不同作物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律及污染风险
摘要：采用温室盆栽试验方法，研究了多种植物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律，阐述了植物吸收与土壤污染强度，污染物性质，植物组成等的关系。结果表明：种植植物后，土壤中多环芳烃残留浓度明显降低；不同污染强度的土壤中∑PAHs残留浓度下降趋势区别明显；高环多环芳烃较低环多环芳烃在土壤中持留性更强。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 试剂与仪器 2
1.2 实验方法 2
1.3 土壤和样品中PAHs的分析3
1.4 数据统计分析3
2 结果与分析4
2.1 ∑PAHs在各处理土壤中的残留规律4
2.2 不同环数PAHs的残留差异5
2.3 作物根与叶中PAHs的积累6
2.4 不同作物对PAHs吸收差异7
2.5 不同环数PAHs在作物中的分配9
3 讨论 11
4 结论11
致谢12
参考文献12
不同作物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律及污染风险
引言
土壤是环境的核心介质、农业生产的基础、人类生存之本[1]。但近年来，环境中持久性有机污染物PAHs的积累已经严重威胁着人类的健康安全，对于它的研究，已经被各国列为有机污染物研究的重点，目前研究较多的是被USEPA确认为优先控制的16种PAHs。蔬菜等农作物是人类所需营养物质的重要来源，是不可缺少的绿色食物。但由于PAHs可通过大气干湿沉降、森林起火、污水灌概、化学肥料施用等多个途径进入土壤或农作物，导致近年来作物中PAHs污染也越来越严重。
植物对PAHs的累积通常分为两种，一种是根从土壤中吸收富集PAHs，另一种是通过叶片从空气中吸收PAHs。植物根部通过被动扩散吸收土壤中的PAHs。植物根系内表皮含有一层浸满软木脂的不透水的凯氏带，而PAHs必须通过这层疏水性的凯氏带，才能进入表皮，到达管胞和导管组织。进入根部的多环芳烃，一部分沉积在根的脂肪组织中，一部分通过木质部途径随蒸腾流向上转移，到达植物体各部位[2]。植物的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
地上部分能吸收空气中以气态或者以与气溶胶、灰尘和大气颗粒物的结合态形式存在的多环芳烃[3]。空气植物体是PAHs从空气中扩散沉降到叶片的蜡质表皮或者通过气孔吸收进入植物[4]。
植物对PAHs的吸收速率主要取决于PAHs的理化性质、植物种类、土壤性质、耕作措施、环境等因素。土壤中PAHs的浓度越高，植物对PAHs的吸收量也就越多，由于低分子量的PAHs水溶性相对较高，从而较易被植物所吸收[5]。
根据植物吸收PAHs的这一特性，关于利用植物、丛枝菌根修复土壤PAHs污染的研究越来越多，对于植物体吸收PAHs的机理也逐渐有了较为清晰的认识，然而在很多农用PAHs污染土壤上，对于那些进入人类食物链的作物而言，掌握其对PAHs的吸收累积规律尤为重要。
本文拟以16种优先控制PAHs为目标污染物，采用温室盆栽试验方法，探讨不同植物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律，阐述了植物吸收与土壤污染强度、污染物性质、植物组成等的关系。试图为针对性地防治土壤PAHs污染、减轻作物污染风险、指导污染区农业生产、保障农产品安全等提出建议。
1 材料与方法
1．1 试剂与仪器
主要试剂：无水硫酸钠、二氯甲烷、正己烷、层析用硅胶（200300目）均为分析纯，甲醇为色谱醇。16种PAHs混合标准甲醇溶液购自美国o2si smart solutions公司，浓度为20 mg/L，包括：萘（NAP)、苊烯（ANY）、苊（ACE）、芴（FLU）、菲（PHE）、蒽（ANT）、荧蒽（FLA）、芘（PYR）、苯并[a]蒽（BaA）、?（CHR）、苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、茚并[1,2,3cd]芘（InPy）、二苯并[a,h]蒽（DiahA）以及苯并[g,h,i]苝（BghiP）。
主要仪器和装置：岛津LC20AT高效液相色谱仪，配有SPD2A紫外检测器，RF10AXL荧光检测器，CTO20A柱温箱，低压四元梯度泵，Ф4.6×250mm Inertsil ODSPPAHs专用反相色谱柱，IKA A11basic 分析用研磨机。KQ300DE医用数控超声波清洗器，RE201D旋转蒸发仪，CHRIST冷冻干燥机，南京优普NUIII20T超纯水机，卢湘仪TD5AWS离心机，层析柱直径0.7cm×25cm。
1．2 实验方法
供试土壤为黄棕壤，采自南京某农田旱地表层（0～20cm），为潮土。土壤PH值为6.02，有机质含量为14.3g?kg1，砂粒、粉粒和粘粒含量分别为12.1%、63.5%和24.4%，土壤为无污染土壤。
供试土样采集后，风干、过约5mm筛。将PAHs溶解于丙酮后，均匀加入到上述土样中，待丙酮挥发后，充分搅拌、混匀，并用未污染土壤稀释，制得PAHs含量不同的污染土样。称取约20kg土样于周转箱（49cm×37cm×22cm）中，一定含水量下老化10天后再种植植物。对照为S0（无污染土）。测得各土样中PAHs含量见表11
表11 供试土样中PAHs的起始浓度（mg/kg，干重计）
16种PAHs
S0
S1
S2
S3
萘
均<0.01
1.38
1.04
5.55
苊烯
10.3
6.49
13.1
苊
6.53
8.72
28.3
芴
9.06
13.6
35.2
菲
11.4
18.4
39.8
蒽
7.97
15.8
28.5
荧蒽
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 试剂与仪器 2
1.2 实验方法 2
1.3 土壤和样品中PAHs的分析3
1.4 数据统计分析3
2 结果与分析4
2.1 ∑PAHs在各处理土壤中的残留规律4
2.2 不同环数PAHs的残留差异5
2.3 作物根与叶中PAHs的积累6
2.4 不同作物对PAHs吸收差异7
2.5 不同环数PAHs在作物中的分配9
3 讨论 11
4 结论11
致谢12
参考文献12
不同作物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律及污染风险
引言
土壤是环境的核心介质、农业生产的基础、人类生存之本[1]。但近年来，环境中持久性有机污染物PAHs的积累已经严重威胁着人类的健康安全，对于它的研究，已经被各国列为有机污染物研究的重点，目前研究较多的是被USEPA确认为优先控制的16种PAHs。蔬菜等农作物是人类所需营养物质的重要来源，是不可缺少的绿色食物。但由于PAHs可通过大气干湿沉降、森林起火、污水灌概、化学肥料施用等多个途径进入土壤或农作物，导致近年来作物中PAHs污染也越来越严重。
植物对PAHs的累积通常分为两种，一种是根从土壤中吸收富集PAHs，另一种是通过叶片从空气中吸收PAHs。植物根部通过被动扩散吸收土壤中的PAHs。植物根系内表皮含有一层浸满软木脂的不透水的凯氏带，而PAHs必须通过这层疏水性的凯氏带，才能进入表皮，到达管胞和导管组织。进入根部的多环芳烃，一部分沉积在根的脂肪组织中，一部分通过木质部途径随蒸腾流向上转移，到达植物体各部位[2]。植物的
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地上部分能吸收空气中以气态或者以与气溶胶、灰尘和大气颗粒物的结合态形式存在的多环芳烃[3]。空气植物体是PAHs从空气中扩散沉降到叶片的蜡质表皮或者通过气孔吸收进入植物[4]。
植物对PAHs的吸收速率主要取决于PAHs的理化性质、植物种类、土壤性质、耕作措施、环境等因素。土壤中PAHs的浓度越高，植物对PAHs的吸收量也就越多，由于低分子量的PAHs水溶性相对较高，从而较易被植物所吸收[5]。
根据植物吸收PAHs的这一特性，关于利用植物、丛枝菌根修复土壤PAHs污染的研究越来越多，对于植物体吸收PAHs的机理也逐渐有了较为清晰的认识，然而在很多农用PAHs污染土壤上，对于那些进入人类食物链的作物而言，掌握其对PAHs的吸收累积规律尤为重要。
本文拟以16种优先控制PAHs为目标污染物，采用温室盆栽试验方法，探讨不同植物对土壤中多环芳烃的吸收累积规律，阐述了植物吸收与土壤污染强度、污染物性质、植物组成等的关系。试图为针对性地防治土壤PAHs污染、减轻作物污染风险、指导污染区农业生产、保障农产品安全等提出建议。
1 材料与方法
1．1 试剂与仪器
主要试剂：无水硫酸钠、二氯甲烷、正己烷、层析用硅胶（200300目）均为分析纯，甲醇为色谱醇。16种PAHs混合标准甲醇溶液购自美国o2si smart solutions公司，浓度为20 mg/L，包括：萘（NAP)、苊烯（ANY）、苊（ACE）、芴（FLU）、菲（PHE）、蒽（ANT）、荧蒽（FLA）、芘（PYR）、苯并[a]蒽（BaA）、?（CHR）、苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BkF）、苯并[a]芘（BaP）、茚并[1,2,3cd]芘（InPy）、二苯并[a,h]蒽（DiahA）以及苯并[g,h,i]苝（BghiP）。
主要仪器和装置：岛津LC20AT高效液相色谱仪，配有SPD2A紫外检测器，RF10AXL荧光检测器，CTO20A柱温箱，低压四元梯度泵，Ф4.6×250mm Inertsil ODSPPAHs专用反相色谱柱，IKA A11basic 分析用研磨机。KQ300DE医用数控超声波清洗器，RE201D旋转蒸发仪，CHRIST冷冻干燥机，南京优普NUIII20T超纯水机，卢湘仪TD5AWS离心机，层析柱直径0.7cm×25cm。
1．2 实验方法
供试土壤为黄棕壤，采自南京某农田旱地表层（0～20cm），为潮土。土壤PH值为6.02，有机质含量为14.3g?kg1，砂粒、粉粒和粘粒含量分别为12.1%、63.5%和24.4%，土壤为无污染土壤。
供试土样采集后，风干、过约5mm筛。将PAHs溶解于丙酮后，均匀加入到上述土样中，待丙酮挥发后，充分搅拌、混匀，并用未污染土壤稀释，制得PAHs含量不同的污染土样。称取约20kg土样于周转箱（49cm×37cm×22cm）中，一定含水量下老化10天后再种植植物。对照为S0（无污染土）。测得各土样中PAHs含量见表11
表11 供试土样中PAHs的起始浓度（mg/kg，干重计）
16种PAHs
S0
S1
S2
S3
萘
均<0.01
1.38
1.04
5.55
苊烯
10.3
6.49
13.1
苊
6.53
8.72
28.3
芴
9.06
13.6
35.2
菲
11.4
18.4
39.8
蒽
7.97
15.8
28.5
荧蒽
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