铜和锡在菠菜和芹菜中的吸收及分布规律研究(3)
由于蔬菜本身含有的金属元素和对金属元素的富集能力以及重金属的沉积特性，使得蔬菜中或多或少的存在某种或一些金属元素，这些金属元素有利有弊，有的能补充人体必需的微量元素，调节和平衡人体健康，有的过量的金属元素和重金属元素则会对人体健康造成很大的威胁。
1.3重金属元素对蔬菜的影响
重金属的来源有多种途径，除采矿区的尾矿、矿渣、冶炼、有毒气体的排放之外， 还有城市垃圾、 金属电镀、 汽车尾气排放、 工业企业向环境排放的 “三废” 、 化工产品在农业中的不合理使用、农田的污水灌溉等等，这些途径都将导 致环境的重金属污染。通常植物在受到重金属污染时都会出现生长迟缓、 植株矮小、根系伸长受抑制直至停止、叶片褪绿、出现褐斑等症状，严重 时甚至导致作物产量降低和植物死亡。
食据统计分析后的相关数据显示，我国蔬菜中重金属以Zn含量最高，其次是Cr，再次是Cu；而毒性较大的元素As、Hg、Cd的含量相对较低。各种重金属按含量超标率排序为：Cd>Hg>As>Zn>Cu>Cr>Pb，若按地区比较，则东部地区Cd含量超标较为严重，其次是Hg和Zn；中部地区以As和Cd含量超标为主；西部地区亦以As和Cd含量超标为主，伴随少量的Cu、Cr、Hg超标[5]。
1.3.1对蔬菜生物膜伤害机理
细胞膜是选择透过性膜，她能调节和控制细胞内外物质的运输和交换。当蔬菜受到重金属毒害时，重金属是脂质过氧化的诱导剂,当重金属处理蔬菜时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,使细胞内一些可溶性物质外渗，破坏蔬菜生物膜的结构和功能，破坏了细胞内酶及代谢作用原有的区域性，这是蔬菜本体受害的原因之一。
1.3.2对代谢的影响
重金属在蔬菜体内会影响酶活性和功能，从而引起蔬菜生理代谢功能的紊乱，生长发育受阻甚至死亡；影响养分膜运输，原因可能重金属抑制膜上ATP酶的活性，或是取代了钙等离子，使膜稳定性下降；同时由于蔬菜本身的拮抗作用使得重金属元素会影响其他营养元素的吸收。
在低浓度处理时，植物体内抗氧化酶系统受到活性氧自由基的诱导，活性上升，参与清除自由基，可以认为抗氧化酶系统活性的增加既是一种保护机制，同时也表明了蔬菜受到重金属胁迫，而长时间受到重金属的胁迫，植物体内的抗氧化酶系统就会受到破坏，酶活性降低，最终影响植物的代谢功能。
1.3.3对蔬菜光合作用的影响
对于重金属对植物光合作用的影响研究比较广泛，结果表明，对光合作用的影响是植物受害的主要原因。许多研究说明 ，重金属Cr3+可使高等植物的叶绿素含量明显降低，原因是重金属离子直接干扰了叶绿素的生物合成。在大麦幼苗中，Cr3+通过影响原叶绿素酸酯还原酶的活性抑制叶绿素的合成。据王泽港等报道，重金属离子对叶绿素的影响不是由于取代叶绿素卟啉环中的Mg，而是通过影响叶绿素合成酶以及抑制一些参与光合作用的酶的活性等其他途径而产生的[6]。
研究表明，重金属胁迫能显著降低植物叶绿素含量，加速植物的衰老，且随着浓度的增加，叶绿素变化趋势为先极速下降，当降到一定范围后，速度减慢，呈现出极显著的负指数关系。这主要是由于重金属能够干扰光合作用过程中的电子传递、降低叶绿素含量、破坏叶绿体，抑制一系列与叶绿素合成有关酶的活性，影响叶绿素合成的前体物质的形成，最终影响蔬菜的光合作用。
1.3.4对蔬菜DNA的影响
铜DNA是植物表达遗传信息的重要载体，在重金属胁迫下，可通过诱导蔬菜体内氧化胁迫来对蔬菜DNA产生直接或间接的影响，以及抑制或损伤DNA修复系统。据研究表明，Cd能明显引起小麦叶片DNA迁移，且随Cd浓度增加，DNA受损程度也逐步增加，呈现明显的浓度与表现的关系；同时，重金属胁迫能明显改变小麦和水稻体内的嘧啶含量，从而引起叶和幼穗DNA甲基化[7]。