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农产品安全是全社会共同关心的热点问题,蔬菜生产基地的环境质量受到了广泛关注。国内外对农业土壤(包括菜地土壤)的有机污染特征进行了一定的调查研究,但大部分是针对某一类有机污染物进行调查。由于大量使用农药和地膜等农业投入品以及“三废”污染,蔬菜生产基地土壤可能会受到毒性有机污染物和农药的复合污染,但目前相关报道很少。而且,目前对毒性有机污染与有机磷农药复合污染的生态毒理效应研究极少。鉴于此,本研究通过田间采样分析、种子发芽毒性试验和菜心盆栽试验,采用气相色谱/质谱联机检测技术,调查研究深圳市和广州市典型蔬菜生产基地土壤有机污染物和有机磷农药的含量特征;并以蔬菜基地土壤中含量较高的邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和毒死蜱为目标化合物,研究两者复合污染条件下菜心对DEHP和毒死蜱的吸收累积规律与残留特征及其对土壤酶活性的影响,为农产品的安全生产和农业的可持续发展提供科学依据。主要研究结果如下:
(1)在深圳市25个蔬菜基地中共检测出6种PAEs化合物,其总含量(∑PAEs)为12.85-43.65μg/kg;广州市蔬菜基地∑PAEs为9.7～58.9μg/kg;所有基地土壤中PAEs以DEHP、邻苯二甲酸正二丁酯(DnBP)为主,其中DEHP占∑PAEs的49.69％以上。深圳市蔬菜基地土壤共检测到14种PAHs,最高总含量为60.11μg/Kg,主要检测到≥4环的PAHs化合物。除屈外,均没有超过美国土壤中PAEs和PAHs化合物的控制标准。就有机磷农药而言,12种目标化合物均在土壤样品中检测到,总含量在4.69～163.9μg/kg,其中以毒死蜱含量最高,21个基地毒死蜱占总量的50％以上。
(2)种子发芽毒性试验中,DEHP和毒死蜱复合污染对菜心种子发芽率影响不显著,对油青-60菜心种子的根伸长抑制率随污染水平的增加而加大,对其种子发芽指数的影响差异显著;但对特青-60菜心的根伸长有促进作用。
(3)毒死蜱和DEHP复合污染盆栽菜心试验中,毒死蜱对盆栽菜心生物量影响差异显著,特别是毒死蜱处于高污染水平时(土壤添加毒死蜱80mg/kg)。菜心茎叶中毒死蜱的含量随土壤中毒死蜱初始含量的增加而增大,而且喷施毒死蜱处理的含量明显比土壤添加处理的高。菜心茎叶对毒死蜱的生物富集系数(BCF)不同处理之间差异显著。土壤/植物系统毒死蜱质量平衡中,毒死蜱残留量为4.27％～13.54％,消失量为86.46％～95.73％、植物茎叶吸收和渗漏水损失只占极小部分。
(4)菜心根系中DEHP含量比茎叶的高数倍,其迁移系数(即茎叶DEHP含量与根系的比值)大部分小于0.5,根/茎叶质量比大部分大于2,即DEHP从根系向茎叶运移的量较低。茎叶/根系对DEHP的BCF差异明显。土壤/植物系统DEHP质量平衡中,DEHP土壤残留量占5％以下,消失量为95.70％～98.08％,植物茎叶、根系吸收量和渗漏水损失量也只占极小部分。
(5)毒死蜱和DEHP复合污染对土壤过氧化氢酶和脲酶活性影响存在差异,过氧化氢酶活性在0.02(mL0.01mol/LKMnO4/g)左右,脲酶活性在10～20mgNH3-N/(g·24h)左右,但不同污染水平/复合污染对酶活性的影响情况较复杂。