Beyond single-element toxicity: chromium-salinity interactions, food-chain transfer and mitigation in sugarcane agroecosystems

甘蔗土壤中的铬污染通常与制革废水、电镀废水、造纸厂废水、酒糟灌溉和滤泥带入的伴生金属及盐分复合存在。因此，单一元素毒性评估无法对其暴露状况作出符合实际的评价。本文综述了铬在甘蔗土壤、根系、茎秆及蔗汁中行为的研究进展。铬的迁移性取决于土壤pH和氧化还原电位（Eh），而盐分通过离子强度和氯络合作用对其施加额外调控。连续提取和形态分析表明，生物有效态组分对植物毒性的意义大于总铬浓度。Cr(VI)通过模拟含氧阴离子经硫酸盐和磷酸盐转运蛋白进入根系，这一机制不同于其他利用离子通道的金属离子，而盐诱导的PHT1表达可能调控该途径，但尚未在甘蔗中验证。在替代物种中，铬与盐分复合暴露引起的活性氧产生和膜损伤超过单一胁迫诱导的水平，而在甘蔗中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、丙酮酸磷酸双激酶和光系统蛋白的下调目前仅在单独盐胁迫下得到证实。两种胁迫是否在甘蔗C4碳同化过程中发生交互作用仍未经检验。在多数已考察的位点，铬从根系向茎秆的转移量较低，但并非所有位点均如此；在所评估的四项田间研究中，有两项显示可检测到的铬到达蔗汁，其浓度已使危害商数超过1。蔗渣生物炭、负载纳米零价铁（nZVI）的生物炭、耐盐铬还原微生物以及基于氧化还原反应的水分管理均可降低铬的生物有效性，但甘蔗田间试验尚属缺乏。有必要开展考察铬行为随盐度梯度变化的析因实验、蔗汁水平上的形态分析以及宿根蔗田间试验。