Uptake of Lead, Cadmium, Thallium, Thorium and Uranium in Wheat, Rye, Lettuce and Potatoes - Results from a Literature Review and a Dose Study

Denna studie behandlar upptaget av de hälsovådliga metallerna bly, kadmium, tallium, torium och uran i några viktiga grödor som vete, råg, potatis och sallat som används för humankonsumtion. Syftet var att studera faktorer och mekanismer som kan påverka grödornas upptag av dessa metaller. Målsättningen var även att utröna hur stor påverkan dessa faktorer har på grödornas upptag av Pb, Cd, Tl, Th och U. En litteraturstudie visade att de domesticerade grödorna vete, potatis, råg och sallat tar upp Pb, Cd, Tl, Th och U. Upptaget är störst hos sallat och potatis, förhöjda koncentrationer i åkermarken medför därför en ökad risk för att hälsovådliga koncentrationer återfinns i grödan. En ökad metallkoncentration av dessa grundämnen i marklösning och odlingssubstrat ger oftast högre metallkoncentrationer i aktuell gröda. De högsta koncentrationerna återfinns oftast i rötterna. Oorganiskt fosfatgödsel kan innehålla Pb, Cd, Tl, Th och U beroende på typ av råvara. Studier visar att fosfatgödsels kadmiuminnehåll åtminstone ger en ökad kadmiumhalt i grödor som råg, vete, potatis och sallat. En ökad användning av fosfatgödsel tycks även ge högre halter av torium och uran i vete. Stallgödsel från nötkreatur kan minska upptaget av bly och kadmium och arbuskulär mykorrhizasvamp kan binda metaller som bly och kadmium till rotvävnader och på så vis minska upptaget i växtdelar som används för humankonsumtion. Vetes upptag av kadmium och uran studerades i en experimentell hydroponisk dosstudie. Resultaten från den experimentella studien indikerade att förhöjd kadmiumhalt och urankoncentration i näringslösning kan ha gett upphov till förhöjda halter i vete, vilket i sin tur kan ha påverkat plantans tillväxt. I uranprovserien fastställdes att perlit tog upp uran. Utifrån data från försöken beräknades fördelningskonstanten Kd för löst uran/uranhalt i perlit. I denna provserie visade beräkningar att roten genom en aktiv process tog upp uran från näringslösningen. Resultaten indikerar att det finns risker med att äta grödor som odlats i jordar med höga halter av Pb, Cd, Tl, Th eller U. Hälsovådliga koncentrationer kan nås utan att något synligt symtom på kontaminering eller förgiftning hos grödan.This study deals with the uptake of noxious metals lead, cadmium, thallium, thorium and uranium in some important crops such as wheat, rye, potatoes, and lettuce that are used for human consumption. The aim was to study factors and mechanisms that influence crop uptake of these metals. Another objective was also to define the impact of these factors on crop uptake of Pb, Cd, Tl, Th and U. According to a literature review domesticated crops such as wheat, potatoes, rye, and lettuce take up Pb, Cd, Tl, Th and U. Lettuce and potatoes are the crop with the highest uptake. Elevated metal concentrations in arable land therefore entails a greater risk for harmful concentrations found in potato and lettuce. Increased concentrations of these elements in soil solution and growing medium usually give higher metal concentrations in the current crop. The highest concentrations are found mostly in the roots. Phosphate fertilizers may contain Pb, Cd, Tl, Th and U depending on the type of raw material used for manufacturing. Studies show that the cadmium content in phosphate fertilizer can give an increased cadmium content in crops such as rye, wheat, potatoes and lettuce. An increased use of phosphate fertilizers also appears to give higher levels of thorium and uranium in wheat. Animal manure from cattle may reduce the uptake of lead and cadmium and arbuscular mycorrhizal fungi can bind metals such as lead and cadmium to rot tissues and thus reduce the accumulation in plant parts used for human consumption. Wheat uptake of cadmium and uranium was studied in an experimental hydroponic dose study. The results of the experimental study indicated that elevated cadmium and uranium content in the nutrient solution increased the content of the element in the plant, which in turn may have affected the growth of the plant. The uranium sample series showed that perlite adsorbed uranium. Based on data from the trials the distribution constant Kd for dissolved uranium / uranium content in perlite was calculated. The results from the uranium sample series showed that the root through an active process took up uranium from the nutrient solution. The results indicate that there are risks associated with eating crops grown in soils with high levels of Pb, Cd, Tl, Th and U. Hazardous concentrations may be reached in the crops with no visible signs of contamination or poisoning