類固醇雌激素在土壤-植物體系中的遷移轉化及其毒理效應

陳興財,張豐松,李艷霞,*,姜曉滿,張雪蓮,胡柏楊,童 心,徐 凱

1 北京師范大學環境學院,水環境模擬國家重點實驗室, 北京 100875 2 中國科學院地理科學與資源研究所, 北京 100101 3 北京市土肥工作站, 北京 100029

類固醇雌激素(steroidal estrogens, SEs)主要是由人或動物卵巢細胞等產生的激素類物質,當SEs作為外源性雌激素進入動物體內后,可模擬細胞內源性激素作用或是改變其活性,從而影響人和動物性分化以及體內正常代謝功能,干擾生物正常的生長、發育、生殖等功能,甚至產生致死、致癌和致畸形等作用,具有典型的內分泌干擾作用[1]。研究表明,SEs在極低的濃度水平(如1 ng/L)下就會對生物體造成危害,對生態環境的影響特別是對人和動物的生長、發育以及種群結構的穩定有著不可忽視的威脅[2- 3]。

隨著SEs在各種環境介質中被不斷檢出,以及對SEs的生態環境危害認識的深入,其在動物體內的累積和生物效應已被廣泛研究。相比較而言,SEs在植物體內遷移、轉化及其生物學效應的研究較少。但近年來逐漸有研究證實[4- 5],植物體內也有SEs的吸收和殘留,尤其是在市售產品中的檢出更是將其生態風險明朗化。Lu等[4]研究小組在美國佛羅里達市場隨機采購了8種水果和蔬菜,其中6種水果和蔬菜均檢出了SEs,濃度水平達到1.3—2.2 μg/kg。依據食品添加劑聯合專家委員會的推薦值,所檢測水果和蔬菜中SEs的含量明顯超出了兒童每天可允許攝入量,長期攝入將對兒童產生內分泌干擾效應。盡管Lu的研究沒有明確所調查蔬菜和水果中SEs的來源,但是由此可以推斷,植物吸收了環境中的SEs,并且在體內產生累積。當植物體內的SEs通過食物鏈進入人體后,無疑會對人體健康、生長發育造成嚴重的威脅。因此,SEs的植物體吸收累積及其相關影響機制值得關注并引起重視。許多研究還表明,進入植物體內的SEs還會干擾植物體內激素的合成及轉化,從而影響植物的生長發育[6- 8]。SEs對植物生長,尤其是農田作物生長的影響,不僅會直接影響作物對SEs的吸收累積效應,還會間接影響農作物的收成,從而影響農產品的經濟收益。因此,研究SEs在土壤-植物體系中的遷移轉化及其毒理效應具有現實意義。

針對SEs在植物體內具有檢出殘留的現狀問題,綜述了植物對SEs的吸收累積、遷移轉化、代謝降解過程,分析了影響這些過程發生的主要因素,并且綜述了SEs對不同植物生長發育影響及受SEs脅迫下植物抗氧化機制的變化。在此基礎上對未來研究進行了展望,以期為充分認識SEs向植物體的遷移累積過程及因此帶來的潛在健康風險提供參考。

1 土壤-植物體系中SEs的遷移轉化特征

1.1 植物對SEs的吸收累積和遷移

SEs主要包括天然類固醇激素和人工合成類固醇激素。其中,天然雌激素包括雌酮(E1)、17α-雌二醇(17α-E2)、17β-雌二醇(17β-E2)及雌三醇(E3),人工合成類固醇激素主要有17α-乙炔雌二醇(EE2)和炔雌醇醚(MeEE2)等,表1為以上幾種雌激素的理化性質[9- 11],可以看出,SEs為一類難溶于水、不易揮發并且親脂性較強的有機物。與SEs性質相近的有機污染物,如多環芳烴、多氯聯苯等的相關研究早已表明,植物的吸收、累積及代謝在污染物的環境行為中具有重要影響作用[12]。近年來,植物在SEs環境行為中的作用也逐漸被證實。Card等[13]將玉米幼苗培養在含有17β-E2、E1及兩種合成激素的溶液中發現,22天后溶液中相應激素的濃度下降,而在玉米的根部有對應激素的檢出,其中17β-E2濃度達到0.19 μmol/L。蘿卜的水培實驗也發現,其體內有相應17β-E2的檢出,并且當培養液17β-E2濃度由10 μg/L增加至100 μg/L時,檢出濃度會隨之增加[14]。另外,種植在施用污水污泥土壤中的小麥體內檢出了EE2,并且其濃度亦隨著污泥中EE2濃度的增加而增加[15]。以上研究說明,無論是土壤還是水溶液中的SEs均會被植物所吸收,且具有一定的濃度效應。同時也說明,植物在SEs的環境歸趨中具有重要作用,可能是環境SEs的重要“匯”之一,進而成為SEs流向生物體的重要“源”。因此,植物對SEs累積所導致的健康風險應引起足夠的關注。

表1 幾種典型SEs的物化特性[9- 11]

植物對污染物的吸收主要通過其根系組織進行。植物吸收土壤中有機污染物可分為兩個過程,第一個過程是有機污染物從土壤中解吸進入到土壤溶液中,之后通過在溶液中擴散與植物根系接觸,進而吸附于根系表面；第二個過程是附著于根系表面的有機污染物通過質外體或者共質體途徑,依次經過表皮、皮層、內皮層和維管組織到達根系內部組織中[16- 17]。SEs被植物根系吸收后,會向植物的其他部分繼續傳輸和轉運。Adeel等[6]通過水培實驗研究生菜對17β-E2和EE2的吸收轉運,在生菜根部和地上部分均有目標SEs的檢出。多個室內栽培實驗研究也在其他植物,如玉米、小麥、蘿卜等的根部和葉部中同時檢測到不同程度的目標SEs[13- 15]。SEs是一類不易揮發的有機化合物,以氣態的形式被地上部分所吸收的可能性較小,因此,地上部分中的SEs應主要由植物根部吸收后傳輸而來。另外,植物種類不同SEs在植物體的遷移累積會有所差異。Zheng等[18]向培養溶液同時添加E1、17β-E2和EE2后,將生菜和番茄置于相同條件下進行培養,結果顯示,生菜植株的根部和地上部分可檢出3種SEs,并且根部濃度約為地上部分的兩倍；而番茄只在根部檢測到3種SEs,其莖部、葉部以及果實中均檢測不到任何SEs的存在。說明生菜中目標SEs的遷移量和根部的累積量比番茄的大,并且吸收的SEs主要累積在蔬菜的根部,但是研究者并未明確SEs在兩種蔬菜中遷移性差異的原因。目前由于此方面的研究較少,相關機理仍有待進一步的研究。

1.2 植物對SEs的轉化

植物體對SEs的吸收和其他有機污染物類似[19],不但有對母體化合物的吸收累積,同時也會對SEs產生代謝或者降解轉化作用。有研究發現,由藻類或浮萍組成人工污水處理系統中,水生植物的存在促使E1和E2之間發生相互轉化[20]。Card等[21]研究也證實,玉米幼苗會使培養液中的E1和17β-E2相互轉化,沒有玉米幼苗的培養液中原有的E1或17β-E2濃度基本不變。分析認為可能是植物酶對SEs產生了氧化還原作用。另外,該研究通過玉米共生微生物的提取實驗發現,在含微生物的提取液中E1和17β-E2也會發生相互轉化,說明SEs的轉化還可能與微生物的氧化還原作用相關。相似的轉化作用也可能存在于植物體內[6]。研究者將生菜培育在不同濃度的17β-E2營養液中,植物體內可檢出17β-E2、E1甚至是17α-E2,差異在于高濃度(>2000 μg/L)條件下,生菜根部中可檢測出17β-E2、E1和17α-E2,而在低濃度(<150 μg/L)條件下,只有17β-E2和E1的檢出,說明了植物體內SEs的轉化還與SEs的濃度相關,但是具體的代謝轉化機制未知。

由此可見,植物可引起植物體內外的SEs發生相互轉化,可能既涉及植物活動,又與微生物活動相關,甚至還受SEs濃度的影響,但是仍缺乏機理性的研究及證明。此外,17β-E2的雌激素效應相對值約為E1的40倍,17β-E2向E1的轉化可看作是雌激素效應鈍化的過程,反之,則為增強的過程。因此,在評價SEs植物吸收后可能導致的潛在健康風險時,需要考慮植物體對SEs相互轉化過程的影響。

1.3 植物對SEs的代謝降解

SEs被植物吸收的過程中還會發生降解,目前研究認為主要是植物對SEs的酶解作用。Sakurai等[22]以瓊脂為培養基種植三葉草,瓊脂中E1和17β-E2的濃度會在1個月內快速下降,而未種植三葉草的瓊脂中E1和17β-E2的濃度幾乎不變。研究認為,除了三葉草對E1和17β-E2的吸收外,植物根系分泌了能夠降解這兩種激素的酶。研究者[23]提取了玉米根、種子、葉中的酶,之后向3種酶提取液中加入E1或17β-E2,17β-E2會被快速去除,E1可被還原生成17β-E2,進一步證實植物分泌的酶對雌激素具有降解轉化作用。Li等[24]采用相同的提取方法提取蘿卜根部和葉部中的酶,添加17β-E2和E1后也發現,兩種雌激素會在根部和葉部的酶提取液中發生降解,并且根部的酶提取液中兩種雌激素的降解速率明顯大于葉部的酶提取液,研究者認為這可能與提取酶的種類、數量以及這些酶在不同蘿卜組織中的代謝活性有關。以上研究表明,植物中存在能轉化和降解SEs的酶,但是由于存在的酶種類較多及作用過程繁雜,往往導致難以明確起主要作用的酶。然而,也有部分研究已證實植物辣根分泌的過氧化物酶能夠去除水中E1、17β-E2、E3及EE2,并已經在水污染治理中展開應用研究[25]。

植物對SEs的降解與根系周圍微生物類型及其酶的活性相關。Lloret等[26]發現嗜熱毀絲菌能分泌降解E1和17β-E2的漆酶,當漆酶的初始活性為500 U/L時,E1的去除率可達95%,17β-E2幾乎被完全降解。Auriol等[27]探究變色栓菌分泌的漆酶對SEs降解效率實驗發現,漆酶活性為20000 U/L時,濃度分別為0.4 μmol/L的E1、17β-E2、E3和EE2在1 h 內會被完全降解。另外,栓菌屬和血紅密孔菌也能夠分泌降解EE2的漆酶,活性為800 U/L的漆酶8 h內能夠降解80%的EE2[28]。可見,多種微生物均能分泌降解SEs的漆酶,并且具有較好的降解效果。由于這些酶的特異性較低,還可同時降解多種共存的SEs,但是降解效率與酶的活性以及SEs的濃度相關。目前,許多研究已經把酶的催化降解作為處理削減污水中SEs含量以及其他具有內分泌干擾作用污染物的重要手段之一,并且獲得了較好處理效果,具有去除效率高、降解速率快、二次污染小等特點[29- 30],具有廣闊的應用前景,可為今后降低土壤中SEs污染風險提供思路。

2 土壤-植物體系中SEs遷移轉化的影響因素

植物對土壤有機污染物的吸收可看作是由土壤、土壤液相、植物有機組分和植物液相之間一系列局部分配的過程,這些分配過程并存且相互影響,最終決定污染物向植物的遷移轉化行為。因此,SEs由土壤吸附-解吸至被植物吸收這一過程可能受土壤類型、SEs性質和植物組成等多種因素共同作用。

2.1 SEs自身理化性質與其遷移轉化的關系

目前關于有機污染物的植物吸收研究已表明,有機污染物的脂溶性是影響其植物吸收累積程度的重要因素。Briggs等[31]早期研究大麥對18種不同有機污染物的吸收能力與污染物脂溶性的關系時,發現污染物的生物富集系數與其lgKow值呈顯著正相關。Namiki等[32]研究了12種理化性質差異較大的有機化合物在16種植物上的吸收行為,也得到類似結果,基本上植物吸收土壤中有機化合物與其lgKow值為正相關關系,即化合物的親脂性越強,植物對其的吸收累積程度越大。SEs的植物吸收也有類似的規律,如生菜對E1、17β-E2和EE2等脂溶性較強的化合物的吸收累積大于脂溶性較弱的咖啡因,并且3種SEs中脂溶性最大的EE2植物累積量最大[33]。因此,SEs作為一類親脂性較強的化合物不僅容易被植物所吸收,其吸收程度還可能隨疏水性的增強而增大。

SEs脂溶性還會影響其由根部向地上部分的遷移。有研究指出[17],當污染物lgKow>3.5時,過高的疏水性會導致污染物難以通過維管組織發生遷移,因而污染物更容易在根部發生累積。土壤施用含有EE2的污水污泥后,其所種植小麥根部EE2含量是葉片中的兩倍[15]。水培實驗中,胡蘿卜幼苗根系中17β-E2的濃度是葉片中的1.1—1.7倍[14]。說明了SEs的強疏水性阻礙了其在植物體內的遷移。此外,Card等[13]將玉米培養在只含有E1、17β-E2、玉米赤霉醇 (α-ZAL)或玉米赤霉酮 (ZAN)的4種激素的溶液中,玉米根部和葉部中均能檢測到相應激素的存在,但是在玉米葉片中只檢測出還原態激素17β-E2和α-ZAL,而還原態的17β-E2和α-ZAL以及氧化態的E1和ZAN在根部均被檢出,研究者認為氧化態激素難以遷移到地上部分,或是在葉片部分中只發生還原反應。說明,SEs在植物中的遷移也可能與其氧化還原形態相關。

理論上,中性態的有機污染物比離子態更容易被植物吸收,這是因為植物組織細胞的膜電位為負電位,會與離子態的有機污染物產生靜電斥力,從而阻礙植物根系對離子態的有機污染物的吸收[33]。因此,SEs的pKa也會影響其植物的吸收和轉運。研究表明,大多數類固醇激素的pKa值大于10(表1),一般情況下土壤中SEs以中性分子的形式存在,有利于SEs向植物根系遷移；但是,當環境中pH值大于10時,SEs可能以負離子形式存在,植物對其吸收會受到抑制。

除了親脂性和電荷形態以外,有機污染物的分子量大小也可影響植物對其吸收累積,因為污染物分子量的大小與其膜滲透性相關。研究表明,分子量為200—500 g/mol的化合物通過細胞膜會出現明顯的篩分效應[34],即隨著分子量的增大,其膜滲透性會逐漸下降,當化合物分子量大于1000 g/mol時會難以透過細胞膜[35]。環境中的SEs具有游離態和結合態,二者可相互轉化,即游離態雌激素可通過與硫酸根或葡萄糖苷酸發生酯化作用而生成結合態,結合態雌激素則可水解生成自由態[36]。由于官能團的取代,結合態雌激素通常比游離態雌激素具有更大的分子量。因此,當環境中的SEs由游離態向結合態轉化時,可能會因為分子量的增大而降低其膜滲透性,進而減少其向植物的遷移。

2.2 土壤性質對SEs植物吸收的影響

目前,有關SEs植物吸收累積研究大多基于室內水培實驗,對于其在土壤-土壤-植物體系的相關機理研究相對有限。相比于水溶液基質,土壤體系包含有機質、礦物及各種微生物,會對SEs產生吸附、降解、轉化等作用,使得SEs向植物的遷移過程復雜化。Sakurai等[22]比較了在種植三葉草的不同培養基中E1和E2的耗散速率,結果顯示,SEs在土壤中殘留時間大于瓊脂培養基。分析認為,可能是土壤對SEs產生了不可逆的吸附降低了植物對SEs的吸收,從而降低了SEs的耗散。Card等[23]研究也指出,由于土壤對SEs的吸附,使得植物在水培實驗中的SEs吸收速率大于自然土壤中的吸收速率,并認為前者可代表植物在實際土壤環境中對SEs最大吸收限值。以上研究也進一步說明,水培實驗所得結果不能完全反映SEs在土壤-土壤-植物體系中實際遷移轉化過程。

土壤中有機污染物的植物吸收累積程度通常以污染物在植物組織中濃度與其在土壤中濃度的比值,即生物富集系數(BCF)來表示,BCF值越大,表明植物組織中污染物的累積量越高。不同類型土壤中,植物對SEs的BCF一般具有較大差別。現有研究顯示[15],EE2在3種土壤中小麥根系BCF值依次為砂土>壤土>壤砂土,而3種土壤最大的區別在于有機質含量的不同為壤砂土(4.4%)>壤土(1.8%)>砂土(0%),說明植物對土壤中SEs吸收累積程度與土壤有機質含量相關。油豆角土培實驗中也得到類似結論,砂土中EE2的油豆角根系BCF值約為含有機質土壤中的40倍[37]。土壤有機質對植物吸收SEs影響主要來源于其對SEs的吸附作用,有機質含量越大,吸附作用越強,土壤中植物可利用的SEs也就越低。除了有機質含量,土壤礦物組成、類型、粘粒含量及其粒徑大小均會影響土壤對SEs的吸附[38- 39],進而可能影響植物對SEs吸收,但目前仍缺乏相關的機理性研究及證明。此外,Li等[40]研究包括E1和17β-E2在內的15種藥物在土-水-植物體系中的分布特征時,發現植物對污染物的吸收不僅受其在土壤固相與液相吸附分配作用的影響,還與污染物的生物降解作用相關,說明SEs的植物吸收過程也受土壤微生物的影響。這是因為土壤微生物對SEs的降解作用會直接降低土壤SEs的含量,從而減少SEs由土壤向植物遷移。而且,在植物存在條件下,其根系分泌物還可成為土壤微生物的有效碳源[41- 42],促進微生物的活性,進而會加速SEs的降解。綜上可知,土壤性質對植物吸收土壤中的SEs具有重要影響,SEs在土壤-植物中遷移轉化行為顯得更為復雜,亟待且有必要開展進一步的相關機理研究。

2.3 植物性質對其吸收累積SEs的影響

植物體主要由水、脂質、碳水化合物、蛋白質、纖維素等物質構成,這些物質在植物吸收污染物過程中起著重要作用。Chiou等[43]的研究指出,當有機污染物的lgKow≤1時,根部水分對植物吸收污染物貢獻為85%；當有機污染物的lgKow=2時,根部水分和脂質的作用各占50%；而當機污染物的lgKow≥3時,植物的吸收幾乎來自于脂質對污染物的分配作用,并且該研究還指出,植物脂質含量越高,根系對污染物的吸收量越大。其他研究也給予了證實,植物脂質是植物吸收疏水性有機污染物的主要作用成分[44]。由表1可知,SEs的lgKow基本大于3,均具有較強的疏水性,因此,植物脂質在植物吸收SEs過程中應該起著極為重要的作用。

除了植物脂質外,其他組分也可能影響植物對SEs的吸收。盡管目前SEs在此方面的相關研究比較有限,但是與其性質相近的許多疏水性有機物已有研究報道。Li等[45]的研究發現,僅以植物脂質預測得到的4種疏水性有機物(林丹、六氯苯、四氯乙烯和三氯乙烯)吸收量要低于實際吸收量,分析表明這是由于低估植物其他組分貢獻所造成的。Chen等[46]實驗證實植物中的碳水化合物對其吸收疏水性有機物具有重要作用：他們將由小麥細胞壁分離得到的3種細胞壁成分分別吸附強疏水性的菲,發現它們的吸附能力分別與自身的芳香化程度和極性呈明顯的正相關和負相關,而通過表征手段發現小麥的細胞壁比根系的其他組分具有更高的芳香化程度和更低的極性,說明細胞壁對有機污染物的植物吸收具有重要作用,而細胞壁的主要成分則為碳水化合物。Zhang等[47]的研究也得到類似結果,植物的碳水化合物在其吸收多環芳烴這類疏水性有機污染物中起主導作用。因此,植物其他組分對其吸收累積SEs行為的影響也不容忽視,加之不同類型植物之間植物組分含量的差異較大,最終可能導致不同植物對SEs的吸收產生巨大差異。

3 SEs的植物毒理效應

環境中的SEs不僅會對生物體產生干擾效應,其進入植物后也可能會干擾植物體內植物激素的合成和轉運,從而影響植物的發芽、生長和酶的活性等。

3.1 SEs對植物生長的影響

Bonner等[48]早在20世紀初就已經發現E1可刺激體外豌豆胚胎的生長。之后的進一步研究顯示,SEs還可影響植物種子的萌發。Bowlin等[49]發現,高濃度17β-E2(10 mg/L)處理組中玉米種子的萌發時間比不含17β-E2對照組的種子萌發時間延遲12 h。魏瑞成等[14]探究了不同濃度17β-E2對蘿卜生長影響,顯示,高濃度的17β-E2(100 μg/L)對蘿卜種子的發芽勢和發芽率具有抑制作用,但是在低濃度(10 μg/L和50 μg/L)條件下對種子的萌發具有促進作用。

根系是植物周圍環境交換和吸收營養物質的主要場所,其生長狀況可影響植物對養分的吸收利用,繼而影響植物的生長,因此研究常把植物的根長和莖長作為衡量SEs對植物生長影響的重要生理指標。由表2可知,SEs對不同植物的生長具有不同影響。例如Brown等[50]通過土豆水培實驗發現,與不含SEs的對照組相比,E1、17β-E2或E3的存在會抑制土豆根系的生長,并且其抑制作用隨著濃度的增大(0.1 mg/L增加至10 mg/L)而增強。其他研究也發現SEs的存在會抑制生菜、玉米、番茄等作物的生長,并且不同SEs在相同處理濃度下對同一植物的抑制作用并無明顯差別[6,49,51]。然而,部分研究卻發現SEs能夠促進植物的生長。17β-E2濃度為10 μg/L時,可促進蘿卜的發芽和根的生長[14]；當其濃度在10-15—10-4mg/L時,可促進鷹嘴豆根系的生長[53]。另外的研究結果則表明,SEs對植物生長的影響呈劑量效應關系,主要表現為在低濃度的刺激效應,高濃度下的抑制效應。Shore等[54]研究表明,高濃度(50—500 μg/L)的E1和17β-E2會抑制苜蓿的生長,但是低濃度(0.005—0.5 μg/L)的E1和17β-E2則會促進苜蓿的生長。Upadhyay和Maier實驗也證實,當17β-E2的濃度為10 μmol/L時,會抑制擬南芥的根系生長以及降低其地上部分的生物量,但是,當17β-E2的濃度小于0.1 μmol/L時,則會出現相反的結果[55]。此外,還有少量的研究發現[23,56],SEs的存在對植物的生長并無影響,這可能是因為實驗施用的SEs濃度過低,未能達到植物對SEs的響應濃度范圍。

以上研究表明,SEs對植物生長具有復雜的作用機制,不同SEs之間對同一植物生長的影響差別較小,但是不同植物對同一SEs則具有不同響應,其原因可能與植物的SEs耐受性、培養條件(培養時間、溫度、濕度等)及目標SEs添加濃度有關。另外,即使在相同處理條件下,同一植物不同部位對同一SEs的濃度響應也會不同[52],這可能是因為植物不同部位植物酶的種類、活性具有一定差別,從而造成其對SEs響應的不同。同時,也說明了SEs對植物生長的影響還可能與植物酶的種類及活性相關。SEs對植物生長的影響不僅會直接影響植物對其的吸收累積能力,還會間接影響農田作物的經濟效益。但是目前關于SEs對植物生長發育的影響機制尚無具體定論,仍需進一步的深入研究,以期為保證農田作物的安全及經濟效益提供理論依據。

表2 SEs對不同植物生長發育影響

3.2 SEs對植物抗氧化活性的影響

Adeel等[6]通過測定發現,生菜受到不同濃度(0—10000 μg/L)17β-E2和EE2處理后,其體內SOD、POD、CAT、APX四種酶的活性及MDA和H2O2的含量隨著兩種雌激素濃度的增大而明顯增大,而生菜的生長表現為隨SEs濃度的增大明顯受到抑制,說明盡管SEs刺激了生菜的抗氧化活性,但并不足以清除SEs誘導產生的ROS,從而造成了ROS的累積,導致生菜發生氧化損傷,最終表現為生菜根系生長受到抑制。蘿卜水培實驗也發現,當17β-E2大于50 μg/L時,蘿卜體內SOD、POD和CAT活性會受到抑制,MDA的含量也顯著升高,相應的蘿卜生理性狀表現為根長和發芽率均受到抑制。說明一定濃度的SEs會對植物產生脅迫作用,降低植物抗氧化系統活性,造成植物體出現生理功能損傷,影響植物生長[14]。

4 結論及展望

SEs普遍存在于環境介質中,具有低劑量、高生態風險的特性。畜禽養殖場和污水處理廠是環境雌激素的主要排放源,大量的畜禽糞便、城市污泥及污水在土地利用的過程中會向植物中發生遷移并發生累積,不僅會影響植物的生長發育,同樣會對人和動物的健康帶來潛在風險。因此,全面了解SEs在土壤-植物體系中的遷移轉化機理及其對植物生長發育影響機制顯得尤為重要。為此,今后在如下領域開展關于SEs的研究具有重要意義：

(1)目前針對植物對SEs的吸收累積過程及代謝規律的研究大多基于室內水培模擬實驗,不能完全反映SEs在實際土壤-植物體系中的遷移轉化過程。特別是當SEs隨畜禽糞便或城市污水污泥等介質進入土壤后,必然會在不同的相態體系間發生復雜的遷移轉化行為。因此,開展不同源SEs在土-水-生多相態體系間遷移轉化過程、影響因素以及相關作用機制的研究更有實際意義,可為掌握SEs的環境行為、降低SEs的作物累積風險提供理論依據。

(2)在實際情況下,由于畜禽糞便、城市污泥及污水等土地利用方式的不同,SEs在環境中的殘留特征、環境行為也會有所差異,并且這些介質中除SEs以外往往還會存在其他多種污染物,最終導致土壤污染總是呈現多樣性,出現復合污染,使得SEs向植物遷移轉運過程更為復雜。因此,建議結合SEs的來源,探究不同污染源利用方式對植物吸收、累積SEs的影響以及復合污染可能導致的植物累積效應,以期更為有效地判斷SEs和其他污染物的污染風險及生態效應。

(3)目前國內外缺乏可借鑒的作物體內SEs的殘留研究數據,我國也尚未開展有關于SEs在農作物中的允許檢出量、人體每日允許攝入量等方面的相關標準研究,故而難以評價SEs進入植物體后帶來的潛在健康風險。雖然國外已有明確的人體攝入限值標準,但是由于地域氣候條件、SEs污染水平、人口飲食等差異,難以直接采用國外標準進行健康風險的界定。因此,建議加強土壤及農作物體內SEs監測,為制定SEs農作物的檢出及人體攝入標準提供可靠數據,對保證農產品安全及人體健康具有重要意義。