影响植物积累重金属cd的研究综述

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1、影响植物积累重金属Cd的研究综述Cadmium(Cd)是与环境有重要关系的重金属之一。它在地球外壳部分自然形成。事实上，它以各种浓度存在于组成了淡水、海水、陆地生态系统。它以岩石风化和火山喷发和形式进入环境，但是近代以来，由于采矿业和农业的活动，导致Cd进入环境的量迅速增加。地壳内的Cd通常伴随的金属有zinc(Zn)、lead(Pb)、copper(Cu)等(Elinder1992)。矿石开采和冶炼、石化燃料的燃烧等以气态Cd的形式进入大气，溶入水后，污染了陆地水资源(Alloway1995)。同时，含Cd物质以大气沉降和雨水等形式污染土壤。加上含Cd磷酸盐化肥的使用，农业含Cd污水的大

2、量灌溉，大大地增加了土壤中的Cd含量(McGrath1987)。土壤中的Cd积累通过污染食物链而影响人类健康。人类通过食物摄入和吸烟的两条途径导致Cd在肝和肾脏器内和积累，从而危害这些器官。许多国家，如澳大利亚，已通过立法的形式限定了人类食品内的Cd最高含量。虽然所有的植物体内含有包括Cd在内的痕量元素(Pageetal.1981)，但是主要是由于土壤内Cd的积累，导致了植物体内Cd的积累(WilliamsandDavid1977)。由于Cd大部分在根、植物贮藏部分、叶中积累，所以农作物类，如根叶类蔬菜等与人类的关系更加密切(Pageetal.1981)。如在澳大利亚，成人约有50以上的饮

3、食摄入量与马铃薯有关，所以马铃薯叶内Cd含量水平受到有关学者的极大关注(Stenhouse1991)。目前Cd在蔬菜中的鲜重最高允许含量(MPC,themaximumpermittedconcentration)为0.1mg/kg(ANZFA1997)。但是澳大利亚相当一部分马铃薯Cd含量接近或超过这个水平(McLaughlinetal.1997)。这个问题学术界已集中在限定Cd在马铃薯块根上积累。植物根系对Cd的吸收受到土壤和植物两个因素主体的相互作用。土壤因素如土壤全Cd量，pH值，土壤营养水平状况，离子向根表的运输等影响到离子对根的有效性和对离子的吸收(ChaneyandHornic

4、k1978)。离子的吸收同时也受植物作用的影响，特别是根的结构、功能、根际的生物改性、植物和微生物和相互作用(菌根)。1　土壤因素Cd同时存在土壤固相和液相两个状态。固态时的Cd被硅酸盐矿物负电荷，氧化物和有机物吸附，或形成硫酸盐，碳酸盐和磷酸盐沉淀，这一般发生在污染严重的土壤。固相时的Cd不能为植物吸收。土壤溶液中的Cd含量受到多种因素的影响，而土壤pH值一般被认为是其中最主要的因素，它影响到土壤微粒对Cd的吸附机理(Alloway1995)。许多研究都表明，土壤pH值与植物Cd含量呈负相关关系(AnderssonandNilsson1974,Milleretal.1976,Reddya

5、ndPatrick1977,ChaneyandHornick1978,Pageetal.1981,Eriksson1989,JacksonandAlloway1991,Oliveretal.1994,McLaughlinetal.1994)。但是生长在培养液里的植物表现出相反的相关关系。随着pH值的增加，H+和Ca2+对植物吸收的竞争导致植物体Cd浓度的增加((TylerandMcBride1982,FlorijnandBeusichem1993)。Allowayetal.(1989)在测定生长在污染和非污染土壤中的4种不同作物和Cd含量时发现土壤全Cd量的作用是十分重要的。莴苣和甘蓝(C

6、humbleyandUnwin1982)，小麦(HornbergandBrummer1986)15，其他作物品种之间(Lundetal.1981)，土壤全Cd含量与植物Cd含量有显著的正相关关系。土壤营养状态水平同样也影响着Cd的生物有效性。土壤中其他金属离子的浓度，如Zn,Pb,Cu和Ni也影响植物对Cd的吸收。Oliveretal.(1994)发现生长在缺Zn土壤里的小麦的Cd含量随着Zn的增加而减少，并认为低Zn土壤对Cd的吸收的增多可能是受植物细胞膜完整性的影响，也可能是Zn对Cd在根表面的离子竞争。除了在根表面的竞争作用外，土壤对其他离子的强的吸附性(如，Pb)也增加了Cd在土壤

7、溶液里的浓度，从而也提高了对其的吸收(Adriano1986)。Florijnetal.(1992)报导培养液中不同莴苣品种在不同形态的N营养元素时对Cd吸收和影响。当N以NH4形态存在时，植物对Cd吸收量增加，当N以HO3-形态存在时，植物对Cd吸收量减少。WillaertandVerloo(1992)的试验研究结果进一步证实了这个观点。1.1　土壤pH值对植物积累Cd的影响植物Plantname土壤类型Soiltyp