烟草重金属的来源、迁移规律及防控措施

贺非 李强 徐坚强 孔午圆

摘要：烟草是毒性较强的重金属聚集植物，为了提高卷烟的安全性，需要深入探究卷烟内部重金属的迁移规律和防控措施。该文首先阐述了烟草中重金属物的来源、迁移规律与影响因素，然后对现有烟草重金属的调控手段进行了介绍，通过改良烟草品种来调节重金属污染，使用改良剂来减少土壤内部的重金属含量，或者使用矿质元素的拮抗作用等控制措施，降低烟草中的重金属吸收量，提升烟草品种，以期为烟草的安全生产提供参考借鉴。

关键词：烟草;重金属;来源;迁移规律;影响因素;改良剂;拮抗作用

贺 非，李 强，徐坚强，等. 烟草重金属的来源、迁移规律及防控措施[J]. 农业工程技术，2020，40（23）：95-96.

中国是烟草消费大国，烟草中的重金属毒性较强，并易于积累和吸收，无法有效消除，造成危害。本文对烟草中重金属的来源、迁移规律与影响因素进行了系统概述，希望为烟草重金属含量控制提供理论支持。

一、烟草中重金属的来源和迁移规律

1、烟草中重金属的来源

烟草中重金属主要指烟叶中含有的如镉、汞、铅、砷、铜、锌、铬、镍等重金属元素。由于土壤的迁移能力较差并且无法降解，这些重金属会在土壤中积存，在烟叶生长期间被植物吸收，所以烟草中重金属含量与烟叶种植区域周围的生态条件有直接联系。汽车尾气的排放和山体开采等活动都会将重金属元素带进土壤。世界范围土壤内部重金属单个质量分数应保持在2.00 mg/kg以内。

农业生产过程中的污水也是重金属的主要来源之一，主要由于工厂废弃物直接排放造成污染。农业生产过程中使用的化肥含有汞、砷、铅、铬等重金属元素，长期使用重金属元素会侵蚀深入至土壤内部，降低土壤的自净能力。

2、烟草中重金属的迁移规律

土壤中的重金属大部分由根系吸收后进入烟叶，目前重金属元素的入侵原理尚未明确，主要认为是土壤中的重金属元素以重金属离子形式进入烟叶根部，通过长期积累进入烟叶细胞壁中，同时还可以通过离子通道和超级化钙离子通道进入细胞质内部。重金属元素可以通过转运蛋白进入烟叶内部细胞质，借助控制体途径深入中柱木质部和韧皮部，进而通过蒸腾作用转移到烟叶的其他部位。在重金属元素进入烟叶之后，还会随着烟叶的生长发育而出现局部迁移，相关研究调查表明，烟叶植物从生长到开花期阶段重金属元素呈下降趋势，而后不断升高。

3、烟草中重金属的影响因素

烟草内部重金属含量会受到地域差异和环境差异的影响，不同年份间也存在一定差异，而且随烟草品种的变化而变化。相同烟草品种，重金属在不同位置的差别较小。烟叶属于易吸收重金属的部位，不同烟叶叶片组织中重金属含量顺序由大到小为：主叶脉、侧叶脉、叶肉，该规律与土壤酸碱值有关，但原因还需要进一步研究。烟草内部不同组织器官中，重金属吸收累积量顺序由大到小为：茎部、根部、种子。在烟叶成熟的时候重金属元素几乎全部进入烟叶，但根部含量较低。

二、烟草重金属污染控制措施

1、改良烟草品种

相关研究表明，转基因手段可以降低烟叶中的重金属含量，国外一些大型烟草公司正在采用基因工程等生物技术来进行烟草内部品种改良，从而进一步降低重金属在烟草中的含量，提升烟草对重金属的抗性。相关研究人员将哺乳动物金属硫蛋白基因转移到了烟草中并获得了一定的成果。该实验中烟草根茎部分的重金属含量远远大于烟叶部分，表明转基因烟草中烟叶重金属累积量比原有累积量低，重金属元素已经逐渐转向根茎部分，改变了原有的吸收路线。另外，在烟草中加入辣椒可以激活信号传导，还可以间接影响重金属侵入，进一步降低重金属的含量，这是烟草研究领域的一个重要突破。目前中国提出了无公害制烟计划，为烟草重金属危害的深入研究提供了发展契机。

2、使用改良剂

研究人员使用活性炭、骨粉、凹凸棒等改良试剂对土壤进行调节，对土壤中的镉、氢等元素的含量有不同程度的影响，凹凸棒的改良效果好于骨粉和活性炭。使用改良试剂后，烟草的特性和生物含量要远远好于没有使用改良剂的烟草。这表示在烟草种植过程中可以通过使用改良试剂的方式降低烟草内部的重金属含量，同时还可以提升烟草的种植品质和产量[1]。

3、利用矿质元素的拮抗作用

烟草种植过程中可以通过添加氯化钙来降低重金属元素对烟草的危害，在处理重金属元素的时候添加一些正价钙离子，能够有效降低烟草内部的重金属元素吸收量。在烟草种植中添加钙肥可提升作物自身的修复功能，使烟草将重金属排出体外，避免烟草过分吸收重金属元素，降低烟草自身的重金属积累。

研究人员对烟草叶片中氨基酸和蛋白水解氨基酸的变化情况进行了观察，研究结果表明烟草叶片中过氧化氢酶活性和氨基酸含量会在施加钙肥的情况下与重金属元素相互拮抗，产生了初步拮抗机制。用钙离子、铁离子等阳离子肥料不仅可以避免烟草过度吸收重金属，还可以为烟草生长提供一定帮助。磷元素对重金属元素的毒害抑制存在一定限制，减少趋势是由于过多的磷元素释放量抑制了重金属元素的毒害作用，同时也可能是由于阳离子和重金属元素的拮抗作用增强，降低了烟叶对营养物质的吸收[2]。

4、应用烟草滤嘴

烟草滤嘴可以吸附烟气中含有的重金属颗粒物，降低重金属对人体的危害。目前制作卷烟滤棒主要使用的材料是醋酸纤维，想要进一步提升卷烟滤嘴隔离重金属的效果，需要在生产加工中添加一定的活性炭，制成复合滤嘴。活性炭滤嘴的吸附能力比醋酸纤维滤嘴高1.6倍，过滤烟嘴的吸附能力明显增强。另外，醋酸纤维与黄苓制成的复合滤嘴也能够提升重金属的吸附量。复合滤嘴的过滤效率要明显高于单一滤嘴，能够避免吸烟者吸入过量重金属危害身体健康[3]。

三、结语

综上所述，烟草中重金属控制主要是提升烟草品种抗性，对烟草土壤条件进行改良，优化烟草生產环境，从源头上抑制重金属对人体造成的危害。烟草生产过程较为复杂，要强化生产控制处理，严格遵循行业加工标准，避免重金属侵入。

参考文献

[1] 郭尚其，周洁军，农泽喜. 广西某铅锌矿水文地质调查与重金属迁移规律研究[J]. 矿产与地质，2019（3）：111-112.

[2] 夏 伟，吴冬妹，袁知洋. 土壤—农作物系统中重金属元素迁移转化规律研究—以湖北宣恩县为例[J]. 资源环境与工程，2018， 32（4）：54-59.

[3] 张炜华，于瑞莲，杨玉杰，等. 厦门某旱地土壤垂直剖面中重金属迁移规律及来源解析[J]. 环境科学，2019， 40（8）.210-211.