(一)植物对F的吸收和迁移

植物对土壤氟吸收和富集一直是人们关注的课题(吴代赦等2008)。通常情况下食物(植物)不是人体摄入F的主要途径。在pH为中性的土壤中，土壤氟污染导致植物和动物毒害的可能性较小；但是当污染程度和土壤酸度增加时，土壤氟污染会对动植物产生明显的毒害。在氟病发生地的某些人群，通过食物摄入的氟可能会相当可观。关于土壤氟生物有效性与植物吸收积累氟的研究一直是环境土壤学研究中关注的一个间题。虽然在很多情况下土壤中氟对植物的有效性与土壤全F或可溶性F的含量并无显著的相关性。然而，在一定条件下，植物中的含氟量可基本反应土壤中氟的含量(水溶态和交换态)，例如洛阳市郊区蔬菜中的氟含量为4.71～17.83 mg/kg，白菜、青菜、菠菜和韭菜中的氟含量与土壤的水溶性氟含量呈极显著相关，生菜、香菜中的氟含量与土壤的水溶性氟含量呈显著相关(朱书法等2008)。土壤中F的可溶性部分可由根被动吸收，在植物体内易于迁移。多数情况下，F的有效性随土壤pH的降低而升高，这一情况正好与土壤水溶性氟随pH的升高而增加的情况相反，这种情况的产生可能与在低pH条件下氟以非离子态形式存在而易于透过细胞膜有关(Horner et al. 1995)，因此通过施用石灰可以有效地减少植物对氟的吸收。Fung等(2002)研究表明茶叶中氟含量随土壤pH升高而降低，当土壤pH大于4时茶叶中氟的含量显著降低。茶树是常见的富氟植物，饮茶已成为我国许多地方人群氟摄入的重要途径。我国不同产地砖茶的含氟量有一定的差异(孙玉富等2002)，平均含量在260～880 mg/kg，而绿茶的含氟量通常比红茶和砖茶要低一些，平均含氟量在70 mg/kg左右。

氟的过多吸收会对植物产生毒害作用。土壤氟污染对作物的危害是慢性积累的生理障碍过程。氟能抑制作物的新陈代谢、呼吸作用及光合作用，抑制新陈代谢过程中马来酸脱氢酶的活性。氟对作物的危害主要表现为干物质积累量少、产量降低、分蘖少、成穗率低和光合组织受损伤，出现叶尖坏死，叶绿退色变为红褐色。Kundu等(1987)的研究表明，随着土壤中氟加入量的增大，小麦干物重减少，对土壤中的总磷和肥料磷的吸收量亦减小，但吸收肥料P的比例却增大了。在低磷处理时，氟的毒害增大，随着土壤施p量的增多，F毒害的相对程度倾向于减缓。氟污染土壤增加了金属Al的溶解性，导致F、Al对植物的双重危害。对不同浓度的F和在不同培育时间，两种不同土壤中的提取性和小麦吸收F的影响研究表明，在砂壤土和黏壤土中，F的可提取性均随添加F的增加而线性上升，但随培育时间的延长而降低。当土壤中添加F的浓度超过40 mg/kg时，减少了小麦谷粒的产量，而＞80mg/kg时，麦秆产量亦有减少。小麦谷粒中F的浓度随土壤F浓度的增加而呈指数增加，F的临界限量为8～11mg/kg，超过此值小麦产量将受到不良影响(Singh et al. 1993)。

虽然植物能较容易地从污染土壤中吸收F，但土壤中F的生物可利用性比大气沉降的F化合物生物可利用性要小；植物对大气沉降氟的吸收主要是通过叶面吸收。大气中F的叶面吸收是随其他气体进入叶中的渗透途径进入的，在自然条件下，多数植物叶表面上的气孔和裂口均可促进叶片对F的吸收。由F引起的植物污染的生物学研究表明，当植物经由根吸收F时，植物一般不出现氟毒性的症状；而大气中的F，特别是以氢氟酸存在时是非常有毒的。F对植物代谢的主要影响包括氧吸收减少、呼吸作用失调、同化作用减少、叶绿素含量降低、淀粉的合成受阻、焦磷酸酶的功能受抑制、改变细胞器官的新陈代谢、损害细胞膜、DNA和RNA失调以及氟磷灰石的合成等。

(二)氟对生物的影响

几百年前人们已注意到火山爆发后，F对动物产生毒性的症状。20世纪人们就认识到植物可吸收火山喷发时散发出来的F，并通过食物链把氟转移给动物，例如1970年冰岛Hekle火山爆发后，人们立即收集草本植物的样品进行分析，结果发现了植物中F的含量高达 4300mg/kg(干重)。植物F浓度的增加对动物产生的影响最大，因此饲料作物中F含量似乎比其他植物中的含F量具有更大的生态利害关系。植物中的氟对动物的影响备受关注。目前对植物氟中毒的阀值尚无统一的意见，一般认为是30～40mg/kg(干重)。高耐氟动物(例如羔羊和火鸡)食用含氟量较高的饲料也不会受害。牧牛除了牧草成为氟的来源外，直接摄取含氟量较高的淤泥和土壤亦是氟的重要来源。

实验表明，在低氟量时，土壤腐殖质的氮矿化、碱性磷脂酶(APA)和芳基硫酸酯酶(ASA)的活性即受到抑制(表4-11)，这是因为Al-F化合物的形成所致；另外，氟也影响脱氢酶(DHA)的活性，脱氢酶活性的测定是标志土壤潜在微生物活性的较敏感方法；氟能抑制土壤纤维素的分解，亦能抑制土壤硝化作用、呼吸强度以及土壤酸性磷酸酯酶的活性。

表4-11 氟化钠对有机土壤酶活性的影响(以占未用NaF处理的百分比表示)

铝厂附近大气F沉降对土壤微生物生物量影响的研究表明，土壤水溶性F的含量反映了F暴露的程度，距离污染源越远，土壤微生物活性越大，微生物生物量、脱氢酶和芳基硫酸酯酶的活性与土壤水溶性F呈负相关。在大部分污染土壤中，微生物活性仅为未污染土壤的5％～20％。然而，HF对一些同功酶(例如酸性磷酸酶和脱氢酶)具有显著的刺激作用，但其他酶却受到抑制。用活体观察法对甘肃省白银市氟化物生产废水污灌土壤进行了研究(刘娜等2008)，与对照土壤中原生动物群落的比较表明，氟化物污染对原生动物群落有很大的影响，体现在物种多样性显著下降，群落结构简单化，物种组成与正常群落有着极显著的差别。

氟污染对动物健康亦有明显的影响，通过对宁夏一养牛场奶牛的饮水、饲料、土F、土Se、土Cu、血F、毛F、尿F、血Se和血Cu的检测，证实了该奶牛场含氟偏高，从而影响了奶牛的产奶量和繁殖能力。