《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》：High cadmium accumulation by common coltsfoot (Tussilago farfara L.), herbal plant growing and collecting in ruderal habitats
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马尔戈扎塔·亚兹瓦（Ma?gorzata Ja?wa）|帕维尔·什维斯沃夫斯基（Pawe? ?wis?owski）|马留什·库利克（Mariusz Kulik）|克日什托夫·皮亚泰克（Krzysztof Pi?tek）|阿加塔·斯塔德尼克-富托马（Agata Stadnicka-
马尔戈扎塔·亚兹瓦（Ma?gorzata Ja?wa）|帕维尔·什维斯沃夫斯基（Pawe? ?wis?owski）|马留什·库利克（Mariusz Kulik）|克日什托夫·皮亚泰克（Krzysztof Pi?tek）|阿加塔·斯塔德尼克-富托马（Agata Stadnicka-Futoma）|马尔戈扎塔·拉伊富尔（Ma?gorzata Rajfur）
奥波莱大学（University of Opole）自然科学与技术学院生物研究所，植物学与生物监测系，B. 康明卡街6号6a，邮编45–032，波兰奥波莱
摘要
Tussilago farfara（蒲公英）是一种原产于欧洲的多年生植物，被用于草药医学。在其作为先锋物种的替代生境中，这些地区受到重金属污染的影响。
本研究的目的是调查不同地点和植物部位中选定金属（Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb）的污染水平。样本采集自波兰南部和东南部的33个地点，这些地点受到不同程度的人为影响，以评估所采集的材料是否可能对人类健康构成威胁。金属含量通过原子吸收光谱法（AAS）进行测定，并计算了生物富集因子（BCF）。
研究显示金属在植物各部分之间的分布存在明显差异：地下部分的Mn和Fe浓度较高，而Ni、Zn、Cd和Pb在花序中的浓度略高；Cu在各植物部位之间的差异不大。镉是唯一表现出强烈积累的元素（BCF = 1.44），而其他元素的积累程度为中等或较低。对于大多数分析物来说，植物各部分的平均积累水平为（BCF）：Cu 0.76、Ni 0.13、Zn 0.65、Pb 0.47、Mn 0.4、Fe 0.13。只有镉表现出强烈的积累（BCF 1.44）。
引言
基岩是自然界中重金属的来源之一；然而，这些重金属也通过人类活动释放到环境中[1]。由于它们的高毒性、在食物链中的传播能力以及不可生物降解性，它们对生态系统构成了生态威胁[2]。Kabata-Pendias和Pendias[3]根据危害程度对这些元素进行了分类，将它们分为：潜在危害极高的金属（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn）、高危害的金属（Mo、Mn、Fe）、中等危害的金属（Ni、Co）和低危害的金属（Sr、Zr）。这些元素浓度的增加主要是由于工业的发展、农业的集约化以及交通运输。在这些过程中，重金属通过内燃机排放、轮胎磨损和制动系统的摩擦以及车辆部件的腐蚀进入环境[4]。例如，大量Zn、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni和Pb来自轮胎磨损产生的灰尘，其中Zn是最丰富的重金属[4],[5]。
植物具有积累重金属的能力[1],[6]。它们具备多种适应性功能，使其能够在受污染的环境中生存。例如，它们可以通过根部分泌物结合重金属，并将其储存在细胞壁中，或在细胞质中螯合它们，或将其隔离在液泡中[2]。沉积在植物组织中的重金属构成威胁，因为它们可以在食物链中传播，尤其是在用于药用目的的植物中[1],[7]。
Tussilago farfara（蒲公英）是菊科（Asteraceae）的一种根茎多年生植物，属于单型属。该物种的原生范围覆盖欧洲、亚洲大部分地区以及非洲。它主要被引入北美、印度和东亚国家[8]。在波兰也非常常见。其分类学归属仍存在争议，例如在马图斯基维奇（Matuszkiewicz）的研究中[9]，它被归类为Senecioni-Tussilaginetum或Poo-Tussilaginetum群落的特征物种。作为一种先锋物种，它主要生长在路边、黏土坡地、耕地、休耕地、河岸的砾石地带，以及受到人类活动严重影响的后工业区或工业垃圾填埋场[1],[10]。蒲公英具有长的地下匍匐茎。春季时，它会发育出覆盖有叶鳞的开花茎，高度可达20厘米，并在结果期延长至30厘米。金黄色的管状舌状花聚集在茎的顶端形成单朵花序。真正的叶子稍后出现，呈圆形至心形，直径可达20厘米。叶片边缘有浅锯齿。叶片最初有白色绒毛，随时间逐渐变得光滑[11]。T. farfara是传统医学中最古老的草药之一。该植物使用的部分主要是叶子（Farfarae folium）和花朵（Flos Farfarae），尽管在美国也会使用根部[12]。它主要被用作止咳药和治疗阻塞性肺部疾病（如哮喘、支气管炎）。叶子还用于治疗各种疾病，包括新鲜或化脓性伤口和溃疡，改善消化功能，以及作为镇痛剂[13],[14]。
野生植物常用于药用目的，人们通常认为天然药物优于合成药物，但并未意识到它们可能受到重金属的污染。研究表明，一些药用植物会积累有害量的重金属。例如，Matricaria recutita或Hypericum perforatum会在茎部积累高浓度的重金属[15]，而Thymus serpyllum的根、茎、叶和花序中积累相对较高的Zn和Pb含量[16]。作者建议不要使用从野外采集的这些植物进行草药治疗。T. farfara还在土地修复中发挥作用，通过结合土壤颗粒来防止侵蚀并稳定土壤[1],[17]。
部分摘录
研究区域
2024年春季，在33个具有不同程度人为影响的路边地点采集了土壤和植物样本（图1）。采样地点的确定主要基于是否存在开花的蒲公英以及主观估计的人类影响程度，这些因素包括：是否有交通繁忙的道路、铁路轨道、工业设施、垃圾填埋场等
土壤中的金属含量特征
大多数地点的土壤中Cu浓度不超过20毫克/千克干物质（d.m.）。最高浓度出现在地点4，达到150毫克/千克干物质。镍的浓度也类似，大多数地点超过10毫克/千克干物质，但低于19.17毫克/千克干物质。最高镍浓度（122.65毫克/千克干物质）出现在地点4。最高的Zn浓度出现在地点14，地点19的浓度也达到了123.18毫克/千克干物质
土壤中的金属含量
在人类活动影响较大的地点群体中，锌、锰和铅的浓度显著较高。这证实了我们基于视觉特征对生境的潜在污染进行的分类可以作为初步分类工具。地点9和12观察到的较高 manganese 浓度可能反映了当地特有的输入因素。除了路边排放外，附近农业活动也可能导致这些金属的释放
结论
- 1.
在人为压力较大的地点采集的样本中，土壤中的重金属浓度最高。Cu、Zn、Pb 和 Mn 的差异尤为显著。根据环境部的规定[22]，大多数土壤中的金属浓度未超过允许值，但铜和镍的记录峰值超过了允许标准。
- 2.
在镉的情况下
CRediT作者贡献声明
马尔戈扎塔·拉伊富尔（Ma?gorzata Rajfur）：撰写、审稿与编辑、验证、监督、资源提供、方法论制定、研究实施。阿加塔·斯塔德尼克-富托马（Agata Stadnicka-Futoma）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、可视化、研究实施。马尔戈扎塔·亚兹瓦（Ma?gorzata Ja?wa）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论制定、数据管理、概念化。马留什·库利克（Mariusz Kulik）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、研究实施。帕维尔·什维斯沃夫斯基（Pawe? ?wis?owski）：撰写、审稿与编辑
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究由奥波莱大学国际研发中心（MCBR UO）完成，该中心是欧盟区域发展基金（RPO WO 2014-2020，Action 1.2 Infrastructure for R&D）项目下的联合资助项目。协议编号为RPOP.01.02.00-16-0001/17-00，签署日期为2018年1月31日。
