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土壤-植物系统中塑化剂和阻燃剂的吸收与代谢

17、土壤科学与环境健康 > 专题9：新型污染物的土壤环境行为及其污染控制

阻燃剂和塑化剂是塑料工业中广泛使用的人工合成化学品，已经被认为是内分泌干扰物。[1,2] 它们主要用于增加材料的阻燃和增塑性能，但会在生产、使用和回收的过程中释放到环境中。土壤中普遍含有这两种污染物，尤其是设施农业中大量塑料薄膜的使用，使得农田土壤中普遍存在着塑化剂污染，含量达到了μg kg −1水平。尽管阻燃剂并不会像农药直接施用于农田，但因其在环境中的持久性和迁移能力，仍然能够在土壤-植物系统中赋存、吸收和转化，并可能通过食物链给人类带来健康风险。本研究报道了塑化剂和卤代阻燃剂在“土壤-植物”系统中的吸收、转运、转化和累积等行为。主要包括以下三个内容：
1. 邻苯二甲酸酯塑化剂(PAEs)在“土壤-植物”系统中的吸收和代谢。[1] ①胡萝卜、草莓、生菜等可食用植物可以从根部吸收PAEs。②植物细胞实验和植株实验同时表明，PAEs被植物摄取后很容易转化为单酯产物（MPEs）。③MPEs比其母体PAEs更容易被植物吸收且向上传输，但其转运系数均低于1。⑤MPEs比PAEs更易消失，其半衰期更短。该研究表明，由于污染物代谢产物的毒性可能比其母体更高，当评估农田中的有机污染物通过食物摄入途径产生暴露风险时，有必要同时考虑其代谢产物。
2.新型溴代阻燃剂（NBFRs）和得克隆(Dechlorane plus)在温室“土壤-蔬菜”中的吸收和累积。[2,3] ①背景条件下，温室番茄和黄瓜中8种NBFRs的平均浓度为2.8和3.8 ng g−1。②温室蔬菜的BCFs在0.6至6.3之间，明显高于常规蔬菜。③尽管得克隆等阻燃剂具有高Kow值，但其仍然能够被迁移至地上部分，且累积于果实中。该研究表明，即使是背景条件下，温室农田中仍然存在着阻燃剂污染，且会进入食物链，而温室土壤中的阻燃剂相对更容易被蔬菜所吸收和累积。
3.溴酚（2,4-DBP）在胡萝卜植株和细胞两个体系中的吸收和代谢。[4] ①2,4-DBP在活体植株中被快速吸收，更易富集于胡萝卜根部，且难以从根部向上传输。②在植物细胞中，2,4-DBP同样被快速吸收，半衰期为10.8 h。③通过高分辨质谱在胡萝卜细胞萃取液中检测并鉴定8种代谢产物，并推断2,4-DBP在胡萝卜中可能的代谢途径。④阐述糖苷化产物的生成动力学，发现约9.3%的2,4-DBP被转化为2,4-DBP呲喃葡萄糖苷。⑤糖基转移酶的活性与2,4-DBP呲喃葡萄糖苷的生成呈正相关，表明糖基转移酶参与了2,4-DBP与葡萄糖的直接缀合II相代谢反应。因此，当评价有机污染物在植物上的转化过程及其生态风险时，不但应该关注其I相代谢产物，而且应进一步关注糖苷化等II相代谢产物。
关键词：新型溴代阻燃剂；邻苯二甲酸酯；农田土壤；植物吸收；植物代谢