采矿业、制造业和人工合成产品（如农药、涂料、电池、工业废弃物等）可能导致城市和农业用地被有毒金属污染。这些金属会自然而然出现，但毒性不强。然而，当受外部污染物的影响，数量超过一定水平时，就会出现土壤污染，农作物也会受到污染。在土壤中，这种金属堆积过量，会危害到人类和其他动物的生存。而且，随着食物链的转移作用，接触这类有毒金属是种慢性中毒。
日本岩手大学学者Md. Zahidul Haque等人提到，镉（Cd）是日本富山县痛痛病的病因，是该国危害性最大的金属之一。以无机形式存在于大自然中的Cd，是火山喷发和岩石风化的结果。不吸烟的人，接触到金属镉主要是通过食物。饮食过后，人体吸收镉的量相对较低（3%~5%），但它能够沉积于肾脏和肝脏中，有着很长的生物半衰期（10~30年），还能导致骨质脱钙，要么直接破坏骨质，要么因为肾功能衰退产生间接影响。
大豆是全球重要的作物，可以提供油脂和蛋白质，也是一种多用途的食物，日本料理的核心成分之一。在日本一项大型的农产品调查中，学者发现16.7%的大豆中含有超过0.2mg／kg的镉，49.4%的大豆中含有超过0.1mg／kg的镉，达到了国际食品规范委员会允许的最大值。
因此，尽量减少从污染的土壤中吸收镉、增加大豆种子的生产量是必要的。学者提到，土壤层的氧化还原状态，对于避免吸收重金属和增加大豆产量都是非常重要的。科研出版社英文期刊《American Journal of Plant Sciences》（美国植物学期刊）2014年9月刊发表了日本岩手大学学者Md. Zahidul Haque等人的研究论文，学者研究的目的在于找出地下水位如何影响镉（Cd）吸收、大豆产量之间的关系。这有助于最大限度地减少有毒金属的吸收，特别是谷物中对Cd的吸收。
这项实验在日本青森县弘前大学的温室中进行，研究人员选择了不同区域的两种土壤。镉污染土壤取样于东部地区，无污染土壤取样于青森县农场，砂石取样于附近山区。土壤的物理和化学属性测量结果如表1所示。
研究中制作了三个塑料容器（61 cm × 41 cm × 63 cm），都装了以上三种样本（图1），之后，三个容器各层都装上了Eh和温度传感器，分别采用三种地下水位处理方法：1）10cm (GW-10)；2）40cm（GW-40）；3）前50天40 cm，后50天10cm，最后20天40cm（GW-40-10-40）（图2）。将土壤填充到容器中后，播种前12小时，浇灌土壤的地下水位都设定在10cm；在播种时，土壤水含量约为0.42g• g-1；播种后12个小时，地下水位按每种处理方法设定。
图3、4、5分别展示了三种地下水位处理方法的Eh值。土壤的Eh值大于300mV，表示处于氧化状态，反之处于还原状态。大豆植株积累的Cd的数量，受到土壤层氧化还原状态的影响，而这可以通过控制水位实现，即影响Cd吸收的氧化还原电位（ORP／Eh）可以通过地下水位改变。图6、7、8分别展示了大豆植株的Cd浓度。种子的Cd含量最高是GW-40-10-40的情况，茎的Cd含量最高是GW40的情况，根的Cd含量最高是GW-40-10-40的情况。表2中，可以看到大豆产量的构成，包括茎长度、茎直径、枝数量、种子／豆荚数量和种子重量。稳定的地下水位对于大豆高产十分重要，地下水的波动会减少产量。
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