“毒土壤”有哪些重金属，会带来什么危害？来看一篇国际期刊论文总结

（来源：中国环境网）

转自：中国环境网

澎湃新闻独家刊发“毒”营养土系列调查报道，揭露电商热销“营养土”中铅、镉、锌、铬等重金属超标问题，受到网友关注。

澎湃新闻搜索发现，2024年4月，来自孟加拉国、美国的农业研究团队发表一篇论文，系统揭示了全球农业土壤中重金属污染的严重态势，强调重金属进入食物链，是目前全球食品安全的主要关注点之一。

该论文基于多个知名专业数据库中已发表的文献论文，深入分析铬、镉、铅、镍等重金属在环境中的主要来源，及其对土壤生态、农作物安全与人类健康构成的多重威胁，并为推进可持续农业实践和污染修复策略提供了关键科学依据。

研究同时指出，当前该领域仍存在明显的研究空白，尤其是针对不同重金属在植物体内的交互效应、作物遗传变异与耐受机制等方面，亟需更多关注与深入探索。

该论文题为《重金属污染的来源、影响和当前前景：土壤、植物和人类食物链》，发表于Cell Press旗下期刊Heliyon。

该团队以“重金属”“食物链”“农业土壤”“植物毒性”“土壤污染”等为关键词，系统检索了Google Scholar、Web of Science、Springer Link、Wiley Online Library、Mendeley等多个专业数据库中已发表的相关文献论文，并基于这些现有研究成果，进行整合梳理，构建出一套全面的“重金属污染-植物响应-健康风险”分析框架。

重金属的不同来源，如采矿、污水、塑料等。

1.重金属来源：人造污染源远超自然来源

重金属(HMs )通常指原子量较高、密度大于5 g/cm³的金属元素。研究显示，土壤中重金属的积累不仅导致土壤质量退化、肥力下降和农业减产，还会通过食物链危及人类与动物健康。根据美国环境保护署 (EPA) 的数据，环境中最危险的金属是汞、铅、镉和砷。

与自然来源相比，农业土壤环境中重金属的浓度因人类活动而增加，且影响更为显著，如例如冶炼和采矿、燃烧化石燃料、处理城市垃圾、施肥、使用农药和灌溉污水。其中，磷肥、生物肥料和石灰材料常含有较高浓度的重金属，农药滥用则进一步加剧土壤与水体的污染负荷。

文中提到，农业固体废弃物（如生物固体和农家肥）的施用，也显著增加了镍、镉、锌等在土壤中的残留量，其生物有效性高、降解缓慢，带来长期环境风险。

2.重金属从三个方面破坏土壤生态

重金属通过工农业活动进入土壤后，从微生物、物理结构和化学性质三个方面，严重破坏土壤生态。

从微生物角度，重金属抑制菌群生长与代谢活性，导致微生物数量与多样性下降，关键生化过程如有机质分解和氮循环受到严重干扰。例如铅、镉显著抑制脲酶和磷酸酶活性，影响土壤自我净化与养分转化能力。

重金属损害土壤的物理性质，如破坏土壤结构，抑制土壤团聚结构的形成和稳定性；改变土壤质地；降低土壤孔隙度；降低土壤持水能力；加速土壤侵蚀。如铬、镉和铅，会堵塞土壤孔隙，降低渗入土壤的水量，限制根系生长。

同时，对土壤的化学性质产生显著影响，会改变土壤pH值；造成养分失衡；降解土壤有机质（SOM）；影响土壤中的氧化还原反应。重金属在土壤中会发生吸附和解吸过程，从而影响其迁移性和有效性，如铅和镉，对土壤颗粒具有很高的亲和力，容易被强吸附，从而降低其对植物的生物有效性。

文中强调，这些因素将竞争抑制植物对必需元素的吸收，降解有机质，干扰氧化还原与吸附过程，导致土壤肥力下降、养分失衡，并增强重金属在环境中的迁移性与生物毒性。

3.重金属增加植物毒性

重金属污染会增加植物的毒性，并造成全方位危害：干扰植物生理机制，降低叶绿素的产生和光合效率；破坏酶系统功能，令植株生长迟缓；导致植物营养失衡，降低作物质量和产量。

更值得警惕的是，重金属可在作物可食用部分（如谷物、蔬菜和果实）中富集，不仅降低农产品营养价值，人类长期食用还可能导致器官损伤、重金属中毒和慢性健康问题等不良影响。

重金属还会诱发植物体内活性氧（ROS）爆发，破坏细胞膜、降解蛋白质与DNA，严重影响植物正常代谢与抗逆能力。某些重金属（如铅、镉）会竞争性抑制植物对钙、镁等必需元素的吸收，导致营养失衡与生长受限。

此外，重金属污染对植物-微生物共生系统（如菌根真菌）也具有破坏效应，削弱植物获取养分和水分的能力，进一步降低其环境适应力和产量潜力。

重金属通过食物链对人体产生的影响

4.重金属对人体的危害

文中称，长期食用受污染食物、接触高浓度重金属会导致重金属在人体肝脏、肾脏和骨骼中慢性沉积，进而引发肾脏、心血管、神经和骨骼疾病。

即使是微量重金属，也对人体产生很强的毒性。接触重金属会对大脑、中枢神经系统、肾脏、消化系统和生殖系统等主要器官造成不利影响。儿童的生理机能，例如神经系统、大脑、肾脏和循环系统，也会受到影响。

人类、动物口服铅、砷、汞或镉，都会导致慢性或急性中毒。这种重金属中毒会导致呕吐、腹泻、恶心、运动神经元功能障碍、视力和听力受损、心脏和脑损伤、高血压以及其他症状。

此外，神经细胞功能、线粒体代谢活动（包括ATP合成等）和DNA结构，均可能受到内部和细胞毒性的负面影响。有研究表明，大气悬浮颗粒物中存在有害类金属和重金属，被人体吸收后可能会产生不良影响。