趙哲 侯曉慧 田繼鋒 宋國華 周利航

摘 要 蔬菜是國民餐桌上最重要的食物之一，其安全性對于公眾的健康具有重要意義。隨著國民對食品安全要求的提高，蔬菜中重金屬污染的風險也日益被重視。研究蔬菜中鉛、鎘、汞、砷四種對人健康能夠產生威脅的金屬污染物積累的機理對我國現(xiàn)階段蔬菜的安全品質有重要意義。

關鍵詞 蔬菜，金屬污染物；機理

研究調查結果顯示，蔬菜中重金屬污染問題仍在一定程度上影響我國食品安全，對公眾的身體健康存在一定的威脅，故而解決蔬菜中的重金屬富集問題具有一定的現(xiàn)實意義。為了生產低重金屬污染的蔬菜，了解蔬菜中重金屬污染物積累的機理尤為重要。

1 蔬菜中鉛元素積累的機理

蔬菜本身并無專門的鉛轉運通道，研究顯示鉛元素進入蔬菜體內主要途徑有兩種，一是根部的吸收，二是葉片在大氣中吸附含鉛氣溶膠[1]。蔬菜根系對鉛元素的吸收分為有質外體吸收和共質體吸收。質外體途徑主要是通過細胞間隙等途徑進入內部組織，而共質體途徑則借助某些陽離子轉運蛋白進入細胞膜[2-3]。進入蔬菜的鉛大部分蓄積在根部，被細胞壁等亞細胞結構固定，或形成不溶或難溶鹽沉淀在細胞間隙。而地上組織中，鉛元素可以通過共質體EDTA等螯合劑等方式完成細胞間的轉運，在該過程中會被沿途的輸導組織細胞所固定[1]。

2 蔬菜中鎘元素積累的機理

鎘元素在蔬菜內的積累機制同鉛元素類似，通過根部細胞間隙或細胞膜上的轉運蛋白進入蔬菜細胞。并通過蒸騰作用，實現(xiàn)鎘元素地上部分的轉運。鎘離子進入細胞的主要轉運蛋白為鋅鐵轉運蛋白以及一些低親和的陽離子轉運蛋白，再借助共質體將鎘元素轉運到蔬菜植株的其他部分[4]。蔬菜的根部能夠分泌的黏液是重金屬進入蔬菜體的第一道防線，其主要成分是糖醛酸，鎘與其結合能力弱于鉛元素和銅元素，因而更易進入根部[5]。鎘元素在通過蔬菜細胞壁時通常會被表面的多聚半乳糖醛酸結合，原生質體表面的鎘離子積累也會對細胞屏障造成不可逆?zhèn)?，然后通過被動轉運進入細胞體中[6]。

3 蔬菜中砷元素積累的機理

砷元素能夠通過干擾ATP合成影響細胞的正常生理功能，造成細胞受損，繼而影響蔬菜的生長代謝。多項研究表明，砷進入細胞內部的方式主要有兩種，一是利用細胞膜上的磷酸鹽的轉運蛋白進入，二是和借助通道蛋白進入細胞內部[7-8]。不同形態(tài)和價態(tài)的砷的毒性也不同，進入細胞的方式也有差異，無機砷較之有機砷毒性更強。三價砷主要是借助吸收硅酸的水通道蛋白進入根細胞，該通道是雙向的，故而根細胞內外的三價砷濃度會維持一定程度的自平衡。五價則主要是借助磷酸鹽轉運蛋白進行的[8]。不同價態(tài)的砷在植株體內互相轉化，大部分被根部細胞中的硫醇螯合，然后封存在液泡中[9]。

4 蔬菜中汞元素積累的機理

在自然環(huán)境中，Hg2+是汞元素的主要存在形式。Hg2+與還原性硫配體結合會干擾生物體的正常代謝，造成植株汞中毒。汞污染主要有有機汞和無機汞兩種，前者的毒性遠大于后者，且由于有機汞具有脂溶性，更容易進入細胞內部。植株能夠通過蔬菜葉片上的氣孔吸附大氣中的含汞懸浮物、土壤中的汞蒸汽等方式積累環(huán)境中的汞，也能夠通過根部吸收土壤中的汞離子及汞化合物進行汞的富集。光合作用及蒸騰作用強度能夠通過提供動力對蔬菜中的汞元素積累產生影響。從土壤中吸收的汞大部分被固定在根部，少量被轉移到地上部分。

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