确可靠。应用范围大、仪器价格较低等优点使其已普遍应用于冶金、化工、地质、均境监测和生物机体中微量金属元素的测定，应用任益广泛。然而原子吸收光谱法的检出限比较低，尤其是石墨炉原子吸收光谱法，原子化效率低，只能液体进样，气态原子在火焰中停留时间短，原子吸收光谱分析法不能多元素同时分析，测定元素不同，必须更换光源灯，它测定难熔元素的灵敏度并不高精密度比分光光度法差，标准工作曲线的线性范围窄，在高背景低含量样品测定任务中精密度差。为了进一步提高灵敏度和降低干扰，扩大此法的使用范围，近年来国内外致力于研究激光在原子吸收分析的应用，用可协调激光代替空心阴极灯光源，用激光使样品原子化，经过多年的研究和试验，发现其效果明显，在各个领域具有广泛的应用前景。1.4.3电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES）ICP-AES是以电感耦合等离子炬为激发光源的一类光谱分析方法。电感耦合等离子体(ICP）光源是利用高频感应加热原理，使流经石英管的工作气体(氢气）电离，在高频电磁场作用下由于高频电流的趋肤效应，在一定频率下形成环状结构的高温等离子体焰炬，称为高频耦合等离子体。试液经过蠕动泵的作用进入雾化器，被雾化的样品溶液以气溶胶的形式进入等离子体焰炬的通道中，经熔融、蒸发、解离等过程，实现原子化。组成原子都能被激发发射出其特征谱线。在一定的工作条件下，如入射功率、观测高度、载气流量等因素一定时，各元素的谱线强度与光源中气态原子的浓度成正比，即与试液中元素的浓度成正比。1.4.4电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）ICP-MS是20世纪80年代发展起来的新型的元素和同位素分析技术，在ICP-MS中，ICP作为质谱的高温离子源，样品在通道中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样品锥接口和离子传输系统进入高真空的MS部分，MS部分为四极快速扫描质谱仪，通过高速顺序扫描分离测定所有离子，扫描元素质量数范围为6260，并通过高速双通道分离后的离子进行检测，浓度线性动态范围达9个数量级，10-15-10-6g/mL级均可直接测定。它具有动态线性范围极宽、检出限极低、干扰少、分析精密度高、分析速度快，数量级为8-9，成本也最低，可提供同位素信息等优点，但也存在着信号波动、基因效应、多原子离子的干扰等问题。它以独特的接口技术将ICP-MS的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的元素和同位素分析技术，可分析地球上几乎所有元素。ICP-MS技术的分析能力不仅可以取代传统的无机分析技术如电感耦合等离子体光谱技术，石墨炉原子吸收进行定性、半定量、定量分析及同位素比值的准确测量等，现已被广泛地应用于环境、半导体、医学、生物、冶金、石油、核材料分析等领域。还可以与其他技术如HPLC，HPCE，GC联用进行元素的形态、分布特性等的分析，例如把HPLC与ICP-MS联用，可用于研究中草药、藻类、鱼类、人类等生物体态内含Cd、Se、As、Cu、Zn、Pb等元素与多种氨基酸、多肤和蛋白质结合的机理以及某些元素对酶的位点的作用过程。随着ICP-MS联用技术的开发和发展，其出色的检测能力也得到了更大的提高，开创了一些如形态分析等新的分析方法，能更好地分析一些复杂样品以及为快速发展的材料科学、生命科学和环境科学服务。ICP-MS可以检测所有的金属元素和绝大部分的非金属元素，该方法简洁、快速、准确。1.5大黄植株及其土壤的重金属的消解测定分析土壤和植物中的重金属，样品前处理在整个分析过程中占了很大一部分时间，前处理的好坏对实验结果的影响很大。土壤样品重金属分析的前处理主要包括土壤总量消解和土壤形态提取。1.5.1大黄及其生境中土壤重金属消解方法植株及其土壤的消解方法很多且不同的消解方法对测定结果的准确性有较大的影响。主要的消解方法为干灰化法、湿式消解法。湿式消解法也包括高压消解、微波消解等。这些方法各有优缺点，为得到准确的测定结果，选取合透的消解方法至关重要。湿式消解法是用液体或液体与固体混合物作氧化剂，在一定温度下分解样品中的有机质。湿式消解法常用的氧化剂有H2O2、H2SO4、HClO4、H2O2和KMnO4等。湿式消解法与干灰化法不同，干灰化法是靠升高温度或增强氧的氧化能力来分解样品有机质。而湿式消解法主要是依靠氧化剂的氧化能力来分解样品。测定植物中重金属含量的关键在于对样品的前处理，植物样品前处理的好坏可以直接影响分析结果的精密度和准确度。通常的前处理方法有干灰化法和湿法消解两种。干灰化法主要用于除去样品中的有机质，该法操作简单，可同时处理大量样品，且相对于湿法消解不需要使用大量试剂，空白值较小。适用于待测物含量较高的生物样品。但由于挥发性待测元素（如汞、砷、硒等）在高温灰化过程中易挥发损失，因此简单的干灰化法不适用于含挥发性待测元素样品的前处理，此时需加入氧化剂作为灰化助剂以加速有机质的灰化并防止待测元素的挥发。但干灰化法对挥发性物质的损失比湿法消解大，且干灰化法时间较长常需过夜完成，值得注意的是，干灰化法还有可能与容器反应，被氧化或者被吸收，导致回收率降低。湿式消解法又分稀酸消解法、浓酸消解法和混合酸消解法。对于不溶于水的无机试样，混合酸消解法是破坏样品中有机质的有效方法之一。通常使用氧化性酸混合液，因为混合酸往往兼有多种特性，如还原性、氧化性和络合性，加强其溶解能力。传统的消解过程虽然使用已久，技术也较为成熟，但本身仍存在一些不足之处，例如耗时长、试剂使用量大、效率低、步骤多、劳动强度大且系统安全性差等。为此，在传统消解方法的基础上寻找一种效率高、操作简便且安全的技术就显得十分必要，大大有利于消解工作的进行。而近年来逐渐多地被使用的微波消解技术是一种省时高效且污染少的新颖的样品预处理方法，己成为现重金属试样消解不可缺少的方法之一，该方法在国内外元素分析方面已广泛应用。1.5.2微波消解方法（1）微波及其特性微波是频率约在3106-3109Hz的特殊的电磁波段，其性能近似于太阳光一般条件下，微波可穿透玻璃、陶瓷等材料，也可以被一些如水、碳、食品、木材等介质材料吸收产热，微波作为一种能源在家用、工业、科研等众多领域获得了广泛地应用。（2）微波消解技术微波消解是指在微波能的作用下，破坏目标组分的原始状态，使其以离子态或较高价态形式存在，该技术作为一种新兴的技术用于样品的总量分析，受到国内外学者的关注。与传统的消解方法相比，微波消解大大减少了操作步骤与操作时间，可由原来的十几个小时缩短至几分或者几十分钟，同时提高样品回收率、节省试剂且减少环境污染。微波消解技术在总量分析中的应用主要包括环境样品（水、土壤、沉积物）和生物样品（植物、血样及动物）。用微波消解、电感耦合等离子发射光谱（ICP-AES）和原子吸收测定污泥中的砷、铬、镉、钠、镁等方法的加标回收率为90-109%。该技术操作简便、耗时少、试剂使用量小、安全且消解能力强，适于环境等多领域中的元素消解。（3）微波消解技术的影响因素虽然微波消解技术显示了其优良的特性，但其消解效率也受到多种因素的影响。微波消解处理样品时，要考虑萃取试剂、样品种类、消解温度和时间等多种因素的影响。(4）微波消解试剂的选取微波消解中最常用的酸和氧化剂有硝酸（HNO3）、氢氟酸（HF）、王水、硫酸（H2SO4）、高氯酸和过氧化氢（H2O2）。单一氧化性酸不易完全分解试样或在操作时危险，一般不采用，而以两种或两种以上的氧化剂或酸联合使用会使有机物快速完全地消解以下是几种常用的消解试剂见下表。表1常见几种酸的消解特性特性不足硝酸性能良好，广泛应用于有机物。破坏的基本氧化剂易与直链、环状有机物作用极易降解有机物。恒沸点120，敞开式系统中易于流失而不能充分氧化。硫酸氧化分解有机物的同时能提高与其共同使用的酸的沸点更充分的氧化分解有机物。会与某些元素形成不溶化合（如CaSO4，PbSO4）影响测定且沸点高也使消解后难以驱除多余的H2SO4。王水作用主要来自于所产生的氯化亚硝酞。高氯酸氧化性较强所有氧都可以表现出其强的氧化作用。浓HClO4在加热条件下有可能会和某些有机物与无机物发生爆炸。过氧化氢容易获得的高纯试剂氧化终止后只剩下阳离子氢，对测定结果影响小。30%以上H2O2不可直接加入有机试样中，必须先用H2SO4或HNO3进行分解。1.5中药大黄的成分大黄组分繁多，据研究，现已从大黄中分离到蒽醌、二蒽酮、芪、苯丁酮、单宁、萘、黄酮等不同种类的80种化合物。大体上分为蒽醌类、多糖类、鞣质。蒽酯类主要有芦荟大黄素、大黄酚、大黄素和大黄素甲醚、大黄酸葡萄糖苷。其中鞣酸等是良好的自由基活性氧的清除剂，但大黄清除活性氧的作用与这些组分中哪些成分相关尚须进一步研究。刘黎明等研究发现，大黄炮制后的有效成分为蒽苷衍生物3.5%，游离状态的苷元，其余则与葡萄糖结合为苷，苷元主要有：大黄素、大黄酸、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚。现代医学研究表明，大黄素对小鼠实体肉瘤S-180，小鼠肝癌、乳腺癌、艾氏腹水癌、淋巴肉瘤、黑色素瘤、大鼠瓦克瘤及肺癌A-549均有抑制作用，其抑制率在30%以上，具有抗癌作用。并且对免疫抑制、解痉、止咳、心血管系统均有一定作用6。大黄酸属单蒽核类，极性较强，具有电化学氧化还原性质。以往的药理学研究证明，大黄酸在抗肿瘤、抗菌、抗病毒、降糖调脂、保肝抗纤维化等多方面具有活性，尤其在治疗骨关节炎、糖尿病肾病及协同抗肿瘤方面表现更加突出，成为研究的热点之一。并且张思巨等从大黄根及根茎中得到两种酸性多糖，DHP-I和DHP-2。平均分子质量分别为11万和2.5万道尔顿。TLC和GC分析表明2种多糖的糖组成完全相同，主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、来苏糖、木糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸组成。国外对大黄的化学成分进行研究表明，经各种层析柱，从大黄水提物中得到一淡褐色粉末，分子质量约2800的缩合型鞣质。其结构为部分酰化的pro-cyaniding8聚体，命名为RG-鞣质。国内胡军等从大黄乙醇提取物中分离到10个化合物，鉴定了其中的6个化合物，分别为大黄酚（chrysophanol）、大黄素甲醚（physcion）、大黄素（emodin）、芦荟大黄素（aloe-emodin）、大黄酸（rhein）、大黄酚葡萄糖苷（chryso-phanol-8-O-D-glucopyranoside），并利用GC-MS-DS对其挥发性成分进行分析，鉴定出27个化合物。均为首次从大黄中分离得到7。1.6大黄的应用近年来，大黄临床应用研究进展很快，现代药理研究表明，大黄可治疗多种疾病。这些已经大大超出了大黄蒽酮衍生物作用的范围，这说明大黄不仅仅是一种简单的缓泻药。大黄中的蒽醌成分用途最广，已被发现的有止血作用：能促进血小板生成，明显增加纤维蛋白原，使凝血时间缩短，降低毛细血管通透性，改善血管脆性，使血管的收缩活性增加，因此能促进血液凝固；抗菌作用：蒽醌类化合物对多种细菌均有不同程度的抑制作用，其中以葡萄球菌、链球菌最敏感，痢疾杆菌、白喉杆菌、枯草杆菌及伤寒杆菌等也较敏感。抑菌机理主要是抑制菌体糖及代谢中间产物的氧化和脱氢，并能抑制蛋白和核酸的合成，因此可避免临床上某些抗菌素的毒副反应及耐药性；泻下作用：结合型蒽醌甙类因由糖基的保护，大部分未经吸收直接到达大肠，在肠内被细菌酶分解成甙元和糖。甙元刺激大肠粘膜，并抑制钠离子从肠腔吸收，使大肠内水分增加，蠕动亢进而致泻；利尿作用：蒽醌类化合物能使尿量增加，并促进输尿管的蠕动，尿中钠钾亦明显增加，而产生利尿降压作用。其作用是通过减少肠道氨基酸的重吸收，抑制肝肾组织中尿素的合成，提高血中游离必需氨基酸浓度，利用体内尿素氮合成体蛋白和抑制肌蛋白的分解，以及增加尿素和肌酐的排泄来完成的。含蒽醌类化合物的中药制剂在临床上的应用已涉及到诸多疾病的治疗，如可治疗冠心病、粘膜溃疡、淋巴结核、烧烫伤、慢性胃炎、急性胆囊炎、伤骨科疾病、急性脑血管病等危急重症及杂病。并且随着研究表明，大黄对治疗肾功能衰竭有很大的作用，肾功能衰竭患者大多数是身体必需氨基酸降低，而非必需氨基酸升高或正常，这可能是体内蛋白质分解代谢亢进，抑制蛋白质的合成，成为尿毒症的毒素，大黄能影响肾功能衰竭患者的氨基酸代谢，调节其血中含量，促进蛋白质的合成，延缓病情的发展，延长患者生命。娄兆标报道，用大黄粉口服，每日3，后用肾必氨基酸250mL静滴，每日1次，20为一疗程，治疗慢性肾功能衰竭33例，结果有效19例，稳定6例，总有效率57.6%，尿素氮及血清肌酐均明显降低，Cer值上升，提示对尿毒症有明显疗效，采用大黄粉配合异搏定治疗慢性肾功能衰竭84例，口服异搏定40mg，生大黄粉3，每天3次，显效后继续服用2wk，然后减量维持4wk后停药，结果显示总有效率为79.56%，其中代偿期及失代偿期有效率分别为100%和83.3%6。大黄的应用为肾衰的治疗提供了一种新的途径。并且据研究大黄有清除氧自由基、降血脂、抗动脉硬化、抗癌、抗衰老等药理作用，相信随着对大黄研究的进一步进行，将会在这方面有很大的发展空间。大黄的药理应用广很泛，在国内外都已有很深的研究。最初的研究主要偏重于大黄的泻下功效及其机制60年代以来，研究范围进一步扩大，到了70年代后期研究范围迅速增加，主要研究领域扩展到抗病毒作用和抗微生物，抗肿瘤作用、活血作用、利胆作用、对心血管系统作用和降低血清作用、清除自由基作用。消炎作用、雌性激素样作用范围以及对消化功能的影响和免疫系统的影响、对能量代谢的影响和对肾功能的影响等作用。广泛的研究结果表明，大黄中的化学成分与其生物活性有着密切的关系如。蒽醌类及其甙的主要作用是：抗细菌（革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌）、抗真菌及病毒、抗寄生虫、抗肿瘤等，二蒽酮类及其甙具有很强的致泻作用。苯丁酮类具有显著的消炎镇痛作用，芪甙类是大黄治疗心血管疾病的有效成分之一，有扩张毛细血管、扩冠脉、降血压、抑制血小板聚集的作用，还有抗肿瘤、抗菌的作用，单宁类中的黄烷醇类是大黄治疗病毒性肝炎、肝硬化的有效成分、没食子酸有抗病毒、抗肿瘤、清除氧自由基、降血脂、降压、抗过敏、改善肾功能的作用。1.7市场调查大黄做为清热降火、解毒、通便的良药。是牛黄上清丸、牛黄解毒丸、百川丸、青宁丸、黄连清胃丸等几十种中成药的重要原料。年需求量8000吨以上。在保健品开发上，已成功开发出低度大黄酒、大黄饮料等产品。并出口日本、美国、德国及东南亚各国。社会需求逐年加大。据了解，1999年以后，大黄市场进入生产过剩期。大量的货源被积压在农户和市场上，从而引起行情下跌，种植面积减少。市场也就进入了库存消耗期。经过漫长的五年的库存消耗。至2005年，大黄的市场库存已降至多年来的最低点。市场供不应求的矛盾开始显现出来。市场行情由降转，已突破10元每斤。因为，大黄的市场行情已运行到由低谷向高峰上升的轨道。在今后2年的时间内，将逐步达到高峰。这是因为大黄的生产周期为23年。即使大黄生产得以恢复，最少也需二年以后方能产出。因此，随着大黄库存的逐年减少，大黄行情会稳步上升。总结上述，可以说大黄市场前景十分美好，但随着人们生活水平的提高以及现代科技知识的普及以及近年来一些因重金属中毒而导致的疾病的发生，使得人们对药材的中的有害元素的危害越来越关注。而药材中重金属含量是衡量药材好坏的重要指标之一，也是药材走向市场的重要衡量标准。根据药用植物及制剂进出口绿色行业标准（2001）对重金属的限量指标（mg/kg）As2.0，Hg0.2，Cd0.3，Pb5.08。因此，为了镇巴唐古特大黄市场良好前景，对大黄的重金属含量进行检测研究非常有必要。2仪器与试剂2.1实验仪器AFS-230E型双道原子荧光光度计（北京海光仪器公司）；FW177型中草药粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；DGG-9240B型电热恒温鼓风干燥箱（上海森信实验仪器有限公司）；砷、汞、铅、镉高性能空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；AL204-LC电子分析天平（梅特勒-托利多公司）仪器有限公司；量筒、试管、烧杯等。标准液：铅标准品、汞标准品、砷标准品、镉标准品（均为中国环境保护药品生物制品检定所）。分析试剂：浓硝酸（GR）、高氯酸（GR）、盐酸（GR）、HF（AR）、硫脲（AR）、抗坏血酸（AR）、KBH4（AR）、氢氧化钠（AR）、去离子水。2.2实验材料与试剂镇巴县大黄产地采集的药用大黄（Rheum officinale Baill.）根及根茎，样品干燥并粉碎后过40目筛备用，砷、汞、铅、镉标准品。试剂除硫脲、抗坏血酸、硝酸、高氯酸及盐酸为优级纯外，其余均为分析纯。实验用水全部都为去离子水。3大黄中重金属测定3.1砷的测定3.1.1砷标准溶液的配置（1）标准贮备液的配制：称取1.3200g三氧化二砷（As2O3）溶解于25mL20%KOH（w/v）溶液中，用20%H2SO4（v/v）稀释至1L，摇匀，即得浓度为1g/L的砷贮备溶液。（2）标准系列配制：精密吸取标准贮备液1mL1000mL容量瓶中，用介质定容，得1mg/L砷溶液。精密吸取上述溶液1mL于100mL容量瓶中，用介质定容，得10g/L砷标准工作液。介质的配制：V（以10%盐酸溶液为溶剂的5%抗坏血酸溶液）+V（5%硫脲溶液）=1+1。（3）还原剂的配制：称取1.0000gKOH溶于200mL蒸馏水中，溶解后加入4.0000gKBH4继续溶解，若有沉淀过滤后使用。3.1.2样品试液的配置精密称取样品约0.5000g于100mL烧杯中，加入高氯酸-硝酸（14）混合液10mL，消化过夜，次日，置电热炉上至烧杯中黄烟冒尽，溶液清亮。待液体体积近12mL时，取下放冷，移入50mL量瓶中，并定容。3.1.3砷的测定用移液管移取5mLAs样品液转移到25mL比色管中，加入5%抗坏血酸-5%硫脲混合液5mL，以4molL1HCl定容至刻度，摇匀后待测。3.1.4溶剂影响的扣除取样品处理所用等量溶剂，同3.1.2法做空白溶液2份，并按3.1.3进行测定，得到的荧光强度作为空白溶液荧光强度。检测到的标准溶液及样品溶液的荧光强度，均应扣除空白溶液荧光强度后，再进行计算。3.1.5砷校准曲线的制作取10g/L的As标准工作液0.00，1.00，2.50，10.00，25.00mL于50mL容量瓶中，分别加入5%抗坏血酸-5%硫脲混合液10mL，用4molL1HCl定容，摇匀测定。以荧光强度为纵坐标，浓度为横坐标绘制标准曲线。得I=304.46C+27.543，相关系数为1.0000。图3.1 砷标准曲线3.2汞的测定3.2.1汞标准液的测定（1）标准贮备液的配制称取经105干燥恒重的氧化汞1.0800g，加入11HCl70mL使溶解，加入24mL34%HNO3溶液，1.0gK2Cr2O7，溶解后移入1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得1g/L的汞贮备液。（2）标准系列配制精密吸取标准贮备1mL于1000mL容量瓶中，用10%盐酸溶液为溶剂的5%抗坏血酸溶液和5%硫脲溶液（11）的混合液定容，得1mg/L汞溶液。精密吸取上述溶液1mL于100mL容量瓶中，用10%盐酸溶液为溶剂的5%抗坏血酸溶液和5%硫脲溶液（11）的混合液定容，得10g/L溶液。（3）还原剂的配置称取7.0000g硼氢化钾溶于0.2%氢氧化钠溶液1L中，即得。若有沉淀过滤后使用。3.2.2样品试液的配置精密称取样品0.5000g，加入高氯酸-硝酸（11）10mL，置水浴中加热水解，至淡黄色或无色（约2h），取出后，冷却，加水定容至50mL，即得。3.2.3汞的测定用移液管移取5mLHg样品到25mL比色管中，加入硝酸-水（11）溶液2.5mL，用水定容，摇匀后待测。3.2.4溶剂影响的扣除：同3.1.4。3.2.5汞校准曲线的制作取10g/L的Hg标准工作液0.00，1.00，2.50，10.00，25.00mL于50mL容量瓶中，分别加入硝酸（11）溶液5.0mL，用水定容，摇匀测定。以荧光强度（I）为纵坐标，浓度（C）为横坐标绘制标准曲线。I=305.37C+66.118，相关系数为0.9999。图3.2 汞标准曲线3.3铅的测定3.3.1铅标准液的测定（1）标准贮备液的配制称取1.0000g高纯铅，加20mL34%HNO3溶液溶解，加热至溶液近干，用盐酸赶HNO3三次。加入25mL18%HCl溶液，加热溶解PbCl2溶液移入1L容量瓶中，再加250mL18%HCl溶液，冷却，用水稀释至刻度，混匀，即得1000g/mL的铅贮备液。（2）标准系列配制精密吸取标准贮备液1mL于100mL容量瓶中，加入3mol/LHCl10mL，用水定容，得10g/mL铅溶液。吸取上述溶液1ml于100mL容量瓶中，用水定容，得100ng/mL铅标准工作液。（3）还原剂的配置称取4.0000g硼氢化钾溶解于200mL0.5%氢氧化钾溶液中，便可得到。若是有沉淀，过滤后使用。3.3.2样品试液的配置：同3.1.2。3.3.3铅的测定用移液管移取5mLPb样品液转移到25mL比色管中，加入20%HCl溶液2.5mL10%K3Fe（CN）6-2%草酸混合液5mL，用水定容后，摇匀后待测。3.3.4溶剂影响的扣除：同3.1.4。3.3.5铅校准曲线的制作取100ng/ml的铅标准工作液0.00，5.00，12.5，25.00，37.50mL于50mL量瓶中，分别用0.25molL1的HCl溶液定容，摇匀测定。以Abs为纵坐标，浓度（C）为横坐标绘制标准曲线。A=0.0019C+0.0227，相关性为0.9707。图3.3 铅标准曲线3.4镉的测定3.4.1镉标准液的测定（1）标准贮备液的配制称取1.0000g高纯镉于烧杯中，加入10mL34%HNO3溶液，低温加热溶解，冷却后移入1L容量瓶中，用水稀释至刻度处，混匀，即得1mg/mL的镉贮备液。（2）标准系列配制用移液管精密吸取标准贮备液1mL于100mL容量瓶中，加入50mL18%HCl溶液，用蒸馏水定容，得1.00g/mL标准镉溶液。精密吸取10g/mL标准镉溶液1mL于100mL容量瓶中，加2mL18%HCl溶液，用水定容，便可得100ng/mL标准镉溶液。（3）还原剂的配置称取6.0000g硼氢化钾溶于0.5%氢氧化钾溶液200mL中，便可得到。若有沉淀，过滤后使用。3.4.2样品试液的配置：同3.1.2。3.4.3镉的测定将Cd样品液转移到25mL比色管中，用0.25molL1HCl定容至刻度，摇匀后待测。3.4.4溶剂影响的扣除：同3.1.4。3.4.5镉校准曲线的制作取100ng/ml的Cd标准工作液0.00，2.00，3.00，4.00，5.00mL于50mL量瓶中，分别用 0.25molL1HCl溶液定容，摇匀测定。以Abs为纵坐标，浓度（C）为横坐标绘制标准曲线。A=0.0250C+0.0330，相关性为0.9962。图3.4 镉标准曲线3.5检出限测定连续测定各元素空白溶液5次，用3倍样品空白荧光强度的标准偏差除以标准曲线斜率即为本方法的检出限。分别得出砷、汞、铅、镉的检出限为As为0.011gL1，Hg为0.042gL1，Pb为0.038gL1、Cd为0.047gL1。以样品称样量0.5g计，定容25mL为准，分别求出砷、汞、铅、镉含量的最低检出量为0.00055gg1、Hg最低检出量为0.0021gg1，Pb的最低检出量为0.0019gg1，Cd的最低检出量为0.0024gg1。3.6仪器精密度试验取As、Hg、Cd、Pb4种元素同一标准溶液，按各元素测定方法重复进样3次。最后分别得出各元素荧光度的RSD。分别为1.9%，1.5%，2.2%，2.5%。3.7重复性试验精密称取同批样品（镇巴县大黄），按样品测定项下方法测定3次。最后得出砷、汞、铅、镉含量的平均值。砷含量为0.672mg/kg、汞含量为0.0210mg/kg、铅含量为3.43mg/kg、镉含量为0.672mg/kg。3.8加样回收率试验取已测得实际含量的镇巴清水产地大黄品约0.2500g，每个元素各3份，精密称定，分别精密加入As、Hg、Pb、Cd标准溶液适量，按照各元素测定项下方法处理样品，计算加标回收率。表3.1 清水产地大黄加标回收率元素含量mg/kg加入量mg/kg测出总量mg/kg回收率%As0.01040.50.4996Hg0.02100.50.5198Pb3.430.53.8482Cd0.6720.51.13923.9样品的测定按上述方法测定2批大黄重金属含量，结果如下：表3.2 两地大黄样品平均含量测定元素As含量Hg含量Pb含量Cd含量清水产地大黄0.01040.02103.430.672白河产地大黄0.01640.03091.930.7604大黄生境土壤重金属含量的测定4.1土壤中砷的测定4.1.1样品的制备取土壤样品0.2500g左右于25mL比色管中，加入新配王水10mL，静置过夜，于沸水浴中加热1小时，其中要充分振摇两次，取出凉透后，加入25.00mL去离子水。取静置后的该溶液5.00mL于另一25mL比色管中，同时加入100g/L的硫脲2.50mL，优级纯盐酸2.50mL，定容至25.00mL，用来测定砷。4.1.2砷标准曲线的绘制：同大黄砷标准曲线绘制。4.2土壤中汞的测定4.2.1样品的制备取土壤样品0.2500g左右于25mL比色管中，加入新配王水10mL，静置过夜，于沸水浴中加热1小时，其中要充分振摇两次，取出凉透后，加入25.00mL去离子水，测定。4.2.2汞标准曲线的绘制：同大黄汞标准曲线绘制。4.3土壤中铅的测定4.2.1样品的制备：同4.2.14.2.2铅标准曲线的绘制：同大黄铅标准曲线绘制。4.3土壤中镉的测定4.3.1样品的制备：同4.2.14.3.2镉标准曲线的绘制：同大黄镉标准曲线绘制。4.4样品的测定 根据前处理的步骤，同时做两个空白，然后连同前处理后的样品，根据标准曲线的测定步骤，按照仪器测定条件，上机测试。表4.1 两地土壤重金属平均含量测定元素As含量mg/kgHg含量mg/kgPb含量mg/kgCd含量mg/kg清水土壤4.4580.311415.650.536百合土壤3.7840.313620.20.8085结果与讨论重金属 Pb、Cd、As、Hg 均为有害重金属元素，如果被人体吸收，就有可能蓄积性毒性反应。药用植物及制剂进出口绿色行业标准(2001）对重金属的限量指标(mgkg1)As2.0，Hg0.2，Cd0.3，Pb5.04。目前我国正在抓紧制定各种中药的质量标准，其中检测中药中对人体有害重金属砷、镉、铅、汞、铜等及农药残留量是极其重要的一环。因此，应把重金属含量作为评价镇巴县大黄品质的重要标准之一。并且世界各国食品标准中均制订了有害元素人体每天最大摄取量，因此，中药材进口的标准极其严格。镇巴大黄要想走向国际市场，对大黄中重金属含量进行检测是必不可少的一环。本实验测定结果表明，镇巴清水、白河2个产地栽培的大黄中As、Hg、Pb、Cb的含量均符合国家有关限量标准。希望此结果能为镇巴大黄中重金属含量提供参考，可以为其走向市场提供一定的帮助。参考文献1夏利亚,来俊卿,土壤重金属污染及防治对策J.能源环境保护,2011,25(4):54-58.2刘汉铭.慢性三氧化二砷中毒性肝病82例临床观察J.中华医学杂志,1981,61(4):218.3工世俊.临床职业病学M.北京:北京医科人学中国协和医科大学联合出版社,1994:1(4).132-135.4王籍兰,刚葆琪.现代劳动卫生学M.北京:人民卫生出版社,1994:282-287.5李成华.江苏省环境污染和健康资料汇编M.中国环境科学出版社,2007:1(1).183.6孔晓华,周玲芝.中药虎杖的作用J.中华医学杂志,2009,(4):20-23.7李军林,李家实,贺文义,等.河套大黄的蒽醌类成分研究J.中草药,2000,31(5):321-324.8CHP.(2010)Vol(中国药典2010年版.一部)S.2010:22.9索有瑞,隋一良,王丽梅.无火焰非色散原子荧光法测化探样品中的微量HgJ.光谱学与光谱分析,1985,5(2):36.10张锐.原子荧光光谱分析新进展J.光谱学与光谱分析,1988,8(1):67.11北京海光仪器公司.原子荧光分析方法手册D.2000.5760.12黄剑,刘卫国,范巧佳,邓良基.掌叶大黄叶资源的开发与利用J.资源开发与市场.2004(04) .13索有瑞,隋一良,王丽梅.无火焰非色散原子荧光法测化探样品中的微量HgJ.光谱学与光谱分析,1985,5(2):36.14江志刚.氢化物发生一原子荧光法测定海产品中的微量砷J.光谱实验室,1999,16(3):335336.15吴延照,高英奇