1、生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第 17 卷 第 6 期 2022 年 12 月Vol.17,No.6 Dec.2022 基金项目:国家自然科学基金资助项目(41977122);农业农村部农业生态环境保护专项(2110402);江苏省食品质量安全重点实验室开放课题(028074911709)第一作者:靳拓(1989),男,博士,高级农艺师,研究方向为农业生态环境保护,E-mail: *通信作者(Corresponding author),E-mail:DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20211130002靳拓,许丹丹,薛颖昊,等.我国
2、 59 个长期覆膜样地的表层土壤中邻苯二甲酸酯污染状况分析J.生态毒理学报,2022,17(6):462-471Jin T,Xu D D,Xue Y H,et al.Analysis of phthalate esters pollution in 59 topsoils of long-term film mulching plots in China J.Asian Journal of Eco-toxicology,2022,17(6):462-471(in Chinese)我国 59 个长期覆膜样地的表层土壤中邻苯二甲酸酯污染状况分析靳拓1,2,许丹丹2,薛颖昊2,习斌2,孙建鸿2,彭
3、可为1,张杰3,金德才4,*1.湖南农业大学资源环境学院,长沙 4101282.农业农村部农业生态与资源保护总站,北京 1001253.湖南省花垣县农业农村局,湘西土家族苗族自治州 4164994.中国科学院生态环境研究中心,北京 100085收稿日期:2021-11-30 录用日期:2022-02-16摘要:随着地膜在农业生产上的广泛应用,邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染不可忽视。为了评估我国具有农膜覆盖历史的农田土壤中 PAEs 的污染状况,本研究采用气相色谱-质谱联用法对采集的 59 个土壤样品中的 6 种 PAEs 化合物含量进行了检测分析。结果表明,59 个土壤样品中检测出 5 种 P
4、AEs 化合物,邻苯二甲酸二乙酯(DEP)未检出。6 种 PAEs 的总含量为 0.221 4.304 mg kg-1,平均值为 0.433 mg kg-1。其中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)这 3 种单体是土壤中主要的 PAEs 污染物,检出率均为 100%,平均含量分别为 0.162、0.134 和 0.101 mg kg-1。参照美国优先控制 PAEs 化合物的控制标准,35.60%的土壤样品 DBP 含量超过控制标准,表明调查的农田土壤已存在一定程度 PAEs 污染风险。与其他地区农田土壤相比,覆膜历史较长的农田土
5、壤中 PAEs 处于同一污染水平。由于该类污染物能够被农作物吸收,其潜在的农产品质量安全风险仍需要特别关注。关键词:邻苯二甲酸酯;土壤;污染水平;长期覆膜文章编号:1673-5897(2022)6-462-10 中图分类号:X171.5 文献标识码:AAnalysis of Phthalate Esters Pollution in 59 Topsoils of Long-term FilmMulching Plots in ChinaJin Tuo1,2,Xu Dandan2,Xue Yinghao2,Xi Bin2,Sun Jianhong2,Peng Kewei1,Zhang Jie3,
6、Jin Decai4,*1.College of Resources and Environment,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China2.Rural Energy and Environment Agency,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Beijing 100125,China3.Huayuan Agricultural and Rural Bureau,Hunan Province,Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefectur
7、e 416499,China4.Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085,ChinaReceived 30 November 2021 accepted 16 February 2022Abstract:With the widespread application of mulch film in agriculture ecosystem,the pollution of phthalates(PAEs)cannot be ignored.In orde
8、r to assess the pollution status of PAEs in the farmland soils that had long history第 6 期靳拓等:我国 59 个长期覆膜样地的表层土壤中邻苯二甲酸酯污染状况分析463 of agricultural film mulching,the contents of 6 PAE compounds in 59 collected soil samples were measured by gaschromatography-mass spectrometry.The results showed that 5 PA
9、E compounds were detected in 59 soil samples,while only DEP was not detected in all samples.The concentrations of 6PAEs ranged from 0.221 to 4.304 mg kg-1,with an average concentration of 0.433 mg kg-1.Among them,DEHP,DBP and BBP were the major PAEspollutants in the soil.The detection rates of these
10、 three PAEs were 100%,and their average contents were 0.162,0.134 and 0.101 mgkg-1,respectively.Based on the control standards of priority pollutants of PAEs(US EPA),DBP content in 35.60%of all soil samples exceeded this control standard,implying that these soils had some pol-lution risks.Compared w
11、ith soils in other agricultural regions,the pollution of PAEs in farmland soils with a longhistory of film mulching could be at the same level.Because these pollutants can be absorbed by crops,their agri-cultural product quality and safety risks require special attentions.Keywords:phthalate esters;s
12、oils;pollution level;mulch film 随着我国经济的发展,塑料类制品得到广泛使用。邻苯二甲酸酯(PAEs)作为塑化剂被大量应用于食品包装、装修材料、医疗器械、化妆品和玩具等各种日用产品中,也作为地膜被广泛用于农业的生产活动中1。由于 PAEs 和塑料制品间非紧密结合,PAEs 很容易游离到周边环境当中2。目前,塑化剂已经成为全球性的环境污染物,在河流、湖泊、土壤和空气等环境介质中检均能测出不同程度的塑化剂污染3-4。由于塑化剂可通过吸入、摄入或皮肤吸收进入人体,在人的血清、尿液、母乳以及其他生物组织中均检测到塑化剂的存在5。PAEs 作为一类环境激素类化合物,在人体内
13、具有类似于雌性激素作用,不但可导致内分泌紊乱,而且具有胚胎毒性、生殖毒性和遗传毒性6,同时生活在 PAEs 污染水平高的环境中会增加人们患病的概率,如 Yang 等7发现PAEs 暴露是促进肌肉减少症发生的一个重要因子;Zhang 等8发现室内灰尘中的 PAEs 浓度和儿童哮喘症状呈正相关,尤其在女孩当中更为显著。目前邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)6 种 PAEs 已被美国环境保护局(US EPA)列为优先控制污染物,我国也将其中的 3
14、 种邻苯二甲酸酯类化合物(DMP、DBP和 DNOP)列为优先控制的有毒污染物9。据统计,我国每年塑料地膜使用面积高达1 500万 hm2左右,是世界上塑料地膜使用量最多的国家,地膜覆盖在农田保温保湿、促进农作物产量等方面发挥了重要作用,然而其中的添加成分如塑化剂也对农田环境造成了污染。近年来关于覆膜农田土壤的 PAEs 污染调查较多,如郑顺安等10调查发现,在西北地膜高投入的 5 个典型县,土壤中 6 种优先控制的 PAEs 含量为 0.103 1.117 mg kg-1,均值为(0.5320.175)mgkg-1。易鸳鸯等11采集了新疆五家渠地区不同地膜使用年限的棉田土壤样品,对 6种优先
15、控制的 PAEs 含量进行了检测,结果表明,土壤样品中 6 种 PAEs 总量范围为 1.360 4.490 mgkg-1,均值为(2.7700.919)mgkg-1。然而,目前对我国不同覆膜年限的农田土壤的 PAEs 污染状况研究仍然很少,或者仅集中于一个地点的样品分析。本文选择我国 59 个不同覆膜年限的农田作为研究对象,采集农田土壤样品并采用气相色谱质谱联用方法对土壤中 6 种 PAEs 化合物进行检测,重点对其含量水平、组成情况及分布特点进行了分析,并对其污染风险进行了评估,旨在为我国覆膜农田土壤污染管控工作提供参考依据。1 材料与方法(Materials and methods)1.
16、1 土壤样品采集在实地调研的基础上,选择我国 28 个省份/自治区的长期覆膜农田,布设表层土壤采样点 59 个,具体采样点位信息如表 1 所示。2019 年 5 月采样,先对采样点表层进行清扫,采用五点法采集土壤样品,混合成一个样品,每样点所采土样约 1 kg,记下样点实际地理位置和种植作物等基本信息。土壤样品带回实验室后自然风干,除去小石子、杂草等外源物质,过 1 mm 的不锈钢筛,处理好后,置于棕色玻璃瓶中保存,等待实验室分析。同时,通过走访交谈、问卷调查等手段,获得农田土壤覆膜信息。1.2 仪器与试剂Thermo Scientific ITQ 900 气相色谱质谱联用仪(美国);RE-52AA 旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂,中国);KQ-100KDE 超声波清洗器(昆山市超声464 生态毒理学报第 17 卷仪器有限公司,中国);Mixplus 旋涡混合器(合肥艾本森科学仪器有限公司,中国)。6 种邻苯二甲酸酯类化合物混合标液(坛墨质检科技股份有限公司,北京,中国),浓度为 1 000 gmL-1,包 括 DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP 和DNOP;正己烷、乙酸乙酯和二
