近年来Cd污染环境问题日趋严重，镉(Cd)是一种毒性极强并广泛存在于环境中的有害元素，容易通过食物链的富集作用危及人类健康，查明镉(Cd)的污染源并从源头上加以控制，对实施污染治理改变环境现状具有十分重要的意义。同位素示踪法在解决这种多源体系混合污染方面，具有其它地球化学方法无法比拟的优势。植物修复作为一种低投资、高产出、环境效益好的方法，已被证明是一项非常有应用前景的污染处理新技术，并起着越来越重要的作用。将同位素技术与植物生理学相结合，利用Cd同位素技术来示踪Cd元素在环境-植物系统（镉超富集植物和耐性植物）以及植物各部位的运移，为研究植物富集机理、耐性机理提供了新的方法，对进一步寻找超富集植物和耐性植物以及更好地修复污染土壤具有重要意义。　　本研究通过探明影响Cd同位素纯化分离的主要因素，优化植物中Cd同位素的测试方法，以Cd的超富集植物龙葵和耐性植物蓖麻为研究对象，研究Cd在龙葵及蓖麻体内与外部环境的分布特征和Cd同位素的分馏特征，解析Cd在龙葵及蓖麻体中的迁移转化机制以及富集特征。论文取得的主要成果如下:　　(1)建立了一种适合植物样品Cd同位素纯化分离的前处理方法。通过一系列的条件实验，确定了分离植物中Cd的最佳流程和条件，其条件实验包括:对不同淋洗方法、离子柱内径、树脂量、样品量中Cd纯化分离效果分析;评估不同消解方式对植物Cd纯化分离效果的影响。运用此纯化分离前处理方法所提取出的植物中Cd回收率高于95％，并且可以将样品中Cd同位素的其他干扰离子有效去除。　　(2)测试过程稳定，样品重现性较好，测定结果准确。通过对4个Cd标准溶液以及8个植物样品的反复测定，并对影响Cd同位素测定精度的因素（同质异位素干扰和仪器的质量分馏）进行评估，结果发现一级标准Spex Cd标准溶液的长期重现性δ114/110Cdspex为±0.09‰(2SD，N=214)，测试过程稳定;二级标准Müster Cd标准溶液的重现性δ114/110Cdspex为±0.08‰，植物样品的重现性δ114/110Cdspex为±0.01‰～±0.10‰，样品的重现性较好;Münster Cd标准溶液δ114/110Cdspex为+4.53±0.08‰，Cd同位素测试结果与国际同行一致，测定结果准确;首次测定Spex-1 Cd标准溶液和GSB Cd标准溶液，其Cd同位素组成δ114/110Cdspex分别为-1.07±0.06‰、-0.56±0.03‰，方便了与同行测试结果对比。　　(3)通过对不同Cd浓度胁迫下Cd超富集植物龙葵和Cd耐性植物蓖麻各组织体以及营养液中Cd同位素组成的测定，结果发现:相对于营养液，两种植物组织体（根、茎、叶）均富集较轻Cd同位素，植物体优先吸收轻Cd同位素，在Cd的生物地球化学循环中，植物吸收是同位素变化的一个重要因素，自然界中植物代表了一个重要的Cd同位素源;两种植物由茎到叶中Cd同位素的变化(δ114/110Cdleaf-stem)不相同，相对于茎，蓖麻叶片中Cd同位素富集轻Cd同位素，而龙葵叶片中富集重Cd同位素，这可以作为研究Cd在超富集植物和耐性植物中不同富集机制的突破口;植物各组织体中Cd同位素分馏的幅度及变化趋势均受营养液中Cd浓度的影响。　　(4)通过对不同Cd浓度胁迫下龙葵及三个蓖麻品种富集及耐性特征研究，结果发现:植物地上、地下部分富集能力最强的是龙葵，其次是蓖麻5号和蓖麻8号，蓖麻6号富集能力最弱;低浓度时，龙葵的转运能力远高于蓖麻，但是随着浓度的升高，其向上转运能力又低于蓖麻的转运能力;此外，龙葵耐性指数低于蓖麻，而三个蓖麻品种中蓖麻8号的耐性指数最低，在低Cd浓度时，蓖麻6号耐性指数最强，高Cd浓度时，蓖麻5号耐性指数最强。　　(5)通过对不同Cd浓度胁迫下龙葵及三个蓖麻品种幼苗的光合特性以及元素吸收研究，结果表明:Cd胁迫对龙葵和蓖麻叶片中的叶绿体未造成损伤;Cd胁迫抑制了蓖麻和龙葵中Mg、K和Mn的吸收，促进了Ca、Fe、Cu和Zn的吸收。　　(6)通过对蓖麻6号的分根及切根研究，结果表明:蓖麻6号体内的mCd具有同侧运输并且逐步向上积累的现象，主根系吸收的Cd对茎的影响不大，而对最顶端叶片的影响比较大，说明了韧皮部在Cd长距离运输中具有重要的作用;另外，蓖麻6号体内111Cd的运输具有水平运输效应，因此，优先同侧运输的基础上，主根中的Cd会向未加111Cd一侧的叶片中迁移，在这个过程中茎起到了中转站的作用。