土壤環(huán)境化學(xué)2

重金屬在土壤—植物體系中遷移的影響因素重金屬在土壤—植物體系中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律主要重金屬在土壤中的積累和遷移轉(zhuǎn)化植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制第三節(jié)重金屬在土壤—植物體系的遷移污染土壤的重金屬主要有汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅、鎳、鐵、錳、鋅等。土壤中的重金屬主要可分為兩類：一類是植物生長(zhǎng)發(fā)育不需要的金屬元素，因而對(duì)人體健康危害比較明顯，如鎘、汞、鉛等；另一類是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的金屬元素，且對(duì)人體又有一定生理功能，如銅、鋅等，但過(guò)多會(huì)影響植物生長(zhǎng)，污染土壤。重金屬元素在生物體內(nèi)主要作為酶催化劑，正常成人體內(nèi)含銅約72mg，在人體中的含量約占0.00012%，是酶的組成部分和人體中氧化還原體系的極有效的催化劑，具有重要的生理功能。它參與幾十種酶的組成和活化，對(duì)機(jī)體的生物轉(zhuǎn)化、電子傳遞、氧化還原起決定性的作用。土壤——植物系統(tǒng)的重金屬污染，一般是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物質(zhì)超標(biāo)所造成的。這種污染會(huì)由于植物富積而造成二次污染，即影響植物產(chǎn)量與品質(zhì)，影響大氣和水環(huán)境質(zhì)量，并沿著食物鏈危害人和生物的生長(zhǎng)發(fā)育，這種污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性。土壤的理化性質(zhì)主要通過(guò)影響重金屬在土壤中存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性主要包括pH、土壤質(zhì)地、土壤的氧化還原電位、土壤中有機(jī)質(zhì)含量影響重金屬在土壤—植物體系的遷移的因素重金屬的形態(tài)土壤對(duì)重金屬的吸附量pH值影響☆重金屬在土壤-農(nóng)作物系統(tǒng)中大都以陽(yáng)離子的形式存在土壤pH越低，H+越多，重金屬被解吸的越多(土壤膠體一般帶負(fù)電荷)，其活動(dòng)性就越強(qiáng)，從而加大了土壤中的重金屬向生物體內(nèi)遷移的數(shù)量。而pH值升高，土壤對(duì)重金屬（離子）的吸附量增加。如Cd：pH=4時(shí)，土壤中鎘的溶出率超過(guò)50%，當(dāng)pH達(dá)到7.5時(shí)，鎘就很難溶出；pH＞7.5時(shí)，94%以上的水溶態(tài)鎘進(jìn)入土壤中，鎘主要以黏土礦物和氧化物結(jié)合態(tài)及殘留態(tài)形式存在。（非專屬吸附）A如As，當(dāng)體系的pH值升高時(shí)，有利于砷的解吸。在土壤中以含氧酸根形式，通過(guò)陰離子交換機(jī)制而被專性吸附?！畹珜?duì)部分主要以陰離子狀態(tài)存在的重金屬來(lái)說(shuō)，情況正好相反。B土壤質(zhì)地土壤粘性越重，吸收砷的能力越強(qiáng)，水稻受害程度越輕。如小麥盆栽試驗(yàn)，隨著土壤質(zhì)地的改變，砂壤→輕壤→中壤→重壤→粘土，麥粒對(duì)汞的吸收率呈規(guī)律性減少。土壤質(zhì)地影響著土壤顆粒對(duì)重金屬的吸附。

質(zhì)地粘重的土壤對(duì)重金屬的吸附力強(qiáng)，降低了重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力。C土壤的氧化還原電位對(duì)某些重金屬來(lái)說(shuō)，在不同的氧化還原條件下，有不同的價(jià)態(tài)，其化合物的溶解度和毒性顯著不同。

在還原條件下，很多重金屬易產(chǎn)生難溶性的硫化物

在氧化條件下，溶解態(tài)和交換態(tài)含量增加。土壤的氧化還原電位影響重金屬的存在形態(tài)，從而影響重金屬化學(xué)行為、遷移能力及對(duì)生物的有效性。以Cd為例，CdS（S(Ⅱ)硫的還原態(tài)）是難溶物質(zhì)，但在氧化條件下CdSO4（S(Ⅳ)硫的氧化態(tài)）的溶解度要大很多。但主要以陰離子狀態(tài)存在的砷的情況正好相反，對(duì)砷而言，在還原條件下，一方面，As5+被還原為As3+，而亞砷酸鹽的溶解度大于砷酸鹽，從而增加了土壤中溶解的As濃度，使As的遷移能力增強(qiáng)。D土壤中有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤對(duì)重金屬的吸附能力高于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。土壤中有機(jī)質(zhì)含量影響土壤顆粒對(duì)重金屬的吸附能力和重金屬的存在形態(tài)，對(duì)于有機(jī)質(zhì)是否影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)卻有不同的觀點(diǎn)。研究表明，土壤中各種元素的含量都與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，但重金屬各組分占全量的比例一般與有機(jī)質(zhì)含量的大小沒(méi)有密切關(guān)系。2、重金屬的種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)重金屬對(duì)植物的毒害程度★首先取決于土壤中重金屬的存在形態(tài)，★其次才取決于該元素的數(shù)量。隨著土壤中重金屬含量的增加，植物體內(nèi)各部分的累積量也相應(yīng)增加。而不同形態(tài)的重金屬在土壤中的轉(zhuǎn)化能力不同，對(duì)植物的生物有效性亦不同。重金屬的存在形態(tài)，可分為交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)。交換態(tài)的重金屬（包括溶解態(tài)的重金屬）遷移能力最強(qiáng)，具有生物有效性（又稱有效態(tài)）。（見(jiàn)下一頁(yè)）exchangeable：指吸附在粘土、腐殖質(zhì)以及其它成分上的金屬，其對(duì)環(huán)境變化敏感，易于遷移轉(zhuǎn)化，能被植物吸收，因此會(huì)對(duì)食物鏈產(chǎn)生巨大影響boundtocarbonates：以這一形態(tài)存在的重金屬元素，對(duì)pH值最敏感。當(dāng)pH值下降時(shí)，易重新釋放出來(lái)而進(jìn)入環(huán)境中。相反，pH升高有助于磷酸鹽的生成和重金屬元素在碳酸鹽礦物上的共沉淀。boundtoIronandManganeseoxides土壤中的鐵錳氧化物一般以礦物的外裹物和細(xì)粉散顆粒存在，高活性的鐵錳氧化物比表面積大，極易吸附和共沉淀陰離子或陽(yáng)離子。土壤中pH和氧化還原條件變化對(duì)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)有重要影響。pH和Eh較高時(shí)，有利于Fe/Mn氧化物的生成。boundtoorganicmatter：土壤中存在各種有機(jī)物，如動(dòng)植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)及礦物顆粒的包裹層等。它們自身具有較大鰲合金屬粒子的能力，又能以有機(jī)膜的形式附著在礦物顆粒表面，改變礦物顆粒的表面性質(zhì)。不同程度上增加了吸附重金屬的能力。在氧化條件下，部分有機(jī)物分子發(fā)生降解作用，導(dǎo)致部分金屬元素溶出。residue：一般存在于硅酸鹽、原生和次生礦物的土壤晶格中，它們來(lái)源于土壤礦物，性質(zhì)穩(wěn)定，在自然界正常條件下不易釋放，能長(zhǎng)期穩(wěn)定在沉積物中。不易為植物吸收，在整個(gè)土壤生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)食物鏈影響較小。重金屬的生態(tài)效應(yīng)與其形態(tài)密切相關(guān)。■可交換態(tài)易于被吸收■其次是碳酸鹽結(jié)合態(tài)■再次是Fe/Mn氧化物結(jié)合態(tài)■而與硫化物和有機(jī)質(zhì)結(jié)合的重金屬活性較差■殘?jiān)鼞B(tài)不能被生物利用而不同種類的重金屬，在土壤和農(nóng)作物系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律明顯不同。重金屬在土壤中的含量和植物吸收累積研究的結(jié)果為：Cd、As較易被植物吸收，Cu、Mn、Se、Zn等次之，Co、Pb、Ni等難于被吸收，Cr極難被吸收。研究春麥?zhǔn)苤亟饘傥廴緺顩r后發(fā)現(xiàn)，Cd是強(qiáng)積累性元素，而Pb的遷移性則相對(duì)較弱；鉻和鉛是生物不易積累的元素。植物種類和生育期影響著重金屬在土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化。3、植物的種類、生長(zhǎng)發(fā)育期重金屬進(jìn)入土壤—植物系統(tǒng)后，除了物理化學(xué)因素影響其相互遷移外，植物起著特殊的作用。在復(fù)合污染狀況下，影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的因素：4、復(fù)合污染元素的聯(lián)合作用污染物因素（污染物的種類、性質(zhì)、濃度、比例和時(shí)序性）環(huán)境因素（光、溫度、pH、氧化還原條件等）生物種類、發(fā)育階段及所選擇指標(biāo)等。僅考慮污染物，某一元素在植物體內(nèi)的積累影響因素：元素本身性質(zhì)，環(huán)境中該元素的存在量，其次是共存元素的性質(zhì)與濃度的影響。元素的聯(lián)合作用（協(xié)同、競(jìng)爭(zhēng)、加和、屏蔽和獨(dú)立等作用）.5、施肥施肥可以改變土壤的理化性質(zhì)和重金屬的存在形態(tài)，從而影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。由于肥料、農(nóng)作物和重金屬種類的多樣性以及重金屬行為的復(fù)雜性，施肥對(duì)土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制十分復(fù)雜，結(jié)論也不盡相同。以施用磷肥為例，如磷酸根能與Cd形成共沉淀而降低Cd的有效性（流動(dòng)性減弱），用磷肥可以抑制土壤Cd污染。而對(duì)As，由于P和As是同族元素，二者之間存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，施用磷肥能有效地促進(jìn)土壤As的釋放和遷移，有利于As在土壤——植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化；但正是二者之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附，As不易富集在植物的根際土壤中，從而降低了As的生物有效性。植物對(duì)土壤中重金屬的富集規(guī)律重金屬在土壤剖面中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理重金屬在土壤—植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律重金屬通過(guò)質(zhì)流、擴(kuò)散、截獲到達(dá)植物根部植物通過(guò)主動(dòng)吸收、被動(dòng)吸收等方式吸收重金屬重金屬通過(guò)木質(zhì)部和韌皮部向地上部運(yùn)輸植物對(duì)污染物吸收受到土壤性質(zhì)、植物種類、污染物形態(tài)的影響植物對(duì)土壤中重金屬的富集規(guī)律

在需消耗一定的代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度的特異性蛋白載體結(jié)合，通過(guò)生物膜至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

所需代謝能量來(lái)自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷酸時(shí)所釋放的能量。主動(dòng)遷移

脂溶性物質(zhì)從高濃度一側(cè)向低濃度側(cè)，順濃度梯度擴(kuò)散，通過(guò)有類脂層屏障的生物膜。其擴(kuò)散速率與有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)、分子體積或在液體pH條件下離解性有關(guān)。被動(dòng)擴(kuò)散不耗能，不需載體參與，因而無(wú)競(jìng)爭(zhēng)性抑制、特異性選擇和飽和現(xiàn)象。被動(dòng)轉(zhuǎn)移土壤中重金屬含量越高，植物體內(nèi)的重金屬含量也越高土壤中有效態(tài)重金屬含量越大，植物籽實(shí)中重金屬含量越高不同植物對(duì)重金屬吸收積累有明顯種間差異：豆類＞小麥＞水稻＞玉米重金屬在植物體內(nèi)分布的差異：根＞莖葉＞殼＞籽實(shí)進(jìn)入土壤的重金屬絕大部分被土壤顆粒吸附，在土壤剖面中，重金屬的總量和存在形態(tài)，均表現(xiàn)明顯的垂直分布規(guī)律，其中可耕層成為重金屬的富集層重金屬在土壤剖面中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律土壤中的重金屬有向根際土壤遷移的趨勢(shì)，且根際土壤中重金屬的有效態(tài)含量高于土體，可能與根系的特性和分泌物有關(guān)土壤膠體對(duì)金屬離子吸附能力與金屬離子的性質(zhì)及膠體種類有關(guān)同一類的土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)及離子半徑有關(guān)土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理陽(yáng)離子價(jià)態(tài)越高，電荷越多，土壤膠體與陽(yáng)離子的靜電作用越強(qiáng)，吸引力和結(jié)合強(qiáng)度越大；而價(jià)態(tài)相同離子的水合半徑越小，越易被吸附與土壤的膠體性質(zhì)有關(guān)以Cu2+為例，：氧化錳＞有機(jī)質(zhì)＞氧化鐵＞伊利石＞蒙脫石＞高嶺石進(jìn)入土壤的重金屬主要停留在土壤的上層，然后通過(guò)植物根系的吸收并遷移到植物體內(nèi)，也可以隨水流向土壤下層流動(dòng)

進(jìn)入土壤的重金屬主要停留在土壤的上層，然后通過(guò)植物根系的吸收并遷移到植物體內(nèi)，也可以隨水流等向土壤下層流動(dòng)。主要重金屬在土壤中的積累和遷移轉(zhuǎn)化Hg：對(duì)動(dòng)植物及人體無(wú)生物學(xué)作用的有毒元素。存在形態(tài)：無(wú)機(jī)化合態(tài)汞——Hg、HgS、HgO、HgCO3、HgHPO4、HgSO4、HgCl2、Hg（NO3）2等有機(jī)化合態(tài)汞——甲基汞、有機(jī)配合汞等甲基汞、乙基汞毒性最強(qiáng)。遷移轉(zhuǎn)化：在正常土壤E和pH范圍內(nèi)，汞能以單質(zhì)形式存在與土壤中；還原條件，二價(jià)汞可被還原為零價(jià)單質(zhì)，有機(jī)汞也能變成金屬汞；金屬汞含量甚微，但很活潑，可以揮發(fā)進(jìn)入大氣，也可被植物吸收。植物對(duì)溶解度較低的無(wú)機(jī)化合態(tài)汞較難吸收，但卻能吸收有機(jī)汞，其中甲基汞易被植物吸收并通過(guò)食物鏈逐級(jí)濃集，其毒性大，對(duì)生物和人體可造成危害。土壤中腐殖質(zhì)與汞生成的配合物不易被植物吸收。土壤中的各類膠體對(duì)汞均有強(qiáng)烈的吸附作用。OH-、Cl-對(duì)汞的配合作用可大大提高汞化合物的溶解度。土壤中的無(wú)機(jī)汞化合物在嫌氣細(xì)菌的作用下，可轉(zhuǎn)化為甲基汞和二甲基汞。隨水遷移可能性增大，并且二甲基汞揮發(fā)性較強(qiáng)而被土壤膠體吸附能力較弱，因此二甲基汞較易發(fā)生氣遷移和水遷移。Cd：對(duì)于人體來(lái)說(shuō)是非必需的元素，它在生物圈中的存在，常常只會(huì)給生物體帶來(lái)有害的效應(yīng)，因而鎘是一種污染元素。來(lái)源：鉛、鋅、銅的礦山和冶煉廠的廢水、塵埃和廢渣，電鍍、電池、顏料、塑料穩(wěn)定劑和涂料工業(yè)的廢水等。農(nóng)業(yè)上，施用磷肥也可能帶來(lái)鎘的污染。存在形態(tài)：水溶性鎘（Cd2+、CdCl+、CdSO4等）非水溶性鎘（CdS、CdCO3及膠體吸附態(tài)鎘等）旱地以CdCO3居多；淹水土壤中則以CdS的形態(tài)存在。土壤對(duì)其吸附能力很強(qiáng)，吸附交換態(tài)鎘所占比例很大。遷移轉(zhuǎn)化：由于土壤的強(qiáng)吸附作用，進(jìn)入土壤中的鎘很少發(fā)生向下的再遷移，主要累計(jì)與土壤表層。水溶性鎘和非水溶性鎘在一定的條件下可相互轉(zhuǎn)化，主要影響因素為土壤的酸堿度、氧化—還原條件和碳酸鹽的含量。如，土壤的酸度增大可增加CdCO3、CdS的溶解度，使水溶態(tài)鎘的含量增大；E增高，可增大CdS溶解度；隨著CaCO3含量的增加，水溶態(tài)鎘含量降低。因此，在不含或少含CaCO3的土壤中，CaCO3可作為土壤中鎘的抑制劑及土壤鎘污染的改良劑。生物遷移：土壤中的鎘對(duì)植物的正常生長(zhǎng)無(wú)促進(jìn)作用，但是它非常容易被植物所吸收，環(huán)境容量小。進(jìn)入土壤中的鎘，主要累積于根部和葉部，很少進(jìn)入果實(shí)和種子中。例如，在被鎘污染的水田中種植的水稻對(duì)鎘濃縮系數(shù)：根>桿>枝>葉鞘>葉身>稻殼>糙米。鎘在植物體內(nèi)可取代鋅，破壞參與呼吸和其他生理過(guò)程的含鋅酶的功能，從而抑制植物生長(zhǎng)并導(dǎo)致其死亡。鎘進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，一部分與血紅蛋白結(jié)合，另一部分與低分子金屬硫蛋白結(jié)合，隨后隨血液分布到各內(nèi)臟器官，最終主要蓄積于腎和肝中，還有一部分鎘將進(jìn)入骨質(zhì)并取代骨質(zhì)中的部分鈣，致使脫鈣，引起骨骼軟化和變形，嚴(yán)重者可引起自然骨折，甚至死亡。Pb：人體非必需元素。主要來(lái)自大氣中的鉛沉降，其他鉛應(yīng)用工業(yè)“三廢排放”。存在形式：主要以二價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)化合物形式存在，有機(jī)鉛（未充分燃燒的汽油添加劑），土壤有機(jī)質(zhì)與其形成的配合物。遷移轉(zhuǎn)化：進(jìn)入土壤中的鉛多以Pb（OH）2、PbCO3或Pb3(PO4)2等難溶態(tài)存在，鉛的移動(dòng)性和植物利用性大大降低，主要積累在土壤表層。遷移轉(zhuǎn)化作用與土壤E和酸堿度變化有關(guān)。土壤E升高，可溶性鉛含量降低，因其在氧化條件下與高價(jià)鐵、錳氫氧化物結(jié)合在一起；土壤中H+可以部分地將已被化學(xué)固定的鉛重新溶解釋放出來(lái)，增加其溶解性。植物從土壤中吸收鉛主要是吸收存在于土壤溶液中的可溶性鉛。吸收后絕大多數(shù)積累與根部，而轉(zhuǎn)移到莖葉、種子中的則很少。另外，植物除通過(guò)根系吸收土壤中的鉛以外，還可以通過(guò)葉片上的氣孔吸收污染了的空氣中的鉛。Cr：人體和動(dòng)物的必需元素，但其濃度較高時(shí)對(duì)生物有害。主要來(lái)自某些工業(yè)，如，鐵、鉻、電鍍、金屬酸洗、皮革鞣質(zhì)、耐火材料、鉻酸鹽和三氧化鉻工業(yè)的“三廢”排放及燃煤、污水灌溉或污泥施用等。存在形式：鉻是一種變價(jià)元素，在土壤中鉻通常以四種化合形態(tài)存在，兩種三價(jià)鉻離子Cr3+和CrO2-，兩種六價(jià)鉻離子Cr2O72-和CrO42-。其中，Cr（OH）3溶解性最小，是鉻最穩(wěn)定的存在形式，水溶性六價(jià)鉻含量一般較低，但毒性遠(yuǎn)大于三價(jià)鉻。遷移轉(zhuǎn)化：土壤中鉻的遷移轉(zhuǎn)化主要受土壤pH值、有機(jī)質(zhì)及E值的制約。如，三價(jià)鉻當(dāng)pH>4時(shí)，溶解度下降，pH為5.5時(shí)則全部沉淀；土壤中有機(jī)質(zhì)具有很強(qiáng)還原能力，其含量大于2%時(shí)，六價(jià)鉻幾乎全部被還原為三價(jià)鉻。土壤膠體對(duì)三價(jià)鉻有較強(qiáng)吸附能力，而六價(jià)鉻離子活性很強(qiáng)不會(huì)被土壤強(qiáng)烈吸附。由于土壤中的鉻多為難溶性化合物，其遷移能力一般較弱，故通過(guò)污染進(jìn)入土壤中的鉻主要?dú)埩舴e累于土壤表層。生物遷移作用較小，對(duì)植物危害不如Cd、Hg嚴(yán)重。As：主要來(lái)自化工、冶金、煉焦、火力發(fā)電、造紙、玻璃、皮革及電子等工業(yè)排放的“三廢”，含砷農(nóng)藥等。存在形式：正三價(jià)和正五價(jià)。水溶性砷——AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-和H2AsO3-等陰離子形式；難溶性砷——黏土礦物晶格中保持的砷及土壤中鐵、鋁、鈣等離子結(jié)合形成的復(fù)雜的難溶性砷化物；吸附態(tài)砷——土壤中大部分砷與土壤膠體結(jié)合，與有機(jī)質(zhì)無(wú)明顯吸附作用。遷移轉(zhuǎn)化：土壤中水溶性、難溶性及吸附態(tài)砷的相對(duì)含量與土壤的E和pH值有著密切的關(guān)系。如，隨pH升高，土壤膠體所帶正電荷減少，對(duì)砷的吸附量降低；隨E下降，砷酸還原為亞砷酸，吸附量減少，水溶性砷相應(yīng)增高。但當(dāng)土壤中含硫量較高時(shí)，還原性條件下可以形成穩(wěn)定難溶性As2S3。主要累積于土壤表層，難于向下移動(dòng)。植物對(duì)砷有強(qiáng)烈的吸收積累作用，浸水土壤中E較低，可溶態(tài)砷含量比旱地高，植物砷含量也較高。不同種類植物對(duì)重金屬污染的耐性不同；同種植物由于其分布和生長(zhǎng)環(huán)境各異，在植物的生態(tài)適應(yīng)過(guò)程中，可能表現(xiàn)對(duì)某種重金屬有明顯的耐性。其機(jī)制主要有：植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的機(jī)制植物根系的作用重金屬與植物細(xì)胞壁結(jié)合酶系統(tǒng)的作用形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素植物根系通過(guò)改變根際化學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制重金屬離子跨膜吸收。某些植物可通過(guò)根際分泌螯合劑減少對(duì)重金屬的跨膜吸收；通過(guò)形成跨根際的E和pH梯度來(lái)抑制對(duì)重金屬的吸收植物吸收的重金屬大部分以離子形式存在或與細(xì)胞壁中的纖維素、木質(zhì)素結(jié)合而被局限在細(xì)胞壁上，不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響代謝活動(dòng)而表現(xiàn)出耐性。飽和后多余的金屬離子才會(huì)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。不同金屬與細(xì)胞壁的結(jié)合能力不同，銅大于鋅和鎘；不同植物細(xì)胞壁對(duì)金屬離子的結(jié)合能力也不同，不是所有耐性植物都表現(xiàn)為將金屬離子固定在細(xì)胞壁上，不是植物的普遍耐性機(jī)制。耐性植物中有些酶的活性在重金屬含量增加時(shí)仍能維持正常，有些則可被激活，從而使植物在被重金屬污染時(shí)保持正常代謝，植物體內(nèi)有保護(hù)酶活性的機(jī)制金屬硫蛋白（MT）是動(dòng)物和人體最主要的重金屬解毒劑，能大量合成MT的細(xì)胞對(duì)重金屬有明顯抗性；重金屬可在植物中誘導(dǎo)產(chǎn)生植物類MT；誘導(dǎo)產(chǎn)生重金屬絡(luò)合肽——植物絡(luò)合素（PC）金屬結(jié)合蛋白（類MT、PC等）與進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)的重金屬結(jié)合，以不具生物活性的無(wú)毒螯合物存在，減輕或解除其毒害作用；當(dāng)重金屬含量超過(guò)金屬結(jié)合蛋白的最大束縛能力時(shí)，金屬才以自由狀態(tài)存在或與酶結(jié)合，引起代謝紊亂出現(xiàn)中毒（植物耐