地膜中酞酸酯類化合物對(duì)土壤玉米體系污染的試驗(yàn)研究

摘要[目的]探討地膜中酞酸酯類化合物對(duì)土壤玉米體系的污染。[方法]通過(guò)盆栽試驗(yàn)，研究了玉米各生育時(shí)期不同地膜殘留量處理中，土壤和植株中鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）含量的差異性。[結(jié)果]玉米不同發(fā)育階段，高倍地膜殘留量處理土壤和植株中DBP和DEHP含量高于低倍殘留量處理。各處理土壤中DBP最低含量為0.063 mg/kg，最高含量為0298 mg/kg；DEHP最低含量為0.251 mg/kg，最高含量為4.770 mg/kg。各處理植株體內(nèi)DBP最低含量為0.123 mg/kg，最高含量為0.546 mg/kg；植株體內(nèi)均未檢測(cè)出DEHP。[結(jié)論]該研究為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中酞酸酯類化合物污染的環(huán)境管理提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞地膜；酞酸酯；土壤；玉米

中圖分類號(hào)S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)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

酞酸酯類化合物是鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)（PAEs），它是苯二甲酸酐與醇類酯化反應(yīng)生成的化合物，有鄰位、對(duì)位和間位3種異構(gòu)體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)由1個(gè)剛性平面芳環(huán)和2個(gè)可塑的非線形脂側(cè)鏈組成。它是塑料中一種改性添加劑，用于增加塑料的可塑性和強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于塑料、服裝、農(nóng)藥、汽車、壁紙、涂料、兒童玩具、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品中。酞酸酯類化合物屬于環(huán)境激素類化合物和內(nèi)分泌干擾物，并具有生殖毒性、胚胎毒性和遺傳毒性等，并且在生物體內(nèi)有極強(qiáng)的富集作用，對(duì)環(huán)境安全和人體的威脅極大[1]。酞酸酯作為增塑劑在塑料制品中與塑料的相溶性較好，但與塑料基質(zhì)并不形成共價(jià)鍵，而是由氫鍵或范德華力相連，隨著時(shí)間推移，可由塑料制品中遷移至外界環(huán)境。目前，大氣、水體、土壤、生物乃至人體等自然和人類環(huán)境中，普遍發(fā)現(xiàn)酞酸酯類化合物的存在[2-3]。因此，酞酸酯類化合物的污染危害已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外廣大科研人員的強(qiáng)烈重視[4-6]。我國(guó)塑料添加劑中最常用的是鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）。筆者通過(guò)盆栽試驗(yàn)，研究玉米各生育時(shí)期不同地膜殘留量處理中，土壤和植株中DBP、DEHP含量的差異性，以期為相關(guān)部門(mén)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)酞酸酯類化合物污染的環(huán)境管理及從業(yè)人員的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

2結(jié)果與分析

2.1鹽化草甸土土壤中鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）含量的變化由圖1可知，玉米各生育時(shí)期各處理土壤中DBP最低含量為0.063 mg/kg，最高含量為0.298 mg/kg，3倍地膜殘留量處理DBP含量高于1倍殘留量，1倍處理高于對(duì)照（CK）。結(jié)果表明，增加地膜殘留量，土壤中DBP含量隨之增加。與CK處理相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜殘留量處理土壤中DBP含量分別增加了2.0和3.54倍；出苗后60 d，分別增加了2.57和3.78倍；出苗90 d后，分別增加了3.19和4.45倍。

圖1鹽化草甸土土壤中DBP含量的變化2.2鹽化草甸土土壤中鄰苯二甲酸二（2乙基已基）酯（DEHP）含量的變化由圖2可知，玉米各生育時(shí)期各處理土壤中DEHP最低含量為0.251 mg/kg，最高含量為4.770 mg/kg。同一生育時(shí)期，3倍地膜殘留量土壤中DEHP含量高于1倍用量，1倍處理高于對(duì)照水平。結(jié)果表明，增加地膜殘留量，土壤中DEHP含量也呈增加趨勢(shì)。與CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜殘留量土壤中DEHP含量分別增加了5.19和7.67倍；出苗60 d后，分別增加了6.97和11.94倍；出苗90 d后，分別增加了11.40和17.95倍。與王冬瑩等[7]推算的我國(guó)農(nóng)田土壤中DBP和DEHP的臨界濃度（分別為250和50 mg/kg）相比，玉米在種植過(guò)程中土壤中DBP和DEHP含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此值，暫不會(huì)對(duì)農(nóng)田土壤造成PAEs污染。

圖2鹽化草甸土土壤中DEHP含量的變化2.3玉米植株體內(nèi)DBP和DEHP含量的變化玉米各生育時(shí)期各處理植株體內(nèi)均未檢測(cè)出DEHP。由圖3可知，玉米各生育時(shí)期各處理植株體內(nèi)DBP最低含量為0.123 mg/kg，最高含量為0.546 mg/kg。玉米各個(gè)生育時(shí)期，3倍地膜殘留量處理植株中DBP含量均高于1倍處理，1倍處理高于對(duì)照水平。與CK相比，出苗后30 d，1倍和3倍地膜殘留量植株中DBP含量分別增加了2.17和2.70倍；出苗60 d后，植株中DBP含量分別增加了1.09和1.40倍；出苗90 d分別增加了1.14和1.57倍。

圖3玉米植株體內(nèi)DBP含量的變化3結(jié)論與討論

試驗(yàn)表明，隨著地膜殘留量的增加，土壤和植株中酞酸酯類化合物（DBP和DEHP）含量表現(xiàn)出明顯增加的趨勢(shì)。陳永山等研究表明，蔬菜大棚基地土壤PAEs存在著一定程度的污染[8]。趙勝利等研究表明，由于農(nóng)膜使用量大，導(dǎo)致珠三角城市菜園土壤中PAEs含量普遍偏高[9-10]。實(shí)踐表明，棚膜和地膜的使用是PAEs殘留量增加的主要原因。因此，連年使用的塑料地膜如不及時(shí)清除，長(zhǎng)期殘留在土壤中，將增加土壤中和植物體內(nèi)酞酸酯類化合物的含量，對(duì)其造成污染。國(guó)家應(yīng)通過(guò)制定和實(shí)施積極的廢舊地膜回收制度，推廣適時(shí)揭膜技術(shù)，大力推廣新型自分解地膜的應(yīng)用，嚴(yán)格執(zhí)行我國(guó)現(xiàn)行的農(nóng)用地膜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)農(nóng)民選用耐老化易回收的地膜等措施來(lái)減少農(nóng)田地膜的殘留量。

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