小编按：
应Soil & Environmental Health（中文《土壤与环境健康》，英文SEH）编辑部提议，环境人Environmentor将与SEH期刊合作，推出“SEH专栏”，将期刊上的优质论文及时推送给各位读者，欢迎大家关注！
S
EH
是由朱利中院
士和朱永官院士担任主编、浙江大学主办、浙江大学环境与资源学院承办、
国际知名出版集团Elsevier合作出版的全英文开放获取国际学术期刊。SEH欢迎并鼓励同“土壤与环境健康”相关的新颖原创综述、研究文章、研究简报等，特别是跨学科的土壤健康与环境健康研究，既欢迎从健康的视角讨论土
壤与环境领域相关现象的研究，也欢迎从土壤与环境的视角探索绿色与再
生农业、人体与星球健康以及全球可持续发展的研究。
中国科学院南京土壤研究所吴龙华团队在Soil & Environmental Health（SEH，土壤与环境健康）期刊发表了题为“稳定性同位素分馏示踪植物连续修复过程中土壤团聚体的锌镉释放机制（Zinc and cadmium release from soil aggregate of different size fractions during repeated phytoextraction with
Sedum plumbizincicola
: Insight from stable isotope analysis；2025；3(1)：100129”）的研究论文。
超积累植物提取修复
适用于大面积污染农田土壤中重金属的去除，然而修复实践中常需要连续种植多季修复植物才可实现修复目的。长期修复过程中超积累植物与污染土壤的相互作用值得关注。土壤团聚体粒径是影响重金属生物有效性的重要因素，研究修复过程中不同粒径团聚体重金属的释放可进一步认识修复植物的重金属生物有效性机制。与传统的浓度与形态分析等手段相比，重金属稳定性同位素分析技术为认识土壤-植物系统重金属的迁移转化行为提供了新的视角。不同生物地球化学过程导致的重金属同位素分馏程度和方向都可能不同。因此，该研究以镉（Cd）锌（Zn）超积累植物伴矿景天（
Sedum plumbizincicola
）为研究对象，开展连续六季的植物吸取修复盆栽试验，结合Cd/Zn浓度、化学形态以及同位素组成分析，探究了连续修复过程中四个不同粒径土壤团聚体（50~250、5~50、1~5 和< 1 μm）Cd/Zn动态变化特征，综合解析土壤团聚体中Cd/Zn的生物有效性变化机制。
研究表明，连续修复显著降低了土壤团聚体中Zn和Cd浓度。就Zn而言，修复五季后5~50 μm和1~5 μm团聚体中Zn浓度降幅最大（降低幅度分别为22~34%和16~32%）；而其它两个粒径团聚体中的Zn浓度未出现明显降低，土壤2中50~250 μm团聚体Zn浓
度在修复两季后反而增加了36.3%，表明其它粒径团聚体对其进行了Zn补充。
Tessier连续提取结果显示，
连续修复主要降低了5~50 μm和1~5 μm团聚体中铁锰氧化物结合态Zn的比例
（图1a、1b和1c）。
修复过程中土壤pH的显著下降很有可能导致铁锰氧化物的溶解并释放出其中固定的Zn，从而成为有效性更高的交换态Zn。
与Zn相比，植物修复对土壤团聚体Cd浓度的降低更为明显，修复五季后四个团聚体组分的Cd浓度降低幅度相近（土壤1: 87~92%；
土壤2: 72~80%）。
形态分析结果表明在1~250 μm团聚体中交换态和碳酸盐结合态Cd浓度降低幅度最大，而< 1 μm团聚体的铁锰氧化物结合态Cd比例在修复五季后明显下降（图1d、1e和1f），说明小粒径团聚体中的铁锰氧化物结合态Cd更易被伴矿景天吸收。
图1
修复过程中土壤团聚体镉锌化学形态比例变化
分析修复过程中土壤-植物系统中的锌镉同位素组成发现，
修复五季后四个团聚体组分Zn同位素组成在仪器分析误差内未出现显著变化
（Δ
66
Zn
C6-C1
= −0.01 ± 0.06‰到0.07 ± 0.06‰），其可能原因如下：（1）修复过程中团聚体中Zn的降低幅度不大；（2）伴矿景天吸收对Zn同位素的分馏系数较Cd小；（3）不同粒径团聚体间Zn发生了互相交换。与Zn不同的是，四个不同粒径团聚体中Cd同位素组成修复五季后均变轻（Δ
114/110
Cd
C6-C1
= −0.14 ± 0.04到−0.02 ± 0.04‰）。对全土和土壤颗粒的Cd同位素组成变化进行Rayleigh模型拟合（图2），得到的分馏系数基本相同（ε
Cd
：0.04~0.06‰），同时考虑四个粒径团聚体相似的Cd浓度降低比例，
表明伴矿景天从不同粒径团聚体中获取和吸收Cd的机制类似
。与此同时，植物吸收的Cd同位素组成随着修复的进行也逐渐变重（Δ
114/110
Cd
C6-C1
= 0.09~0.13‰）。修复过程中土壤-植物系统中重Cd同位素富集程度的加剧表明
伴矿景天在连续修复后期具有更强的根系活化作用
。
图2 土壤团聚体Cd同位素组成数据的Rayleigh模型拟合
论文系统探究了长期植物修复对土壤团聚体中Zn/Cd浓度、形态和稳定性同位素组成的影响
，修复过程中土壤团聚体Zn和Cd同位素行为的差异是土壤中Zn和Cd供应水平以及伴矿景天对两种重金属的富集能力不同所致
。具体而言，土壤Zn的供应总量较Cd高两个数量级，但伴矿景天对Zn的生物富集系数则远低于Cd，这造成了伴矿景天可从土壤中选择性地吸收有效性更高的Zn形态，而对Cd吸收量大、选择性不高。研究结果进一步说明了土壤团聚体粒径能够显著影响重金属的生物化学过程进而改变其同位素分馏特征，应关注
不同性质土壤
中重金属在其团聚体的分配规律、有效态重金属的同位素分馏特征，以深化研究团聚体粒径对重金属有效性的影响。
https://doi.org/10.1016/j.seh.2025.100129
周嘉文：
中国科学院南京土壤研究所助理研究员，2014年于浙江大学获得学士学位，2021年在中国科学院南京土壤研究所获博士学位，研究方向主要集中于农田土壤重金属污染修复与土壤-植物系统的重金属迁移转化过程。利用重金属稳定性同位素分析技术系统研究了超积累植物修复污染农田土壤的锌镉吸收和转运机制，相关成果发表于Environmental Science & Technology、Journal of Hazardous Materials、Soil & Environmental Health等期刊。
吴龙华
：中国科学院南京土壤研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，“百千万人才工程”国家级人选，享受国务院政府特殊津贴人员，土壤养分管理与污染修复国家研究中心副主任，南京土壤研究所土壤环境与修复研究部部长。长期从事土壤重金属污染源解析、污染过程、风险评价与修复、植物超积累重金属的分子机制等研究。研究工作探明了伴矿景天超积累镉及其解毒机制，并研发了镉超积累植物吸取修复等一系列污染土壤修复技术，在浙江、湖南、湖北、江苏、贵州、广东、云南、四川等地进行了规模化应用示范，效果显著。
来源：
土壤与环境健康SEH
。
投稿、合作
、转载、进群，请添加小编微信Environmentor2020！环境人Environmentor是环境领
域
最大的学术公号
，拥有
20W+活跃读者
。由于微
信修改了推送规则，请大家将环境人Environmentor加为
星标
，或每次看完后点击页面下端的
“在看”
，这样可以第一时间收到我们每日的推文！
环境人Environmentor现有综合群、
期刊投稿群、基金申请群、留学申请群、各研究领域群等共20余个，欢迎大家加小编微信Environmentor2020，我们会尽快拉您进入对应的群
