【摘 要】利用单因子指数改进法和加权平均综合指数法，构建污染指数模型，通过研究达州市的中药物川佛手，对其种植土壤的重金属污染进行分析与质量风险研究。同理，对其种植土壤的化肥污染及农药污染依据模型也进行质量风险研究。结合中药物的特性，提出了中肯的改进措施与建议。
【关键词】川佛手；单因子指数法；加权平均综合指数法；层次分析法
目前，对于中药物的研究，已经有很多前人成果，有模糊评价法，神经网络等，而达州市有着丰富的药材资源，被誉为“川东药库”。本地气候适宜，土壤肥沃，水资源丰富，无工业污染。药农已从70年代开始在本地栽培药材，掌握了丰富的种植经验，并形成了药材种植意识，农村产业结构调整的新形势下，在当地政府的大力支持及科学技术不断的投入下，在达县金福中药材种植有限公司的带动下，已辐射药材种植面积到2.2万亩以上，其中川佛手[1]种植面积1.1万亩，并形成了一定的规模。而佛手主要功能是疏肝理气，和胃止痛。用于肝胃气滞，食少呕吐等。本文所用数据均来自达州市农业局有关统计数据。
1 模型思路
[2]本文主要从种植的重金属污染、农药污染、化肥污染三个方面进行研究。川佛手在种植时，质量安全风险主要是重金属污染，农药污染，化肥污染，通过污染指数模型及改进的层次分析法，来探讨污染状况与改进措施。
1.1 土壤重金属污染
重金属[3]是一类具有潜在危害的重要污染物。由于重金属在土壤植物系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，所以当重金属通过在土壤植物中迁移转化，经过食物链的积累和放大作用以后，对生物将产生更大的毒害作用。按照目前的国际标准，中药重金属污染主要包括铅、镉、汞、铬、砷等。我国药用植物及制剂进出口绿色行业标准限量指标：重金属总量≤20.0mg/kg，铅（Pb） ≤15.0 mg/kg，镉（ Cd） ≤0.3mg/kg，汞（Hg） ≤0.2mg/kg，铬（Cr） ≤10.0mg/kg，砷（As） ≤2.0mg/kg。
1.1.1 单因子污染指数法
依据土壤环境质量评价标准GB5618-1995，我们定义单因子污染指数，其公式为
1.1.2 加权平均综合指数法
1.1.2.1 计算方法
评价土壤重金属污染时，重金属污染因子的权重是影响评价结果的关键因素，利用层次分析法，根据重金属对人体健康危害的程度，计算重金属污染物在土壤环境质量评价中的权重，并将其应用于平均综合指数法，我们称之为加权平均综合指数法。并且污染指数定义为
1.1.2.2 重金属污染因子权重的确定
第二，利用构建的比较矩阵B，根据公式（5），求出判断矩阵C，如下式（7）。
1.2 化肥污染
川佛手在种植过程中会施加一定的化学肥料[6]以促进其生长，但化学肥料却在一定的程度上含有有损川佛手生长的物质、甚至有些化学肥料中的某些物质能够通过川佛手的根茎的渗透作用进入川佛手体内，影响其生长。另外，一些化学肥料运用在土壤中很可能会改变土壤的酸碱度，以致影响原本适合川佛手的生长环境。
土壤的环境质量评价方法很多，目前常见的主要有单因子评价法、模糊综合评价法、灰色聚类法和综合指数法，所以化肥污染的计算也可用公式（2），公式（3）的模型去求解。用公式（3），得到结果 =0.4607<1，土壤未污染，适宜发展绿色中药材，其中权重 =（ 0.5816，0.3090， 0.1095）分别为亚硝酸盐、硝酸盐、杂质。计算结果中 Max=3.0037，CR= 0.0032<0.1 ，根据《中华人民共和国国家标准》，利用化肥污染对人体危害程度构造的判断矩阵可满足层次分析法的要求，能够通过一次性检验。
1.3 农药污染
农药[7]在川佛手的种植环节必不可少。四川达州的天气相对适宜一些害虫的生长。这样对川佛手的生长同样也会产生影响。施加的农药可能会因为时间的问题而在川佛手体内有一定的残留，在人制造川佛手或则食用川佛手过程中对人体造成伤害。所以，准确评估农药的残留及其危害程度，对川佛手的药效有相对重要的作用。 目前我国大量使用的化学农药约有50多种，农药总施用量达131.2万吨（成药），平均每667㎡施用931.3g。中国农药生产量居世界第二位，产品中杀虫剂占70%，杀虫剂中有机磷农药占70%，有机磷农药中高毒品种占70%，致使大量农药残留，带来严重的土壤污染。对此，我们可以把农药中的成分，如有机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酶类、苯氧羧酸类等作为影响因素，其中权重为
=（0.4668，0.1603，0.2776，0.0953）计算结果中 Max= 4.0310，CR= 0.0115<0.1 ，根据《中华人民共和国国家标准》，利用农药污染对人体危害程度构造的判断矩阵可满足层次分析法的要求，能够通过一次性检验。利用公式（3）的模型去求解，得到结果 =0.6750<1，土壤未污染，适宜发展绿色中药材。
2 建议
根据上述讨论，可知达州的污染指数都小于1，未被污染，适宜发展绿色中药材。不过有些指数快超标了，例如铬、有机磷农药，我们必须防患于未然，给予警示，针对这些即将超标的重金属，农药，化肥必须进行控制。根据文献[6]-[8]，我们提出了以下的改进建议：
2.1 控制重金属污染的措施
（1）加大大气污染治理和水污染治理的宣传力度，提升它们的防治科技水平，健全相关法律法规，减少它们中的重金属成分对土壤的间接污染。对常见的重金属汞、铅及其化合物污染控制虽已有可靠的工艺流程，但是砷、铬、镉及其化合物污染控制技术需要提高并且大力度创新。
（2）根据物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染，可以采用工程治理方法、淋洗法、热处理法、电解法等方法，综合防控土壤重金属污染；根据生物的某些生物习性来适应、抑制和改良重金属污染，可以采用动物治理、微生物治理、植物治理等方法控制重金属废弃物的污染，有效降低土壤中重金属含量。
（3）根据“重金属污染综合防治“十二五”规划，建立三大体系、解决一批问题，充分利用循环经济的理念与技术，对重金属废弃物进行吸收转化再利用，或者无害化处理。从根结上解决重金属污染对中药的不利影响。
2.2 控制农药污染的措施
（1）通过生物的作用将大分子有机物分解成小分子化合物，可以利用生物降解方法，包括动物降解、植物降解、微生物降解等；积极发展固相合成农药，实现反应的自动化，通过分混法和平行合成法，实现新农药的创制，重点发展高效、低毒、低残留及无公害新型农药；使农药在水体环境中达到中药材环保的要求。
（2）推广生物农药，减少化学农药，生物农药主要包括微生物农药、农用抗生素和生化农药三种；利用除草剂最低致死剂量使用技术，即用MLHD减少农药污染，精确施药；减少农药残留，禁止施用高毒、高残留农药，有效保证中药物的土壤的生态环境。
（3）调整农药的施用结构、使用方式及施用量，调整种植产业结构，逐步提高行业准入门槛，鼓励中药产业化、现代化研究；注重生物防治、物理防治与化学防治相结合，充分利用自然天敌，尽量减少化学农药用量；加大中药材的抗病虫害品种的研究，利用分子生物技术使药用植物增强抗病虫害能力，不再需要大量的各类农药，中药材将会成为低农残、高质量的绿色中药材。
（4）根据农药法律法规，建立与健全的土壤污染防治法律法规；控制农药包装废弃物，将生产企业与流通企业相互结合，政府增大干涉与扶持，进行有效包装，避免使农约包装废弃物内的残留物造成污染；建立绿色药材生产基地，对药材生产实施规范化质量管理（GAP），保障中药物卫生安全。
2.3 控制化肥污染的措施
（1）加强肥料养分资源的综合管理，以农家肥为主，使用无机肥料时，必须与有机肥料配合施用。建立科学的施肥制度，利用3S技术精确施肥。从而达到生产绿色中药物。
（2）提高养分资源的利用效率，使用科学的施肥技术，充分利用化学途径、物理途径和生物途径，创造良好的土壤条件，采取积极有效的水土保持措施。
对于有机肥，可以推广以沼气为纽带的“生态家园富民工程”，推进农村循环经济的发展，达到促进减少污染、保护中药材土壤质量与提高生活质量的三赢。
（3）依据模型的结论，如果加强并综合应用上述有关控制措施，达州可以占领“绿色药物”的市场优势，让中药物产业早日成为其支柱产业，使其早日实现环境保护、药物质量、经济发展和人民能拥有健康的四赢和谐城市。
参考文献
[1]王宏.川佛手GAP标准操作规程[Z].2007.
[2]魏俊岭.亳州市典型中药材产地土壤肥力与环境质量评价[D].安徽农业大学，2012.
[3]余剑东，倪吾钟，杨肖娥.土壤重金属污染评价指标的研究进展[J].广东微量元素科学，2002，9（5）：11-17.
[4]仲维科.我国农作物的重金属污染及其防止对策[J].农业环境保护，2001，20 （4）：270-272.
[5]GB 2762-2012.食品安全国家标准食品中污染物限量[S].
[6]杨丽娟，李天来，刘妤.长期施用有机肥和化肥对菜田土壤锌有效性的影响[J].土壤通报，2005，36（3）：395-397.
[7]陈苏敏，胡启山，郭鹏程，盛平.农药污染及其危害的有效防控[J].现代农业科技，2008，4：94-95.
[8]王昶，马少娜，魏大鹏，王敏.中药材中重金属污染分析以及防治措施[J].天津科技大学学报，2005，（20）3：12-16.
作者简介：吴 骁（1991—），女，四川广安人.学生，主要从事数学研究.
基金项目：
四川省大学生创新创业训练计划项目（201310644020）；四川循环经济研究中心项目（XHJJ-1307）
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