Måltidsekologprogrammet
Örebro
universitet
Upptag av bly, kadmium, tallium, torium och
uran i vete, råg, sallat och potatis - resultat från
en litteraturstudie och ett dosförsök
Datum: 18 Aug 2014
Författare: Bengt Hallberg
Kursnamn: Biologi C, Självständigt arbete
Handledare: Stefan Karlsson
Kursnummer: BI3007
Examinator: Alf Ekblad
Betygsbedömd den:
Betyg:
Abstract
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 K
d
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.
Keywords: wheat, potatoes, rye, lettuce, lead, cadmium, thallium, thorium, uranium
Sammanfattning
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 K
d
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.
Nyckelord: vete, potatis, råg, sallat, bly, kadmium, tallium, torium, uran