镉同位素分馏在土壤-植物体系中的研究进展*

钟松雄，李晓敏，李芳柏

（1.中国科学院广州地球化学研究所，广州 510640；2.广东省科学院广东省生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室，广州 510650；3.华南师范大学环境研究院，广东省化学品污染与环境安全重点实验室，广州 510006；4.中国科学院大学，北京 100049；5.华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心，广州 510650）

土壤酸化与重金属污染共存叠加，引起土壤镉有更强的移动性，相应地提高农作物等植物对镉的吸收累积[1-3]。水稻和小麦等成为我国重金属超标最严重的粮食作物，比如稻米镉超标率高达 12.8%，污染区域居民镉摄入量已经超过了世界卫生组织WHO的限值，其中稻米镉贡献了总摄入量的56%[4]，因而严重威胁当地居民的身体健康[5]。镉超积累植物如龙葵、伴矿景天等在镉污染土壤具有高效地吸收和累积镉的潜能，使得其在土壤植物修复中能够被广泛应用[2-3]。因此，阐明土壤-植物体系镉的迁移转化机制，一方面对于理解和降低农作物如小麦、大麦和水稻对镉的吸收、转运和储存具有重大作用，另一方面有助于提高土壤镉污染超积累植物吸取修复效果。

自然环境中，镉元素只有一个氧化态，主要以+2价形式存在，其地球化学行为与锌类似，属亲硫元素。地壳中镉存在8个稳定同位素：106Cd（1.25%）、108Cd（0.89%）、110Cd（12.50%）、111Cd（12.80%）、112Cd（24.13%）、113Cd（12.20%）、114Cd（28.73%）和116Cd（7.50%）[6]。同位素分馏即为两个库之间的同位素组成差异，通常以114Cd/110Cd表示镉同位素组成的质量变化，且分异过程主要受动力学效应和热力学效应（平衡效应）的影响。……