有機蔬菜真的是純天然無污染么？難道空氣中的污染不會對農業種植造成影響？

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重霾地區的蔬菜葉更吃「金」

2014-09-23 陳能場土壤觀察

通常，一談到糧食或者蔬菜重金屬超標，人們往往立刻聯想到土壤污染。在一些土壤污染確實比較突出的地區，這一聯想情有可原，但是，在土壤沒有什麼人為污染的茶葉種植區，檢測出來的茶葉卻超標了，或者明明在土壤污染不會超標的地區，生產的茶葉鉛也超標了，讓很多人百思不得其解。

其實葉片不單是個植物進行光合作用的器官，其對大氣污染物質的吸收和積累，是一條被人們忽略的途徑。有實驗表明，在大氣污染的條件下，葉片吸收的污染物甚至可能高於來自土壤的污染物。

葉片吸收：重金屬污染一條重要的途徑

1996年希臘的一項研究發現，在距離希臘塞薩洛尼基市工業區1-2公里的蔬菜區，葉菜類中含有的鉛、鋅、鉻和錳很高，但這些元素在土壤中卻很低，值得一提的是大氣的顆粒物中鋅、鎘、鉛、錳很高。

多項統計分析表明，蔬菜根的微量元素主要來自土壤，而蔬菜葉中的微量元素大多源於大氣，因為大氣沉積，葉菜類中鉛、鉻和鎘積累性很高。當然也發現蔬菜根對土壤中的鎘的積累比其他微量元素更高效。

在一個利用距離鉛鋅礦區分別100、500和1000米，同一土壤的蔬菜栽培研究中，45天後100米處的白菜的鉛含量是500處的1.4倍，1000米處的1.9倍, 而塑料棚上方（1米）與四周用農用塑料膜隔離進行栽培時，能大大降低葉片的鉛含量，且與距離遠近無關，表明鉛鋅礦區附近大氣沉降對大白菜地上部分的重金屬(包括Cd、Pb 和Hg等)積累有直接的作用。

事實上，以不同方法的各種研究均證明了大氣污染對蔬菜等植物的葉片吸收重金屬有著直接的影響。

葉片吸收重金屬的研究概觀

早在19世紀中葉，人們就認識到葉片能有效地吸收無機鹽，此後的數十年中，科學家嘗試給作物噴施氮、錳、銅和硼等元素，一些國家將葉片噴施尿素作為提高農作物產量的一種方法，但其吸收機理一直沒有得到研究，直到上世紀50年代放射性同位素得到應用，才開始研究葉片的吸收機理。

由於葉片能吸收重金屬，早在1971年植物就被用於環境監測之中，但即便如此，人們依然不清楚植物體內來自葉片的重金屬多少源於大氣，多少源於土壤，同位素鉛的應用則很好地解決了這個問題，而今利用鉛同位素技術可以用於跟蹤在蔬菜中鉛污染的來源。

有研究表明，蔬菜中來自大氣的鉛可占辣椒根的 30%~77%，莖的43%~71%，葉片的72%~85%，果實的90%,整株植物中10%~70%的鉛來自於土壤。如今，人們對葉片的氣孔和角質層通路定向開發納米粒子，並通過葉片吸收到體內，提高植物的抗病性。

葉片通過什麼吸收重金屬

植物葉片的表面有葉孔和角質層。葉孔用於氣體交換如吸收CO2用於光合作用，熱量交換，蒸發水分。角質層是個生物屏障，阻止植物體內水分和物質分子的擴散並構成抵禦不利的環境壓力，使得植物的生命得以延續，但也正是這一角質層可以防止有害的化學滲透，如大氣污染、葉面施肥等。

角質層之下是表皮細胞層葉片表皮的特性，氣孔、形狀、表皮細胞的數量、角質層和表皮毛對於蒸發損失和氣體交換起著舉足輕重的作用。角質層是由不溶性聚合物角質組成框架,水溶性蠟嵌入其中並突出表面。

葉面上的物質滲透到葉中有兩條通路，即氣孔通路和角質層通路。典型的氣孔大小是在微米尺寸範圍，氣孔通路允許的更大納米級（&<100納米）粒子進入角質層的通路可以分為兩種途徑：脂類通道和水通道。葉片角質層遍布著大量的親水性通道，可以讓水分子和小溶質分子如礦質元素和碳水化合物滲透進來，角質層上的這些通道的直徑&<1納米，每平方米高達10億個。

這些通道帶有負電荷，且由外向內逐漸增強，有利於陽離子的進入。因此葉片吸收外來物質時正離子比負離子快，而微小的不帶電荷的分子例如尿素特別迅速。

人們普遍認為，大部分離子態的營養物質的吸收是通過角質層，但溶質也可以間接地通過氣孔進入葉片中，由於水的表面張力、葉片表面的疏水性，以及氣孔的幾何形狀，小水滴是不可能進入氣孔的，此外在夜晚噴撒葉肥時離子進入葉片的速度更快，而在夜晚氣孔是關閉的。

後來科學家Eichert 證明了大的陰離子可以通過氣孔進入葉片中，氣孔的確可以為葉片提供有限量的養分。但對於氣體顆粒物，特別大粒級的顆粒物，則只能通過氣孔進入葉片內。

葉片吸收重金屬的量和影響因素

研究證實，植物的葉子可以吸收大氣顆粒物中的重金屬。有研究讓成熟的白菜和菠菜的葉子暴露於單種金屬氧化物的顆粒（氧化鎘、三氧化二銻和氧化鋅）或以鉛為主的複合顆粒物PM，然後測定葉片和顆粒物中的重金屬總量和有效量，並用掃描電子顯微鏡和能量發散X-射線微量分析技術來研究顆粒物與葉片間的相互作用，結果發現葉片能吸收很多的鎘、銻、鋅和鉛，吸收量與植物品種和顆粒物的性質有關。

顆粒物佔據葉孔的比例高達12%，同時與顆粒物的重金屬相比，葉片中的重金屬的有效性提高了，這表明吸收到葉片內後形態發生了變化。

另一項以生菜、香菜和黑麥草等的研究證實了葉片中的鉛轉為碳酸鉛和有機態鉛，在更內部的有機層中主要形成了硫酸鉛，同時發現葉孔和角質層滲透是兩條重要的吸收途徑。

一項利用同位素鉛來研究野生植物鑽形紫菀的鉛來源的結果顯示，雖然植物鉛根&>葉&>莖，但葉片中的鉛72.2%來自總懸浮顆粒（含鉛96.5 ± 63.5 納克/立方米）。

葉片吸收重金屬的健康風險有哪些？

蔬菜等葉片能從大氣中吸收重金屬，在研究上提醒人們不能忽視除了土壤之外的另一條重要途徑，同時在現實生活中，尤其在大氣污染的存在下，容易造成蔬菜特別是葉菜類的重金屬含量超標，給人體健康帶來更大的風險。

同時，葉片吸收重金屬也讓人對處於城郊、高速公路附近、重霾地區的蔬菜的安全性提出質疑。近年來，熱心陽台種植、城市園藝甚至自己種植有機蔬菜的人不少，但是，在進行這些都市園藝種植的同時，既要考慮土壤的安全，同時需要對大氣污染的危害更加留意。

蔬菜等葉片能從大氣中吸收重金屬的事實也告訴我們，各種環境污染的影響是環環相扣的，污染的大氣會加重土壤的污染，從而生產出危險的食物，對公眾的健康形成重大隱患。

來源：東方早報

作者陳能場系廣東省生態環境與土壤研究所研究員

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