镉离子的生物富集

镉对环境的危害及防治（一）镉的危害当今社会高速发展的同时也产生了许多副作用，污染就是其中比较严重的问题，而重金属污染，对人类赖以生存的地球的污染更为严重。

镉（Cd）是一种镉是一种灰白色对人体有严重危害的重金属，在自然界中多以硫化镉、碳酸镉的形式存在于锌矿中，但含量很低，一般不会影响人体健康。

镉大多以不溶于水，密度8．64g/cm3，熔点331．03℃，沸点。

其化合物中，碳酸镉、氢氧化镉、硫化镉等均不溶于水，但硫酸镉、氯化镉和硝酸镉等都溶于水。

镉在加热后易挥发，在空气中迅速氧化变为氧化镉。

但自然环境受到镉污染后，可通过在生物体内的富集作用，通过食物链进入人体，进而对人体产生不利影响。

那么，镉污染是如何产生的呢？首先发现镉的是德国哥廷根大学化学和医药学教授斯特罗迈尔。

1817年，他从不纯的氧化锌中分离出褐色粉，使它与木炭共热，制得镉。

现代工业的发展，导致镉产量的逐年增加。

工业生产上的镉释放到环境中的主要途径是: 铅锌矿的开采、选矿和冶炼过程中产生的废水和废气；合金钢的生产和加工过程；电镀镉的生产废水，染料、农药、油漆、玻璃、陶瓷、照像材料等生产和加工过程。

植物吸收富集于土壤中的镉，可使农作物中镉含量增高。

水生动物吸收富集于水中的镉，可使动物体中镉含量升高。

镉污染在土壤中的存在形式，主要有两种：气型污染以及水型污染，前者主要来自工业废气，镉随着废气飘散到工厂周围并沉降，导致该地区土壤中镉含量严重超标，即为镉污染；后者主要是铅锌矿的选矿以及相关工业（镀镉，碱性电池等）的废水排入附近地面水系或者地下水中，同样造成镉污染。

存在于土壤中以及各水系中的重金属镉元素的大部分，最终会汇集流入海洋中，造成对海洋的污染。

镉对自然环境的危害越来越严重，例如：重金属镉可以改变渔业资源生物对其捕食者的回避行为，影响渔业资源生物的健康状况，降低其产卵率、受精卵的孵化率以及早期生命阶段的存活率，导致渔业资源生物种群增长率的降低，进而引起渔业字眼的衰退。

含镉废水有哪些危害镉是对人体有害的元素。

它可在生物体内富集，通过食物链富集在其它生物体内，进而通过食物、水、吸烟或其他途径，进入人体，当镉的浓度达到一定程度时，就会发生镉中毒。

那么含镉废水有哪些危害呢?(1)鱼在含镉浓度为0.01-0.02毫克/升的水中生活就会中中毒，0.2-1.1毫克/升浓度时，就会死亡。

(2)镉的毒性能严重抑制微生物的生长，浓度0.1-1.0毫克/升时，微生物死亡率可达50%左右。

(3)灌溉水中含镉，不仅污染土壤，且种植的稻米中镉含量大于4ppm时，米不成熟。

(4)蚕吃了含镉的桑树叶后，不仅不吐丝，还大量死亡。

(5)人体的镉中毒，主要是通过消化道与呼吸道引起的，内服硫酸镉30毫克/升可以致死。

长期接触低浓度镉化合物，将引起贫血、肺气肿、神经痛、胃痛、骨质疏松症等等急病。

雨水落到地面上通常被土壤吸收,有些被植物吸收,有些渗入地下,有些则流入地表水中。

所以城市化建设改变了下垫面的性质。

下雨时,雨水遇到渗透性很差的地面,迫使它四处横流,在雨水横流过程中带走了大量的城市污染物。

通常这些雨水不经任何处理,直接通过城市的排水管道排放到当地的河流中。

首先,它污染了接收雨水的河流、溪流或湖泊。

有研究发现,城市径流中含有高浓度的铜、铅和锌,足以杀死许多种鱼和无脊椎水生动物,暴雨也是有毒金属、氯化有机化合物和悬浮固体的主要载体;其次,城市径流往往突涌而至,不像土壤和植物的缓慢滤流,水的力量会冲刷溪流河床,破坏水生环境;再次,因为所有的暴雨水都以这种高速率被导入当地河流,旱季就没有存水慢慢渗入溪流和河流中,可能会造成溪流完全干枯和河流水面大幅度下降,这对水生环境也有破坏作用。

同时,在一些城市降雨可能会造成另外一个头痛的问题———混合污水溢流。

由于混合下水道可以同时充当雨水和生活污水的排水通道。

所以在雨季,它同时排放污水和雨水,有时排放到污水处理厂的水量太多,远远超出其处理能力。

多余的水(混合污水溢流物)未经任何处理或仅进行一级处理就直接排放到水域里,造成水质污染。

利用微生物治理镉污染一、传统治理镉污染有一下主要几条途径：（1）物理治理方法:包括膜分离法,物理吸附法,换土法,客土法,翻土法,电动力修复法,固化、稳定化方法等。

这些物理措施的方法具有稳定、见效快的优点,但是存在工程量大、投资费用高、有二次污染隐患等缺点,不适宜大面积污染的治理,因此不是一种理想修复镉污染的方法。

（2）化学治理方法:包括化学沉淀法,离子交换法,淋溶法,施用化学改良剂,增加土壤有机质等,这些方法虽然能够在短期内降低环境中重金属的毒性和生物有效性,但此方法因人为向环境中施加化学药剂,易造成二次污染,且该方法是一种原位修复方法,重金属仍存留在环境中,容易再度活化,其潜在威胁并未消除。

此外,就修复效果的长期有效性和生态系统的长期稳定性来说,还缺乏深入细致的研究。

（3）农业治理方法:因地制宜地改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,在污染环境中种植不进入食物链的植物,利用植物对重金属的吸收富集作用,来净化污染环境。

植物修复的效益主要取决于植物的生长速率,但通常用于治理重金属污染的超积累植物都比较矮小,生物量低,生长周期长,所以其修复效率很低。

总之利用单一传统的修复方法成本高昂,设备条件复杂以及需要改变土层结构，或者是周期长效率低二、微生物修复镉污染土壤的现状（1）利用微生物降低土壤中重金属的毒性a）利用微生物对重金属的生物积累作用微生物对重金属的生物积累机理主要表现在胞外络合作用、胞外沉淀作用以及胞内积累3种形式。

微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属离子富集在细胞表面或内部。

有报道白红娟（2021）的研究表明: 在好氧黑暗、苹果酸为碳源、 pH7. 0 和30℃条件下, 利用沼泽红假单胞菌株对初始浓度为 25mg/L的 Cd2+去除率最大,达到85%。

王小波（2021）通过筛选耐受菌株，在Cd2+浓度50mg/L的条件下,两株酵母菌株的生长OD600值都在5.0以上,24 h后都能吸附溶液中70%以上的镉。

镉原矿的矿床聚集规律与富集机制研究镉是一种有毒重金属，对人体健康和环境造成严重危害。

镉矿床是指富集了镉矿石的地层或岩石，在地质学研究中，镉矿床的聚集规律与富集机制是一个重要的研究领域。

本文将针对这一主题，通过对镉原矿的形成过程、矿床聚集规律和富集机制的研究，探讨镉矿床形成的内在原因和机制。

一、镉原矿的形成过程镉原矿主要形成于岩浆作用、热液作用或沉积作用等过程中。

在岩浆作用中，镉往往以独立的矿石形式存在，如镉黑钨矿。

在热液作用中，热液穿排与围岩交互作用，形成了富集镉的矿化体。

在沉积作用中，由于泥矿物和粘土矿物有亲镉性，使得在沉积过程中镉被富集在一定区域，形成了镉原矿床。

二、镉矿床的聚集规律镉矿床的聚集规律与地质构造、岩性、成矿流体、矿化作用等因素密切相关。

首先，地质构造对镉矿床的形成具有重要影响。

例如，在构造断裂带和火山构造带等区域，镉矿床往往比较常见。

其次，岩性对镉矿床的生成也有一定影响。

不同的岩性具有不同的成矿潜力，特定的岩石在一定的成因环境下更容易富集镉矿石。

此外，成矿流体的性质和运动对镉矿床的形成也有决定性影响。

研究表明，具有较高镉离子活度的成矿流体有利于矿石的富集。

最后，在矿化作用中，矿床周围的环境条件以及微量元素的存在也直接影响了镉矿床的形成和富集。

三、镉矿床的富集机制镉矿床的富集机制主要包括化学富集、物理富集和生物富集等过程。

在化学富集过程中，镉往往富集于镁铁矿石中，例如镁矿、辉矿等。

物理富集是指镉在地质作用过程中通过物理力学作用形成富集现象。

例如，岩浆和热液作用中，镉通过溶解、沉淀、扩散等过程富集于矿床中。

生物富集是指镉通过生物活动进入食物链，最终富集于生物体中。

例如，植物和海洋生物摄取土壤和水体中的镉，经过食物链传递，导致生物体内镉的富集。

四、镉原矿的潜在危害与环境保护镉对人体健康和环境造成严重危害。

人体长期暴露于镉环境中，会导致慢性镉中毒，损害肾脏、骨骼、中枢神经等器官系统。

此外，镉还具有积累性的特点，会在人体内逐渐积累，并长期残留。

关于水中镉的污染来源，你了解多少我们知道，有很多重金属都是人体的必需元素，但是本章叙述的镉（Cd），它并不是人体内的必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般的含量很低，所以在正常的环境状态下是不会影响到人体健康的。

且常和锌、铅共生的。

当然以上说的是在正常环境状态下的，但是环境受镉污染（已经被污染了，可见镉的含量并不低了）的话那就不一样了。

镉可以在生物体内富集，通过食物链到人体中，从而造成慢性中毒！镉存在于土壤，大气和水中。

它重要汲取途径是呼吸道和消化道，皮肤汲取也有，但比较微小。

说到这里，借此机会来和大家一起了解有关水中镉污染的学问！有关水体镉的污染来源？水当中的镉受到镉污染的重要来源是地表径流和工业废水中。

硫铁矿石制取硫酸和由磷矿石制取磷肥时排放出来的废水中它镉含量是比较高的，每一升的废水含镉的量能达到了数十或数百微克，另外在大气中的铅锌矿以及有色金属冶炼、燃烧、塑料制品的焚烧形成的镉颗粒都可能灰进入到水体当中；还有一些合成橡胶硫化剂、剂等排放出来的镉也会对水体造成污染。

在城市用水过程当中，由于容器和管道的污染也会使饮用水中的镉含量加添。

在工业废水的排放会造成近海中水和浮游生物内的镉含量比远海的要高很多，且工业区地表水的镉含量比非工业区的也要高。

被镉污染的水使用后到底会有什么样的后果呢？既然我们都知道镉会造成水体的污染，就不要直接使用被镉污染的水源了。

为什么呢？由于它对人体是有害的！长期的饮用了镉污染的水源，很可能会导致痛病。

该病身体积聚过量的镉损坏肾小管功能，造成忒内蛋白质从尿液中消失，时间久了会形成软骨症和自发性骨折，这些都是慢性镉中毒的原因。

不仅这些，它还对人体的生育本领有影响，它会严重损坏Y因子，使得降生的婴儿多为女性。

还有可能引起贫血！前面说的慢性镉中毒情况，那么还有急性镉中毒，也就是由于在生产环境中一次性吸入或摄入大量镉化物引起的。

大量的镉存在它是一种很强局部刺激剂。

假如是通过呼吸道进入体内，引起了呼吸道刺激症状，很可能会显现肺炎、肺水肿、呼吸困难等情形。

镉超富集植物标准镉超富集植物是指在环境中长期暴露于镉等重金属污染物的情况下，植物体内镉积累超过正常范围的植物。

镉超富集植物具有较高的对镉耐受性和积累能力，使其成为生物修复、镉污染土壤治理和生物指示器等领域的重要研究对象。

为了规范对镉超富集植物的研究和评价，科研工作者们提出了一系列的镉超富集植物标准，用以指导相关研究和实践。

在研究领域中，镉超富集植物标准是非常重要的指导性文件。

通过制定和遵守这些标准，可以保证镉超富集植物研究的科学性和客观性，有助于提高研究的可比性和数据的可信度。

本文将对镉超富集植物标准进行深入探讨，探讨其制定背景、内容要点和应用前景，旨在为相关研究工作提供参考和借鉴。

一、镉超富集植物标准的制定背景随着环境污染的不断加剧，重金属污染已成为我国生态环境领域的一个突出问题。

镉是一种常见的重金属元素，是一种易积累于植物体内的有毒物质。

在镉超富集植物的研究领域中，由于缺乏统一的标准和规范，给研究工作带来了很大的困难。

为了规范对镉超富集植物的研究和评价，科研工作者们迫切需要一套统一的标准体系。

在这种背景下，镉超富集植物标准得以制定出来。

这些标准通过梳理和整合已有研究成果，结合国内外相关标准和规范，以及专家学者的研究经验，最终形成了一套比较系统和完整的标准体系。

二、镉超富集植物标准的内容要点镉超富集植物标准主要包括对镉超富集植物的定义、分类、检测方法、评价指标、标准要求等方面内容。

这些内容旨在为研究者提供一个规范的研究框架，使得他们在开展镉超富集植物相关研究时，能够有章可循、有据可依。

首先，镉超富集植物标准明确了对镉超富集植物的定义和分类。

镉超富集植物是指在镉等重金属污染环境中，植物体内镉积累超过一定范围的植物。

根据镉的积累能力和毒性效应，镉超富集植物可分为高积累型、高耐受型以及中低积累型等不同类型。

其次，镉超富集植物标准规定了检测方法和评价指标。

镉超富集植物的镉积累量是评价其富集能力的关键指标，因此标准明确了镉的检测方法和测定指标。

镉对植物的生长影响研究现状摘要：土壤镉污染已成为目前较为严重的环境问题之一。

镉是植物生长发育的非必需微量元素，过量镉不仅会影响植物的生长，还可能在植物体内积累，经食物链进入人体后威胁人类的生命健康。

本文介绍了镉对植物生长发育及代谢的影响，并对相关研究领域的重点问题进行了展望。

关键词：镉；植物；影响1前言随着工业化进程的加快、采矿业的扩张、化肥的滥用以及污水灌溉，土壤重金属污染已成为一种普遍现象[1]。

据2014年发布的《全国土壤污染调查公报》显示，中国农用耕地点位超标率为19.4%，其中铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）的点位超标率分别为2.1%，4.8%和7.0%。

镉作为主要污染物之一，具有很高的生物可利用性和生物高毒性[2]，因此被广泛关注。

土壤中的镉不会发生化学降解或被微生物降解，一旦进入土壤就会在土壤中长期存在[3]。

污染土壤中的镉经植物根系吸收后在植物体内富集，进而影响植物的生长发育。

本文主要从四个方面介绍了镉对植物生长发育的影响。

2镉对植物生长的影响2.1对种子萌发的影响种子萌发是植物生命周期中最重要的活动之一。

研究表明镉会抑制豇豆种子对水的吸收，减少种子胚芽的水分供应[4]。

在镉的胁迫下，豌豆胚芽中将产生氧自由基，进而破坏细胞结构，导致胚芽中丙二醛（MDA）含量增加[5]。

2.2对植物生长发育的影响土壤中的镉会影响多种植物的生长。

例如：鹰嘴豆根瘤中的根瘤菌对镉非常敏感，在镉的作用下鹰嘴豆植株生长受到影响，产量降低[6]。

当施加低浓度镉溶液后，芥菜[7]、玉米[8]和小麦[9]植株的鲜重均出现降低情况。

2.3对养分吸收的影响在镉的胁迫作用下，植物对矿物质营养素的吸收将受阻[10]。

实验表明镉的存在强烈地抑制了豌豆对磷、钾、硫、钙、锌、锰、硼等元素的吸收[11]。

此外，镉与矿质元素的竞争作用抑制了杨树中的转运蛋白对矿质元素的吸收转运[12]。

2.4对植物酶的抑制在镉的胁迫作用下，植物的抗氧化代谢能力减弱[13]是因为土壤中的镉在达到一定浓度后会在植物体内富集，会干扰植物酶系统的活性。

重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制一、本文概述镉（Cadmium，Cd）是一种有毒的重金属元素，广泛存在于环境中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。

植物作为生态系统的重要组成部分，常常成为重金属污染的主要受害者。

然而，植物也具有一定的耐受和积累镉的能力，其内部转运途径和调控机制的研究对于理解植物对重金属的响应和抗性机制具有重要意义。

本文旨在探讨重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供理论支持和实践指导。

文章将首先介绍镉污染的现状及其对植物的影响，阐述研究镉在植物体内转运途径和调控机制的重要性和紧迫性。

随后，将综述镉在植物体内的吸收、转运和积累过程，包括镉离子进入植物细胞的方式、在细胞内的转运途径以及最终在植物体内的分布情况。

在此基础上，文章将深入探讨镉转运的调控机制，包括与镉转运相关的基因、蛋白及其相互作用，以及环境因子对镉转运的影响。

文章将总结当前研究的不足和未来的研究方向，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供有益参考。

二、重金属镉在植物体内的吸收与转运重金属镉（Cd）作为一种有毒的非必需元素，在环境中的广泛存在对植物生长和生态系统健康构成了严重威胁。

植物对镉的吸收与转运是一个复杂的过程，涉及多个生理和分子机制。

镉进入植物体的主要途径是通过根系。

植物根部细胞通过质膜上的转运蛋白主动或被动地吸收土壤中的镉离子。

这些转运蛋白通常对多种金属离子具有广泛的底物特异性，因此它们也可能参与其他金属离子的转运。

镉离子进入细胞后，可以与细胞内的有机分子（如蛋白质、核酸和磷脂）结合，形成稳定的复合物，从而改变这些分子的结构和功能。

一旦镉离子被根部细胞吸收，它们就可以通过质膜上的转运蛋白进入细胞的液泡中，或者通过木质部被运输到地上部分。

木质部是植物体内的主要输导组织，负责将水分和溶解在水中的营养物质从根部输送到地上部分。

在木质部汁液中，镉离子通常与有机酸、氨基酸或其他小分子结合，形成可溶性的复合物，从而被运输到植物的茎、叶和果实等部位。

生态环境学报 2013, 22(4): 666-670 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：国家科技支撑计划资助项目（2012BAC05B05）；国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目（2012ZX07202008）作者简介：刘周莉（1983年生），女，助理研究员，博士，主要从事污染环境修复及逆境生理胁迫等方面研究。

E-mail ：liuzhouli@ 忍冬——一种新发现的镉超富集植物刘周莉，何兴元，陈玮*中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点实验室，辽宁 沈阳 110164摘要：镉(Cd)是毒性最强的重金属元素之一，具有稳定、积累和不易消除等特性，进入土壤环境中易被植物吸收，并可通过食物链进入人体，在人体内不断积累，严重威胁人体健康及生命安全。

植物修复技术(Phytoremediation)是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术。

植物修复技术的核心是找到超富集植物(Hyperaccumulator)，但现已知的超富集植物往往存在生物量低、生长缓慢、地域性较强和修复时间较长等缺陷，且研究对象多集中矿区及草本植物，而对木本植物的研究甚少，因此有必要针对这一问题开展相关研究以丰富超富集植物的种类。

为此，本文采用水培和土培相结合的试验方法，研究木本植物忍冬Lonicera japonica Thunb.对不同浓度镉(Cd)的生长响应及积累特性。

结果表明：不同浓度的Cd 处理对忍冬的生长并未造成毒害症状，表现为其根部和地上部生物量与对照相比并无显著差异。

无论水培还是土培生长条件下，在较高浓度的Cd 处理下，忍冬仍能保持正常生长，表现出很好的耐性。

在水培条件下，当营养液中Cd 处理浓度为25 mg·L -1时，忍冬地上部中Cd 含量接近300.00 μg·g -1；而在土培条件下，当土壤中Cd 处理浓度为50 mg·kg -1时，其地上部中Cd 含量仍远远高于Cd 超富集植物的临界含量标准，即地上部分富集Cd 超过100 μg·g -1，且其具有较高的耐性系数（index of tolerance ，IT 均超过0.80）和富集系数（bioaccumulation factor ，BF 均远超过1.00），这表明忍冬具备了Cd 超富集植物的特征，是一种新发现的Cd 超富集植物，将其应用于Cd 污染土壤修复具有重要的现实意义。

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究一、镉对植物的毒害1. 影响植物生长镉对植物的生长具有明显的抑制作用。

在受到镉污染的土壤中生长的植物，往往表现出生长缓慢、株高减矮、叶片变小和变形等现象。

这主要是由于镉对植物的根系和营养吸收功能造成的影响，导致植物无法正常生长发育。

2. 干扰植物的生理代谢镉对植物的生理代谢过程也会产生严重影响，导致植物的代谢功能紊乱。

镉会干扰植物的光合作用、呼吸作用、气孔导度等生理过程，降低植物的光合效率和呼吸作用，导致植物无法正常进行营养物质的合成和代谢，从而影响植物的生长和发育。

3. 损害植物的细胞结构镉还会对植物的细胞结构造成严重破坏。

镉进入植物体内后，会积累在植物的根、茎、叶等组织中，导致细胞膜的损伤、叶绿体的破坏、线粒体的功能丧失等，从而影响植物细胞的正常结构和功能，最终影响植物的生长和发育。

二、植物的解毒机制研究针对镉对植物的毒害作用，植物自身也具有一定的解毒机制，通过一系列生理和生化反应来减轻镉对植物的毒害作用。

1. 胁迫蛋白的合成植物在受到镉胁迫后，会启动一些防御和解毒机制来应对外界压力。

植物会合成一些胁迫蛋白，如金属硫蛋白（MTs）等，这些胁迫蛋白可以结合镉离子，形成非活性的金属蛋白络合物，减轻镉对植物细胞的毒害作用。

2. 活性氧清除系统镉胁迫还会引起植物体内活性氧的累积，导致细胞膜的氧化损伤和细胞内酶活性的异常。

植物通过活性氧清除系统来清除细胞内的过剩活性氧，减轻镉对植物的氧化损伤作用。

3. 螯合剂合成植物受到镉污染后，还会合成一些螯合剂，如脯氨酸等，这些螯合剂可以结合镉离子，形成非活性的络合物，并稳定镉的化学形态，从而减轻镉对植物的毒害作用。

三、研究展望随着人们对环境污染和生态保护意识的增强，镉对植物的毒害及其解毒机制的研究具有重要意义。

未来，可以从以下几个方面进行深入研究：1. 镉胁迫信号传导网络的解析研究植物在受到镉胁迫后，受体蛋白、信号传导元件、转录因子等在镉胁迫响应中的作用及相互关系，揭示镉胁迫下植物的信号传导网络，为进一步解析植物解毒机制提供理论基础。

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展镉是一种重金属元素，对植物具有较强的毒害作用。

它广泛存在于土壤、水体和大气中，随着工业化的快速发展和人类活动的加剧，镉的污染问题越来越受到人们的重视。

镉的毒害不仅对植物的生长和发育产生严重影响，同时也对人类的健康构成潜在威胁。

研究镉对植物的毒害及植物解毒机制具有重要意义。

一、镉对植物的毒害1. 镉的吸收及转运植物通过根系从土壤中吸收镉，经过根系吸收后，部分镉会转运到植物的地上部分。

镉在植物体内主要以二价离子形式存在，它可以通过细胞膜上的镉通道（Cd(Ⅱ)-port）或离子通道蛋白（ZIP）从根系中吸收，并通过镉结合蛋白（Metallothionein，MT）等载体蛋白转运到植物的地上部分。

2. 镉的毒害作用镉对植物产生的毒害效应包括：① 抑制植物根系和地上部分生长；② 干扰植物的光合作用过程，降低植物的光合效率；③ 影响植物生理过程，如干扰氮代谢和蛋白质合成；④ 促进活性氧的产生，引起氧化应激。

上述毒害效应都会直接影响植物的生长发育和抗逆能力。

3. 镉的富集及生物积累镉具有较强的生物富集性，容易在植物体内积累。

植物体内的镉主要富集在根系、茎叶等部位，而且会随着食物链向上层级传递，在一定程度上对食物安全和环境健康构成威胁。

二、植物对镉的解毒机制研究进展植物通过吸收后的镉离子在体内进行一系列的减毒作用，包括镉结合蛋白的合成、螯合作用和异化作用等。

镉结合蛋白是植物中主要的镉结合分子，它具有较强的亲和力，可以有效地结合镉离子，从而减轻镉对植物的毒害作用。

植物还可以通过螯合作用将镉固定在细胞壁上，以减少镉对胞内结构和功能的影响。

2. 镉的转运与储存植物对镉的减毒作用还包括镉的转运和储存。

在植物体内，镉可以通过减少镉在根系中的转运以及提高镉在叶片中的结合，从而减少镉对植物的毒害作用。

植物可以通过钙信号和甘露聚糖等途径调控镉的转运和储存，以减轻镉对植物的毒害作用。

3. 植物的镉排毒及修复植物体内还存在一些镉排毒和修复相关的基因和酶系统。

生物对重金属的富集机制重金属富集指的是生物体内重金属元素的积累或富集。

重金属包括铅、汞、铬、镉、镍等对生物体具有潜在毒性的金属元素。

生物体对重金属具有不同的富集机制，主要包括生物累积、生物积累和生物富集。

生物累积是指重金属在生物体内通过生物吸收和排泄过程积累。

生物累积通常通过两种途径进行，包括生物吸附和生物吸收。

生物吸附是指重金属通过生物体表面的吸附作用，例如，活性炭可以吸附水中的重金属离子。

生物吸附主要依靠生物体表面的孔隙结构和化学性质，是一种较为简单和常见的富集机制。

生物体在吸附重金属后，可以通过代谢和排泄途径将其排出体外。

生物吸收是指重金属通过生物体细胞膜进入生物体内部。

重金属在生物吸收过程中可以通过活动细胞膜的蛋白通道、载体蛋白和膜上的气体泵等方式进入细胞内。

生物吸收主要依靠生物体细胞膜上的特定仿生物、离子泵和转运蛋白酶等结构来实现。

例如，植物通过根毛吸收土壤中的重金属离子，然后通过根部细胞间隙和细胞膜的转运蛋白将其转运到细胞内。

生物积累是指生物体通过摄食或吸收环境中重金属元素而导致其在体内富集。

生物积累主要发生在食物链中，重金属在食物链中逐级富集。

例如，海洋中的浮游生物摄食含有重金属的微小有机颗粒，然后被中级消费者（如小鱼）摄食，最终又被高级消费者（如大鱼）摄食，重金属元素逐级积累。

生物积累通常会导致生物中重金属的浓度较高，容易引发生物中毒。

生物富集是指生物体对重金属元素具有较高的亲和力和富集能力。

有些生物体对重金属元素具有吸收和积累的特殊机制，例如嗜金属微生物和寡核苷酸链。

嗜金属微生物是指对重金属元素有高度亲和力的微生物，它们可以吸附重金属元素并进行生物转化。

嗜金属微生物的应用可以用于重金属的生物修复和富集研究。

寡核苷酸链是寡核苷酸分子与重金属形成稳定的复合物，通过这种方式富集重金属元素。

寡核苷酸链具有高度选择性和高效性，可以用于重金属的富集和监测。

总之，生物对重金属的富集机制是多种多样的，包括生物累积、生物积累和生物富集。

中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议
镉是一种有毒重金属，对人体健康和生态环境造成严重危害。

为了减少镉污染，科学家们一直在寻找能够高效吸收和积累镉的植物。

在中国，已经发现了一些具有超富集镉能力的植物，这些植物在修复镉污染土壤方面具有重要应用价值。

1. 物种：中国镉超富集植物主要包括：水生植物如芦苇、香蒲等；陆生植物如水稻、小麦、玉米等。

其中，芦苇是最具代表性的镉超富集植物之一，其对镉的吸收能力远高于其他植物。

2. 生境特征：镉超富集植物通常生长在镉污染严重的地区，如矿区、冶炼厂周边等。

这些地区的土壤中镉含量较高，但其他营养物质相对较少。

因此，镉超富集植物具有较强的适应性和生存能力。

3. 筛选建议：为了提高镉超富集植物在修复镉污染土壤中的应用效果，可以从以下几个方面进行筛选：
（1）选择生长速度快、生物量大的植物，以提高修复效率。

（2）选择对镉吸收能力强、耐镉性高的植物，以保证其在高浓度镉污染土壤中的存活和生长。

（3）选择对其他重金属也具有超富集能力的植物，以实现多种重金属污染土壤的修复。

（4）选择易于种植和管理的植物，以降低修复成本。

总之，中国镉超富集植物在修复镉污染土壤方面具有巨大潜力。

通过科学合理地筛选和利用这些植物，有望为解决我国重金属污染问题提供有效途径。

镉污染对人体健康有哪些危害
镉（Cd）是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，在正常环境下，不会影响人体健康。

镉与锌是同族元素，在自然界中镉常与锌、铅等共生。

当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，引起慢性中毒。

镉被人体吸收后，在体内形成镉硫蛋白，选择性地蓄积于肾、肝中。

其中，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。

其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。

镉在体内可与含羟基、氨基、硫基的蛋白质分子结合，使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。

由于镉损伤肾小管，病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。

特别是使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。

日本的公害病之一“痛痛病”，就是慢性镉中毒最典型的例子。

该病以疼痛为特点，始于腰背痛，继而肩、膝、髋关节痛，逐渐扩至全身。

由于髋关节活动受限，呈现一种特殊的步态不稳即“鸭步态”。

疼痛的性质为刺痛，活动时加剧，咳嗽或轻微的外伤即可引起病理性骨折。

重症患者四肢可屈曲变形，身长比健康时缩短10～30厘米。

这是由于全身出现骨萎缩、脱钙所致。

由于感觉神经节出血，压迫神经，止痛药不奏效。

总之，镉中毒是慢性过程，潜伏期最短为2～8年，一般15～20年。

根据摄入镉的量，持续时间和机体机能状况，病程大致分潜伏期、警戒期、疼痛期、骨骼变形期和骨折期。

汞、砷、镉在秦皇岛近海几种典型底栖生物体内的富集特征张玉龙;尹晓斐;屈佩;王鹏功;宋伟;徐金涛;宫于琛;鲁世尧;王宗灵;张学雷;庞敏
【期刊名称】《福州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】采集秦皇岛港口附近海域的紫贻贝、太平洋牡蛎和脉红螺,对其体内富集汞(Hg)、砷(As)、镉(Cd)的质量分数进行分析,比较3种生物对这3种元素的富集能力,并对Hg、 As、 Cd的质量分数与3种底栖生物的生长参数进行相关性分析.结果表明,脉红螺更易富集Hg和As,而牡蛎对Cd的富集能力较强.紫贻贝和太平洋牡蛎体内Hg的质量分数受到生长参数的显著(P<0.05)影响;脉红螺对As和Cd的生物富集因子随其生长而显著(P<0.05)降低.考虑到富集能力和生长参数的影响,在秦皇岛海域,太平洋牡蛎和脉红螺分别具有作为Cd和Hg监测生物的应用潜力.【总页数】7页(P120-126)
【作者】张玉龙;尹晓斐;屈佩;王鹏功;宋伟;徐金涛;宫于琛;鲁世尧;王宗灵;张学雷;庞敏
【作者单位】自然资源部海洋生态环境科学与技术重点实验室;崂山实验室;中国检验认证集团山东检测有限公司;国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站;山东省海洋工程咨询协会
【正文语种】中文
【中图分类】X55
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