邻苯二甲酸酯（PAEs）胁迫栽培蕹菜的检测分析及其迁移规律

材料助剂[1-2]。商品化的增塑剂品种繁多，原料以来源于石油化工的邻苯二甲酸酯（PAEs）为最多。由于PAEs与塑料分子间以氢键或范德华力连接而容易迁移到环境中，近年来在生态环境中常检出PAEs，PAEs已成为严重威胁人类健康的常见污染物[2-3]。目前，在大气、水体、土壤、生物乃至人体等自然、人类环境中普遍发现PAEs的存在，全球主要工业国家环境中也已普遍检出PAEs，PAEs被称为第2个全球性“多氯联苯（PCB）污染物”[4-5]。有研究表明，工业废水排放及农用塑料薄膜、驱虫剂、塑料垃圾等经雨水淋洗、土壤浸润等是PAEs类化合物产生的直接途径，而PAEs类化合物进入大气，经沉降、雨水淋洗进入土壤、水体环境是间接途径[6-12]。农业基质中PAEs类化合物的分布、组分与其溶解度关系密切，溶于水的难易程度与其分子量大小呈正相关。由于土层的吸附和过滤作用，地下水中PAEs含量一般低于地表水，而作物叶片形状、根系类型、所含亲脂性物质种类及其含量等也会影响作物对PAEs的吸收、累积[13]。2011年，我国卫生部公布了17种PAEs类物质为违法添加的非食用物质，并对行业标准《食品中邻苯二甲酸酯测定》进行审订。科研人员不断努力改进样品的前处理技术，并采用先进的仪器提高工作效率和准确性，以精准地检测出更微量的PAEs类物质，但质检部门仍无法判定PAEs类物质在食品中是否为故意违法添加，还是从各类媒介载体迁移、残留而来，我国的PAEs类物质检测标准有待不断完善，限量标准还存在很多空白。

有研究表明，通过数学模型可以预测PAEs向食品的迁移过程[14]。针对PAEs在农业环境中的分布、迁移转化及植物吸收特点[15]，探讨PAEs组分在农业环境中的迁移、转化规律及植物吸收途径、在可食部位的累积机理等，进一步修正风险评估模型，将为农业生产中PAEs的动态监测提供更多数据信息，为PAEs污染的修复提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料与仪器设备

蕹菜种子、22种邻苯二甲酸酯类塑化剂（表1），市购。岛津LC-20ADXR型高效液相色谱仪、配有Analyst分析系统的Qtrap 3200质谱联用仪，均由美国AB SCIEX公司生产；scientz SB25-12DTD型超声振荡器，宁波新芝生物科技股份有限公司生产。

1.2试验设计

将22种PAEs成分按相同质量均匀混合获得混合物，设计5种使用浓度，即22种PAEs成分均为0.50 mg/L（T1）、1.00 mg/L（T2）、2.50 mg/L（T3）、5.00 mg/L（T4）和 10.00 mg/L（T5），以清水为对照（CK），3次重复。蕹菜进行土壤和水栽培2种方式，10株/盆；蕹菜幼苗移栽15 d，分别将PAEs混合物按设计浓度一次性添加到蕹菜的土壤和水栽培基质中，生长期间进行2次施肥，正常种植管理。

[HTK]1.3样品采集与制备[HT]

1.3.1样品采集分别于胁迫处理7、14 d共分2次采集样品。第1次采集土栽培、水栽培的茎叶，编号分别为AS、AW；第2次采集土栽培和水栽培的茎叶、土栽培和水栽培的根、土壤、水，编号分别为BS、BW、SR、WR、S、W。

1.3.2测试样品的制备植物样品取100.00 g，匀浆，称取25.00 g、土样称取25.00 g、水样量取10.00 mL，分别置于具塞量筒中；分别加入50.00 mL乙腈，超聲振荡30.0 min，静置过夜；取上清液到离心管，10.0 ℃ 5 000 r/min离心20.0 min；取上清液1.00 mL，加入1.00 mL甲醇 ∶[KG-*3]水为1 ∶[KG-*3]1的混合液，过0.22 μm膜，上机待测。

1.3.3标准样品的制备吸取22种PAEs标准样品混合物1.00 mL于25 mL容量瓶中，色谱甲醇定容，配成40.00 mg/L的混合储备液，密封，4.0 ℃冰箱中储存；取 5.00 mL 混合储备液于20.00 mL容量瓶中，用甲醇定容，配成10.00 mg/L的混合标准溶液，并稀释成梯度浓度的标准溶液。

1.4检测条件

1.4.1液相色谱仪Shim-pack XR-ODSⅡ色谱柱，2.0 mm×75 mm，柱温为40.0 ℃；流动相：A相为色谱级乙腈，B相为0.10%甲酸水溶液，流速为0.30 mL/min；进样量为5.00 μL。

1.4.2质谱联用仪电喷雾电离正离子模式（ESI+），多反应监测（MRM）扫描；气帘气207 kPa；喷雾电压5 500 V，雾化温度550.0 ℃，雾化气379 kPa，辅助气379 kPa。

1.5数据分析

数据基于HPLC-MS/MS模块，采用SAS 9.0、SPSS 19.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1PAEs检测方法的优化

选用4种不同型号的色谱柱检测PAEs成分，经比较发现，shim-pack XR-ODSⅡ色谱柱（2.0 mm×75 mm）能在17.0 min内将22种PAEs成分有效分开，峰形尖锐，对称性好，出峰附近没有干扰峰，各峰间隔适宜，是比较理想的色谱检测条件。在ESI+模式下，分别对毛细管电压、锥孔电压、碰撞能量、选择离子对进行优化，选取经碰撞后丰度响应较高的2个离子作为特征离子对，并获得检测参数，22种PAEs类化合物能很好地被分离检测。由于样品成分复杂，为避免基质效应对检测结果的影响，检测过程中使用空白基质配制标准液进行校正。与此同时，对仪器进行优化，将连接液相色谱与质谱仪之间的Peek管换为同样规格的金属管，提高了检测的准确性。经检测，样品中22种PAEs类化合物的质量浓度范围为0.10～3.00 mg/L，具有良好的线性关系，相关系数 r>0.990 0，浓度检出限值为0.000 1～0.050 0 mg/kg；土壤样品中添加3个浓度的PAEs标准液，其回收率为80.20%～13950%，符合预期检测结果，与杨博锋等的研究结果[16]相符。

2.2PAEs检测成分分析

2.2.1不同样品中的PAEs成分检测效果由图1可见，在蕹菜PAEs胁迫土壤栽培条件下，叶-茎、根、土壤样品中PAEs成分的检出率分别为59.10%、95.45%、68.18%，共同检出率为22.73%；在蕹菜PAEs胁迫水栽培条件下，叶-茎、根、水样品中PAEs成分的检出率分别为50.00%、81.81%、40.91%，共同检出率为4.55%；蕹菜土壤栽培中3类样品的PAEs成分检出率比水栽培分别高9.10、13.64、27.27百分点。由图2可见，蕹菜PAEs胁迫土壤栽培样品中检出的成分含量明显高于水栽培，土壤栽培样品中根、土壤样品的检出含量相对较高，DBP、DIBP、DIDP、DMP、DPHP是蕹菜栽培过程中PAEs迁移和残留的主要成分。

不同采样时间的叶-茎、根、土壤样品中PAEs成分含量也多显著高于对照（CK），但与土壤栽培有明显差异；随栽培时间的延长，叶-茎中DIBP的含量显著低于7 d时的采样，DBEP规律不是很明显；水栽培蕹菜14 d采样检测时显示，较高或较低濃度DEEP胁迫更有利于蕹菜根系对DEEP的吸附、迁移，高浓度DAP胁迫更有利于其水中吸附、残留，而DIBP反之。

2.2.3不同胁迫水平下样品中PAEs成分的含量对具有代表性的PAEs成分DIBP检测数据进行分析。由图5-A可见，蕹菜土壤栽培时，PAEs胁迫处理不同样品中DIBP含量均明显高于CK；随PAEs胁迫浓度的提高，叶-茎中DIBP含量整体呈减少趋势，但在T2浓度（1.00 mg/L）时，叶-茎中DIBP含量相对较高；而随PAEs胁迫浓度的提高，根中DIBP含量整体呈增加趋势，但在T2浓度时根中DIBP含量相对最低。由图5-B可见，蕹菜水栽培时，除根系外，PAEs胁迫处理其他样品中DIBP含量均明显高于CK；随PAEs胁迫浓度的提高，叶-茎、水样中DIBP含量整体呈减少趋势，根中DIBP含量整体呈增加趋势；随采样时间的延长，叶-茎中DIBP含量明显降低。这说明蕹菜在低浓度PAEs胁迫栽培条件下，更有利于DIBP在茎叶中的迁移、残留；而高浓度PAEs胁迫，更有利于DIBP在土壤中的迁移、残留。另外，随采样时间的不同，DIBP含量在茎叶中有明显的差异，栽培时间是DIBP在茎叶中迁移、残留的关键影响因素。

2.3不同因子及其交互效应对DIBP检出含量的影响

可见，PAEs胁迫浓度对土壤栽培、2种栽培综合DIBP的检出有极显著影响，而对水栽培无显著性影响，这可能是水体中自身存在PAEs成分[17]所致；采集测试样品种类对土壤、水、2种栽培综合DIBP的检出均存在极显著影响；栽培方式对2种栽培综合DIBP的检出存在极显著影响；PAEs胁迫浓度与测试样品种类互作对土壤、2种栽培综合DIBP的检出存在极显著影响，对水栽培DIBP的检出存在显著影响；；PAEs胁迫浓度与栽培方式、测试样品种类与栽培方式及PAEs胁迫浓度、测试样品种类与栽培方式互作，均对DIBP的检出有极显著影响。

3结论与讨论

本研究基于HPLC-MS/MS技术，优化、建立了22种PAEs类化合物检测分析体系，能简捷、快速分离被检测成分，具有准确可靠、残留量少的特点，适用于农业研究中PAEs类化合物的残留检测、分析。

PAEs成分在蕹菜根部的吸附、迁移明显高于叶-茎，说明其在植物组织中迁移具有一定的“专向性”；随蕹菜栽培方式的不同，PAEs成分的检测数量有明显不同，土壤栽培明显高于水栽培；整体而言，蕹菜高浓度PAEs胁迫栽培条件下，更有利于植物根的富集、吸附、遷移。由于PAEs为有机试剂，土壤栽培的蔬菜更有利于其对PAEs成分的吸附、迁移和残留，而水体则对会PAEs产生挥发、降解作用。有研究表明，土壤中可溶性腐殖酸类物质对PAEs具有强烈的吸附作用，可使其从土壤吸附态进入到溶液中去，从而降低PAEs被土壤颗粒的吸附量；PAEs在土壤或沉积物上发生的吸附并不随PAEs浓度的增加而呈线性增长，而是随土壤类型的变化而变化，并受诸多因素的影响[18-19]。曾巧云等认为，由于作物中PAEs含量高低与土壤污染程度之间未显示有正相关性，作物对PAEs的吸收以茎叶为主[20]；而Chiou等认为，土壤中PAEs主要被作物根系吸收并运移到茎叶，并提出基于根系吸收有机污染物的限制分配模型[21]。

不同栽培方式、不同分析样品种类是影响DIBP检出的主效应因子，PAEs胁迫浓度、测试样品种类、栽培方式这其中2个因子或3个因子互作均对DIBP的检出产生极显著影响，这说明PAEs在作物中的迁移、残留影响因子较为复杂。本试验通过建立PAEs胁迫蕹菜栽培模型进行PAEs吸附、残留检测及迁移研究，建立“DIBP-因子效应分析模型”，将化学分析与生物测试相结合以适用于PAEs类成分的分析、检测，但是，在农业PAEs类塑化剂迁移、残留研究中，仍须建立更优化的生物模拟试验与检验方法，深入研究其迁移及代谢规律，使研究更趋于系统化、深层化，为农业生产中的PAEs限量标准和监测、防控污染提供更科学的理论依据。

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