长三角农田土壤PCBs污染特征及其在水稻中的代谢转化
发布时间：2020-04-17 15:25
【摘要】：多氯联苯(Poly-chlorinated biphenyls,PCBs)是一类常见的持久性有机污染物(Persistent organic pollutant,POPs),可被作物吸收,并在作物中代谢转化生成比母体化合物毒性更强的产物,影响农产品品质安全。迄今,尚缺乏区域农田土壤PCBs污染和风险水平的基础数据。在有机污染物的风险评估过程中,一般只考虑母体化合物的毒性,忽略高毒性代谢转化产物的风险,导致有机污染物风险被低估。因此,应从区域尺度,监测农田土壤PCBs的浓度水平,探究其作物吸收代谢行为,确定PCBs的风险水平,为有效管控土壤PCBs污染风险提供科学依据。本文选取长三角农田土壤为研究对象,评价分析了农田土壤PCBs的污染特征和风险指数;选取水稻为模式作物,研究了 PCBs的代谢途径及影响因素,探讨了 PCBs转化的基因调控分子机理。论文主要取得以下有价值的信息:(1)江苏和上海农田土壤PCBs残留量相对较高,PCBs平均浓度受土壤利用类型影响:水稻田蔬菜田未耕作土,3-5氯代PCBs为土壤中PCBs主要成分,50%以上点位对人体具有非致癌风险,24%以上点位对人体具有中等以上致癌风险,风险主要来源于CB-126、CB-81和CB-169。可考虑将PCBs作为长三角农田土壤优先控制污染物。(2)分析鉴定了水稻活体中PCBs的甲氧基化代谢产物(Methoxylated poly-chlorinated biphenyls,MeO-PCBs)和羟基化代谢产物(Hydroxylated poly-chlorinated biphenyls,OH-PCBs),MeO-PCBs 与 OH-PCBs 间 可相互 转化,MeO-PCBs去甲基化速率为OH-PCBs甲基化速率的18倍,PCBs的羟基化及MeO-PCBs的去甲基化代谢由水稻细胞和内生真菌共同完成,PCBs的甲氧基化及OH-PCBs的甲基化代谢由水稻细胞单独完成。共存Cu2+通过影响水稻根系膜完整性和酶活性,可改变PCBs代谢转化行为。(3)发现PCBs代谢由CYP450酶系调控,经I相代谢生成OH-PCBs。少部分OH-PCBs可经甲基转移酶催化,生成甲基化产物(MeO-PCBs)。MeO-PCBs快速被CYP450酶系催化,生成OH-PCBs。
【图文】：
在我国南方电子垃圾拆解地生长的作物体内检测到了较高含量的ＰＣＢｓ（２逡逑ＰＣＢｓ，邋６．７－１５００邋ｎｇ／ｇ）［３１］0逡逑土壤中的ＰＣＢｓ可通过两种途径进入植物（图１．２）：邋（１）挥发至大气中，通过逡逑气态扩散的方式进入茎叶气孔，或吸附于大气颗粒物上，经干湿沉降的方式沉积逡逑在植物叶表皮上，溶解于蜡质，穿过表皮，通过范德华力等作用进入植物韧皮部，逡逑传输并累积于植物各组织中［５Ｗ７］。研究认为，大多数有机污染物的叶面吸收过程逡逑以角质层吸收为主，气孔吸收为辅［５７］。８３０＾１＇等［５７］认为，当叶面角质层难以穿逡逑过，气孔密度相对较高时，有机污染物的气孔吸收较为重要；但当有机污染物易逡逑穿透角质层时，，气孔吸收几乎可以忽略。逡逑（２）吸附于土壤颗粒态上的ＰＣＢｓ经淋洗及脱附作用进入土壤间隙水或土壤逡逑气相，通过分配作用进入作物根系［５５，５８］。进入作物根系的有机污染物，一部分分逡逑配到根系脂肪物质并被固定
１．２．１样品采集逡逑按照网格布点法，于２０１４年６月在长三角地区采集２４１个表层农田土壤样逡逑品（０－１５ｃｍ）和６个土壤剖面样本（图２．１）。其中，表层农田土壤样品中，３０个逡逑样点位于上海市，９０个样点位于江苏省，１２１个样点位于浙江省。在k胃鲅悖义喜捎梦宓惴ǎ貌恍飧痔虏杉寥姥荆ㄔ迹保埃埃埃纾⒓锹几玫阄恢眯畔ⅰｅ义喜裳蚍段Ы橛阱澹玻埂＃常矗妫矗场卞澹五搴湾澹常
本文编号：2631019
【图文】：
在我国南方电子垃圾拆解地生长的作物体内检测到了较高含量的ＰＣＢｓ（２逡逑ＰＣＢｓ，邋６．７－１５００邋ｎｇ／ｇ）［３１］0逡逑土壤中的ＰＣＢｓ可通过两种途径进入植物（图１．２）：邋（１）挥发至大气中，通过逡逑气态扩散的方式进入茎叶气孔，或吸附于大气颗粒物上，经干湿沉降的方式沉积逡逑在植物叶表皮上，溶解于蜡质，穿过表皮，通过范德华力等作用进入植物韧皮部，逡逑传输并累积于植物各组织中［５Ｗ７］。研究认为，大多数有机污染物的叶面吸收过程逡逑以角质层吸收为主，气孔吸收为辅［５７］。８３０＾１＇等［５７］认为，当叶面角质层难以穿逡逑过，气孔密度相对较高时，有机污染物的气孔吸收较为重要；但当有机污染物易逡逑穿透角质层时，，气孔吸收几乎可以忽略。逡逑（２）吸附于土壤颗粒态上的ＰＣＢｓ经淋洗及脱附作用进入土壤间隙水或土壤逡逑气相，通过分配作用进入作物根系［５５，５８］。进入作物根系的有机污染物，一部分分逡逑配到根系脂肪物质并被固定
１．２．１样品采集逡逑按照网格布点法，于２０１４年６月在长三角地区采集２４１个表层农田土壤样逡逑品（０－１５ｃｍ）和６个土壤剖面样本（图２．１）。其中，表层农田土壤样品中，３０个逡逑样点位于上海市，９０个样点位于江苏省，１２１个样点位于浙江省。在k胃鲅悖义喜捎梦宓惴ǎ貌恍飧痔虏杉寥姥荆ㄔ迹保埃埃埃纾⒓锹几玫阄恢眯畔ⅰｅ义喜裳蚍段Ы橛阱澹玻埂＃常矗妫矗场卞澹五搴湾澹常
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