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    行业动态
    “镉”命之路——土壤重金属污染专题

    在我国的重金属土壤污染中,镉(Cd)污染是危害性最大的。Cd元素已被联合国环境规划署列为全球性意义危害化学物质之首。Cd污染不仅会引起土壤功能的失调、土质的下降,还会不同程度的损害植物的生理发育,影响植株的生长代谢。Cd通过植物吸收,富集而转移进入食物链危害人类的生命和健康。

     土壤中镉浓度很高主要有3种成因:

    1、自然地球化学的运动,包括火山喷发、盐熔和单质镉的自然浓集作用,它常常导致土壤镉的高背景(常常在1.0 mg·kg-1以上);

    2、人类生产活动,包括采矿(每年因采矿进入生态环境中的镉为7.7×106kg)、冶炼、污灌和磷肥施用等工农业活动;

    3、上述两种作用的复合。

    有色金属矿产开发、冶炼及其他工业生产排出的废气、废水和废渣都会造成镉污染。而我国的耕地大量使用的磷肥中也有相当高的镉含量,因此当这些磷肥进入土壤,也加重了土壤中的镉浓度。此外,城市污泥和垃圾的焚烧也可导致土壤中镉含量增高。

    近几年来,湖南等地大米镉超标事件频发,之前曾有过调查,发现10%左右的市售大米镉超标。对此,南京农业大学教授潘根兴在接受媒体采访时指出:这与国标定得比较高有关系——大米中镉的国标限量为每公斤0.2毫克,而国际标准是每公斤0.4毫克。
     “在中国,城市废旧电池至今不能分类处理造成的镉污染,我觉得更应该引起重视?!闭盼硭?,目前在我国许多大城市,城乡结合带不仅用于处置城市垃圾,也是城市蔬菜主要产区,源于城市垃圾的重金属污染将会直接影响到土壤和农产品安全。

    在许多国家,为防治重金属污染,早已实施了废旧电池的集中收集和单独处理,而不与普通生活垃圾混合填埋。我国东部地区城市人口密集,城市垃圾产生量大,若不尽快实现生产、生活垃圾的分类处理,含镉量高的废旧电池混入大量的生活垃圾,将会在城市边缘形成严重的农田土壤和水的重金属污染。

    土壤镉污染的植物修复

    金属排斥是植物抑制重金属进入其体内,或吸收后排出,或阻碍转运过程的现象。

    研究表明,植物的细胞脂膜具有选择特异性,是限制Cd2+利用跨膜运输进入细胞内的重要屏障。另外,依据对耐性植物的金属吸收与代谢关系的相关性研究发现,植物的原生质膜能够利用转运器运载主动将重金属排除体外。

     螯合作用是通过诱导合成金属配位体,并形成金属配位体复合物,且在器官、细胞和亚细胞水平区室化分布,来降低Cd的毒性。它们能结合植物吸收的Cd2+并去毒化转运至液泡储存,有效减少游离态Cd。

    自然界中的重金属污染主要是多元素复合污染,Cd在与其它金属交互作用中,表现为协同、累加或拮抗等特性,其中以拮抗作用对植物的生长最为有利,研究价值最大。


                 海洲香薷——重金属超级累植物

    Cd在与Cu的复合污染中,会通过竞争吸附位点表现出拮抗效果,Cd会与Zn竞争土壤胶体中的吸附点,释放土壤中的化合态Zn,从而提高土壤中Zn的有效性,减少Cd进入植株体的几率;Ca与Cd在土壤中的相互作用,主要呈现出显著抑制吸收的拮抗作用,更好地提高了植株的耐受性,Ca拮抗Cd的主要方式在地上部分,通过有效运转Cd到地上进行消耗金属排斥是植物抑制重金属进入其体内,或吸收后排出,或阻碍转运过程的现象。

    有研究表明,植物的细胞脂膜具有选择特异性,是限制Cd2+利用跨膜运输进入细胞内的重要屏障。另外,依据对耐性植物的金属吸收与代谢关系的相关性研究发现,植物的原生质膜能够利用转运器运载主动将重金属排除体外。植物对Cd的沉淀主要是通过细胞壁和液泡来完成的,通常被沉淀后的Cd会失去毒性。细胞壁是植株阻碍Cd2+进入植物细胞的第一道屏障,通过利用细胞壁的沉淀发挥功能,Cd2+在穿过细胞壁时会部分与细胞壁上的基团结合、沉淀、络合或吸附,从而阻止了大量Cd2+进入原生质体内,降低Cd毒害。

    Ca与Cd在土壤中的相互作用,主要呈现出显著抑制吸收的拮抗作用,更好地提高了植株的耐受性,Ca拮抗Cd的主要方式在地上部分,通过有效运转Cd到地上进行消耗或排解。


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