论文部分内容阅读
摘要[目的]探讨地膜中酞酸酯类化合物对土壤玉米体系的污染。[方法]通过盆栽试验，研究了玉米各生育时期不同地膜残留量处理中，土壤和植株中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）含量的差异性。[结果]玉米不同发育阶段，高倍地膜残留量处理土壤和植株中DBP和DEHP含量高于低倍残留量处理。各处理土壤中DBP最低含量为0.063 mg/kg，最高含量为0298 mg/kg；DEHP最低含量为0.251 mg/kg，最高含量为4.770 mg/kg。各处理植株体内DBP最低含量为0.123 mg/kg，最高含量为0.546 mg/kg；植株体内均未检测出DEHP。[结论]该研究为农业生产过程中酞酸酯类化合物污染的环境管理提供了理论依据。
关键词地膜；酞酸酯；土壤；玉米
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）24-08299-02
Study on Pollution of Soilcorn System by Phthalic Acid Esters in Plastic Film
WANG Xiaohan， YU Lihong（College of Agronomy， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319）
Abstract[Objective] The study aimed to discuss pollution of soilcorn system by phthalic acid esters in plastic film. [Method] A plot experiment was conducted to study the contents of dibutyl phthalate （DBP） and ethylhexyl phthalate （DEHP） in soil with different residual quantities of plastic film and corn plants in various growth periods of corn. [Result] In various growth periods of corn， the contents of DBP and DEHP in the soil and corn plants rose with the increase of residual quantity of plastic film in the soil. The contents of DBP and DEHP in the soil varied from 0.063 to 0.298 mg/kg and from 0.251 to 4.770 mg/kg. In corn plants， the content of DBP ranged from 0.123 to 0.546 mg/kg， while DEHP was not detected. [Conclusion] The research can provide theoretical references for management of environmental pollution by phthalic acid esters during agricultural production.
Key wordsPlastic film； Phthalic acid esters； Soil； Corn
酞酸酯類化合物是邻苯二甲酸酯类物质（PAEs），它是苯二甲酸酐与醇类酯化反应生成的化合物，有邻位、对位和间位3种异构体，其化学结构由1个刚性平面芳环和2个可塑的非线形脂侧链组成。它是塑料中一种改性添加剂，用于增加塑料的可塑性和强度，广泛应用于塑料、服装、农药、汽车、壁纸、涂料、儿童玩具、医疗设备等产品中。酞酸酯类化合物属于环境激素类化合物和内分泌干扰物，并具有生殖毒性、胚胎毒性和遗传毒性等，并且在生物体内有极强的富集作用，对环境安全和人体的威胁极大[1]。酞酸酯作为增塑剂在塑料制品中与塑料的相溶性较好，但与塑料基质并不形成共价键，而是由氢键或范德华力相连，随着时间推移，可由塑料制品中迁移至外界环境。目前，大气、水体、土壤、生物乃至人体等自然和人类环境中，普遍发现酞酸酯类化合物的存在[2-3]。因此，酞酸酯类化合物的污染危害已经引起了国内外广大科研人员的强烈重视[4-6]。我国塑料添加剂中最常用的是邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）。笔者通过盆栽试验，研究玉米各生育时期不同地膜残留量处理中，土壤和植株中DBP、DEHP含量的差异性，以期为相关部门在农业生产过程中，对酞酸酯类化合物污染的环境管理及从业人员的健康风险评价提供理论依据。
1材料与方法
2结果与分析
2.1盐化草甸土土壤中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）含量的变化由图1可知，玉米各生育时期各处理土壤中DBP最低含量为0.063 mg/kg，最高含量为0.298 mg/kg，3倍地膜残留量处理DBP含量高于1倍残留量，1倍处理高于对照（CK）。结果表明，增加地膜残留量，土壤中DBP含量随之增加。与CK处理相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量处理土壤中DBP含量分别增加了2.0和3.54倍；出苗后60 d，分别增加了2.57和3.78倍；出苗90 d后，分别增加了3.19和4.45倍。
图1盐化草甸土土壤中DBP含量的变化2.2盐化草甸土土壤中邻苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）含量的变化由图2可知，玉米各生育时期各处理土壤中DEHP最低含量为0.251 mg/kg，最高含量为4.770 mg/kg。同一生育时期，3倍地膜残留量土壤中DEHP含量高于1倍用量，1倍处理高于对照水平。结果表明，增加地膜残留量，土壤中DEHP含量也呈增加趋势。与CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量土壤中DEHP含量分别增加了5.19和7.67倍；出苗60 d后，分别增加了6.97和11.94倍；出苗90 d后，分别增加了11.40和17.95倍。与王冬莹等[7]推算的我国农田土壤中DBP和DEHP的临界浓度（分别为250和50 mg/kg）相比，玉米在种植过程中土壤中DBP和DEHP含量远远低于此值，暂不会对农田土壤造成PAEs污染。 图2盐化草甸土土壤中DEHP含量的变化2.3玉米植株体内DBP和DEHP含量的变化玉米各生育时期各处理植株体内均未检测出DEHP。由图3可知，玉米各生育时期各处理植株体内DBP最低含量为0.123 mg/kg，最高含量为0.546 mg/kg。玉米各个生育时期，3倍地膜残留量处理植株中DBP含量均高于1倍处理，1倍处理高于对照水平。与CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量植株中DBP含量分别增加了2.17和2.70倍；出苗60 d后，植株中DBP含量分别增加了1.09和1.40倍；出苗90 d分别增加了1.14和1.57倍。
图3玉米植株体内DBP含量的变化3结论与讨论
试验表明，随着地膜残留量的增加，土壤和植株中酞酸酯类化合物（DBP和DEHP）含量表现出明显增加的趋势。陈永山等研究表明，蔬菜大棚基地土壤PAEs存在着一定程度的污染[8]。赵胜利等研究表明，由于农膜使用量大，导致珠三角城市菜园土壤中PAEs含量普遍偏高[9-10]。实践表明，棚膜和地膜的使用是PAEs残留量增加的主要原因。因此，连年使用的塑料地膜如不及时清除，长期残留在土壤中，將增加土壤中和植物体内酞酸酯类化合物的含量，对其造成污染。国家应通过制定和实施积极的废旧地膜回收制度，推广适时揭膜技术，大力推广新型自分解地膜的应用，严格执行我国现行的农用地膜生产标准，鼓励农民选用耐老化易回收的地膜等措施来减少农田地膜的残留量。
参考文献
[1] 张茂生，李明阳，王纪阳，等.东莞市蔬菜基地邻苯二甲酸酯（PAEs）的污染特征研究[J].广东农业科学，2009（6）：172-180.
[2] 刘敏，林玉君，曾峰，等.城区湖泊表层沉积物中邻苯二甲酸的组成与分布特征[J].环境科学学报，2007，27（8）：1377-1383.
[3] 刘庆，杨红军，史衍玺，等.环境中邻苯二甲酸酯类（PAEs）污染物研究进展[J].中国生态农业学报，2012，20（8）：968-975.
[4] 于立红，王鹏，焦峰，等.地膜中酞酸酯类化合物及重金属对土壤-大豆体系的污染研究[J].水土保持研究，2011，18（3）：30-34.
[5] CASAJUANA N，LACORTE S.Presence and release of phthalic esters and other endocrine disrupting compounds in drinking water[J].Chromatographia， 2003，57：9-10.
[6] XU Y，KNIPP G T，COOK T J.Effects of di（2ethylhexyl）phthalate and its metabolites on the lipid profiling in rat HRP1 trophoblast cells[J].Archives of Toxicology， 2006，80（5）：293-298.
[7] 王冬莹，周震峰.农田土壤领苯二甲酸酯临界浓度的研究[J].安徽农业科学，2011，39（34）：21021-21023.
[8] 陈永山，骆永明，张海波，等.设施菜地土壤酞酸酯污染的初步研究[J].土壤学报，2011，48（3）：516-523.
[9] 赵胜利，杨国义，张天彬，等.珠三角城市群典型城市土壤领苯二甲酸酯污染特征[J].生态环境学报，2009，18（1）：128-133.
[10] 何丽芝，陆扣萍，秦华，等.我国设施菜地领苯二甲酸酯污染现状及防治研究进展[J].
关键词地膜；酞酸酯；土壤；玉米
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）24-08299-02
Study on Pollution of Soilcorn System by Phthalic Acid Esters in Plastic Film
WANG Xiaohan， YU Lihong（College of Agronomy， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319）
Abstract[Objective] The study aimed to discuss pollution of soilcorn system by phthalic acid esters in plastic film. [Method] A plot experiment was conducted to study the contents of dibutyl phthalate （DBP） and ethylhexyl phthalate （DEHP） in soil with different residual quantities of plastic film and corn plants in various growth periods of corn. [Result] In various growth periods of corn， the contents of DBP and DEHP in the soil and corn plants rose with the increase of residual quantity of plastic film in the soil. The contents of DBP and DEHP in the soil varied from 0.063 to 0.298 mg/kg and from 0.251 to 4.770 mg/kg. In corn plants， the content of DBP ranged from 0.123 to 0.546 mg/kg， while DEHP was not detected. [Conclusion] The research can provide theoretical references for management of environmental pollution by phthalic acid esters during agricultural production.
Key wordsPlastic film； Phthalic acid esters； Soil； Corn
酞酸酯類化合物是邻苯二甲酸酯类物质（PAEs），它是苯二甲酸酐与醇类酯化反应生成的化合物，有邻位、对位和间位3种异构体，其化学结构由1个刚性平面芳环和2个可塑的非线形脂侧链组成。它是塑料中一种改性添加剂，用于增加塑料的可塑性和强度，广泛应用于塑料、服装、农药、汽车、壁纸、涂料、儿童玩具、医疗设备等产品中。酞酸酯类化合物属于环境激素类化合物和内分泌干扰物，并具有生殖毒性、胚胎毒性和遗传毒性等，并且在生物体内有极强的富集作用，对环境安全和人体的威胁极大[1]。酞酸酯作为增塑剂在塑料制品中与塑料的相溶性较好，但与塑料基质并不形成共价键，而是由氢键或范德华力相连，随着时间推移，可由塑料制品中迁移至外界环境。目前，大气、水体、土壤、生物乃至人体等自然和人类环境中，普遍发现酞酸酯类化合物的存在[2-3]。因此，酞酸酯类化合物的污染危害已经引起了国内外广大科研人员的强烈重视[4-6]。我国塑料添加剂中最常用的是邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）。笔者通过盆栽试验，研究玉米各生育时期不同地膜残留量处理中，土壤和植株中DBP、DEHP含量的差异性，以期为相关部门在农业生产过程中，对酞酸酯类化合物污染的环境管理及从业人员的健康风险评价提供理论依据。
1材料与方法
2结果与分析
2.1盐化草甸土土壤中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）含量的变化由图1可知，玉米各生育时期各处理土壤中DBP最低含量为0.063 mg/kg，最高含量为0.298 mg/kg，3倍地膜残留量处理DBP含量高于1倍残留量，1倍处理高于对照（CK）。结果表明，增加地膜残留量，土壤中DBP含量随之增加。与CK处理相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量处理土壤中DBP含量分别增加了2.0和3.54倍；出苗后60 d，分别增加了2.57和3.78倍；出苗90 d后，分别增加了3.19和4.45倍。
图1盐化草甸土土壤中DBP含量的变化2.2盐化草甸土土壤中邻苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）含量的变化由图2可知，玉米各生育时期各处理土壤中DEHP最低含量为0.251 mg/kg，最高含量为4.770 mg/kg。同一生育时期，3倍地膜残留量土壤中DEHP含量高于1倍用量，1倍处理高于对照水平。结果表明，增加地膜残留量，土壤中DEHP含量也呈增加趋势。与CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量土壤中DEHP含量分别增加了5.19和7.67倍；出苗60 d后，分别增加了6.97和11.94倍；出苗90 d后，分别增加了11.40和17.95倍。与王冬莹等[7]推算的我国农田土壤中DBP和DEHP的临界浓度（分别为250和50 mg/kg）相比，玉米在种植过程中土壤中DBP和DEHP含量远远低于此值，暂不会对农田土壤造成PAEs污染。 图2盐化草甸土土壤中DEHP含量的变化2.3玉米植株体内DBP和DEHP含量的变化玉米各生育时期各处理植株体内均未检测出DEHP。由图3可知，玉米各生育时期各处理植株体内DBP最低含量为0.123 mg/kg，最高含量为0.546 mg/kg。玉米各个生育时期，3倍地膜残留量处理植株中DBP含量均高于1倍处理，1倍处理高于对照水平。与CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜残留量植株中DBP含量分别增加了2.17和2.70倍；出苗60 d后，植株中DBP含量分别增加了1.09和1.40倍；出苗90 d分别增加了1.14和1.57倍。
图3玉米植株体内DBP含量的变化3结论与讨论
试验表明，随着地膜残留量的增加，土壤和植株中酞酸酯类化合物（DBP和DEHP）含量表现出明显增加的趋势。陈永山等研究表明，蔬菜大棚基地土壤PAEs存在着一定程度的污染[8]。赵胜利等研究表明，由于农膜使用量大，导致珠三角城市菜园土壤中PAEs含量普遍偏高[9-10]。实践表明，棚膜和地膜的使用是PAEs残留量增加的主要原因。因此，连年使用的塑料地膜如不及时清除，长期残留在土壤中，將增加土壤中和植物体内酞酸酯类化合物的含量，对其造成污染。国家应通过制定和实施积极的废旧地膜回收制度，推广适时揭膜技术，大力推广新型自分解地膜的应用，严格执行我国现行的农用地膜生产标准，鼓励农民选用耐老化易回收的地膜等措施来减少农田地膜的残留量。
参考文献
[1] 张茂生，李明阳，王纪阳，等.东莞市蔬菜基地邻苯二甲酸酯（PAEs）的污染特征研究[J].广东农业科学，2009（6）：172-180.
[2] 刘敏，林玉君，曾峰，等.城区湖泊表层沉积物中邻苯二甲酸的组成与分布特征[J].环境科学学报，2007，27（8）：1377-1383.
[3] 刘庆，杨红军，史衍玺，等.环境中邻苯二甲酸酯类（PAEs）污染物研究进展[J].中国生态农业学报，2012，20（8）：968-975.
[4] 于立红，王鹏，焦峰，等.地膜中酞酸酯类化合物及重金属对土壤-大豆体系的污染研究[J].水土保持研究，2011，18（3）：30-34.
[5] CASAJUANA N，LACORTE S.Presence and release of phthalic esters and other endocrine disrupting compounds in drinking water[J].Chromatographia， 2003，57：9-10.
[6] XU Y，KNIPP G T，COOK T J.Effects of di（2ethylhexyl）phthalate and its metabolites on the lipid profiling in rat HRP1 trophoblast cells[J].Archives of Toxicology， 2006，80（5）：293-298.
[7] 王冬莹，周震峰.农田土壤领苯二甲酸酯临界浓度的研究[J].安徽农业科学，2011，39（34）：21021-21023.
[8] 陈永山，骆永明，张海波，等.设施菜地土壤酞酸酯污染的初步研究[J].土壤学报，2011，48（3）：516-523.
[9] 赵胜利，杨国义，张天彬，等.珠三角城市群典型城市土壤领苯二甲酸酯污染特征[J].生态环境学报，2009，18（1）：128-133.
[10] 何丽芝，陆扣萍，秦华，等.我国设施菜地领苯二甲酸酯污染现状及防治研究进展[J].