全 文 ：邻苯二甲酸酯在不同品种通菜2土壤系统
中的累积效应研究 3
蔡全英1 　莫测辉2 3 3 　曾巧云1 　李云辉1 　肖凯恩1 　李海芹1 　徐国生1 　王伯光3 　吴清柱3
(1 华南农业大学资源环境学院 ,广州 510642 ;2 暨南大学环境工程学院 ,广州 510632 ;3 广州市环境监测中心站 ,广州 510030)
【摘要】　在邻苯二甲酸 (2 - 乙基己基)酯 (DEHP) 不同污染程度的水稻土上盆栽不同品种通菜 ,应用 GC/
MS联机检测技术研究了通菜2土壤系统中 DEHP 的环境行为与归宿. 结果表明 ,通菜中 DEHP 的含量为
01335～121710 mg·kg - 1 ,与土壤的污染程度呈正相关. 不同品种通菜之间对 DEHP 的吸收累积效应存在
显著差异 ,与其叶子大小存在一定的正相关关系. 种植不同品种通菜后土壤中 DEHP 的残留量 (11424～
191834 mg·kg - 1)存在显著差异. 通菜对土壤中 DEHP 的 BCFs 都小于 110 ,与土壤的污染程度呈负相关.
不同通菜品种的 BCFs 之间存在显著差异 ,中等叶子通菜品种的 BCFs 相对较大.
关键词 　邻苯二甲酸双 (22乙基己基)酯 (DEHP) 　通菜 　水稻土 　累积效应
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 08 - 1455 - 04 　中图分类号 　X523 　文献标识码 　A
Accumulation of di2( 22ethylhexyl) phthalate in various genotype Ipomoea aquatica2paddy soil system. CAI
Quanying1 ,MO Cehui2 , ZEN G Qiaoyun1 , L I Yunhui1 , XIAO Kai’en1 , L I Haiqin1 , XU Guosheng1 , WAN G
Boguang3 , WU Qingzhu3 ( 1 College of Resources and Envi ronment , South China A gricultural U niversity ,
Guangz hou 510642 , China ; 2 College of Envi ronmental Engineering , Jinan U niversity , Guangz hou 510632 ,
China;3 Guangz hou Envi ronmental Monitoring Center , Guangz hou 510030 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,
2004 ,15 (8) :1455～1458.
Various genotypes of Ipomoea aquatica were pot2cultured on paddy soils with different pollution level of di2(22
ethylhexyl) phthalate (DEHP) ,and the concentrations of DEHP in plant and soil were determined by GC/ MS.
The results showed that the concentration of DEHP in plant varied directly with soil pollution level ,and different
genotypes of Ipomoea aquatica had significantly different concentrations of DEHP ,which varied directly with
leaf area. Soils grown with various genotypes of Ipomoea aquatica also had significantly different DEHP concen2
trations. The soil DEHP bioaccumulation factors (BCFs) of various Ipomoea aquatica genotypes were all under
1. 0 and in inverse proportion to soil pollution level. The BCFs varied significantly among the genotypes of Ipo2
moea aquatica ,with a relatively higher value for those genotypes with middle size leaves.
Key words 　di (22ethylhexyl) phthalate (DEHP) , Ipomoea aquatica , Paddy soil , Accumulation.3 教育部科学技术研究重点项目、广东省自然科学基金项目
( 021011 , 036716 ) 、广 东 省 科 学 技 术 攻 关 项 目 ( 01C21202 ,
03C34505) 、广东省环保科学技术研究开发项目 (粤环 01220) 和广东
省教育厅自然科学基金资助项目 (Z02004) .3 3 通讯联系人.
2003 - 05 - 08 收稿 ,2004 - 02 - 03 接受.
1 　引 　　言
邻苯二甲酸酯类化合物 (phthalic acid esters ,
PAEs)广泛用于塑料、汽车、服装、润滑剂和农药等
行业. 其中邻苯二甲酸双 (22乙基己基)酯 (DEHP) 是
最常用的化合物之一 ,进入环境后不易降解 ,具有生
物累积和放大效应 ,对生态环境和人体健康具有较
大的危害 ,甚至具有“三致”(致癌、致畸、致突变) 作
用 ,属于美国国家环保局的“优先控制污染物”.
DEHP 对蔬菜幼苗生长、产量及其品质等会产
生影响[1 ,3 ,5 ,6 ,16 ,17 ,19 ,20 ] . 在使用聚氯乙稀 ( PVC) 地
膜栽培的白菜和土壤中检测到 DEHP[10 ,12 ,16 ,18 ] ;在
施 用 城 市 污 泥 土 壤 和 作 物 中 也 检 测 到
DEHP[2～5 ,11 ,15 ,16 ] . 关于植物对 DEHP 吸收累积作
用的种间差异问题前人已有一定研究[2 ] ,但对于种
内差异的研究却鲜见报道. 本研究在不同 DEHP 污
染程度的水稻土上种植不同品种通菜 ,探讨不同品
种通菜2土壤系统中 DEHP 的环境行为与归宿.
2 　材料与方法
211 　供试材料
选择番薯属旋花科的通菜 ( Ipomoea aquatica) 为研究对
象 ,共 5 个品种 :台湾柳丝叶通菜、白骨柳叶通菜、竹叶油青
骨通菜、香港纯白中叶和本地大叶白骨通菜.
供试土壤为花岗岩发育的水稻土 (取自华南农业大学农
场水稻田) ,有机质含量为 361934 g·kg - 1 ,全氮、全磷和全钾
应 用 生 态 学 报 　2004 年 8 月 　第 15 卷 　第 8 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug. 2004 ,15 (8)∶1455～1458
含量分别为 01649、01936 和 191841 g·kg - 1 ,阳离子交换量
为 71993 cmol·kg - 1 ,p H 值 (水∶土 = 215∶1) 为 5190 ,机械组
成中 0105～2 mm 土壤颗粒占 36100 % ,0101～0105 mm 土
壤颗粒占 16100 % , < 0101 mm 土壤颗粒占 48100 %.
供试 DEHP 为分析纯 ,购自天津市化学试剂厂. 定量分
析用 DEHP、内标化合物 (艹北2d12) 和替代物 (p2Terphenyl2d14)
为色谱纯标准物 ,购自美国 UL TRA Scientific , Inc1 , North
Kingstown ;RI.
212 　试验方法
根据蔬菜对 PAEs 的忍耐程度 [1 ,6 ] ,盆栽土壤设计空白
对照、污染水平 Ⅰ和污染水平 Ⅱ3 个水平 (表 1) ,5 个品种通
菜共有 15 个处理 ,每个处理设 5 个重复 ,采用随机排列. 所
用化肥为尿素、过磷酸钙和氯化钾 (均为分析纯) . 氮、磷、钾
施用量分别为 0120、0115 和 0120 g·kg - 1 .
盆栽采用底部内径为 2010 cm、上部内径为 2710 cm、高
为 1710 cm 的瓷盆 ,每盆用土 5 kg. 盆栽前根据污染水平 Ⅰ
和污染水平 Ⅱ,先将一定量 DEHP 溶于丙酮溶剂 (分析纯)中
配成丙酮溶液 ,然后添加到过 2 mm 筛的水稻土中混匀 ,配
得污染土壤 (其 DEHP 含量是盆栽土壤的 10 倍) ,置于阴凉
处让丙酮自然挥发 ,再与过 5 mm 筛的土壤和化肥混合均匀
后装盆 ,并以去离子水调至田间持水量 ,土干后 (5 d) 将其倒
出 ,粉碎 ,混匀再装盆 ,其 DEHP 含量见表 1. 盆栽试验在华
南农业大学资源环境学院玻璃网室进行.
表 1 　供试土壤的初始 DEHP含量
Table 1 Initial concentration of DEHP in pot soil ( mg·kg - 1 ,DW)
处 理
Treatments
对照
Control
污染水平Ⅰ
Level Ⅰ
污染水平Ⅱ
Level Ⅱ
DEHP 51245 121216 231142
　　2002 年 7 月 1 日将挑选好的通菜种子用 011 %氯化汞
消毒清洗后播种到育苗板上. 1 周后移苗定植 ,每盆种植 5
株.盆栽过程中用去离子水浇淋 ,严禁使用农药. 8 月 8 日采
用不锈钢剪刀从土表面收割通菜 ,其生物量见表 2. 收割的
通菜用去离子水轻轻清洗表面灰尘 ,烘干 (45～50 ℃) 后粉
碎 ,过 1 mm 筛备测. 盆栽土壤按四分法采集 ,风干后粉碎过
筛 (1 mm)备测.
由表 2 可以看出 ,随着污染水平的提高 ,通菜的生物量
呈降低趋势. 其中较大叶子的通菜品种生物量降低不明显 ,
只是较小叶子的通菜品种生物量降低较为明显 ,表明土壤污
染水平的设计是合理的.表 2 　不同污染水平下各品种通菜的生物量
Table 2 Biomass of various genotypes of Ipomoea aquatica grown in varied soil pollution( g·pot - 1 , FW)
处理
Treatments
台湾柳丝叶通菜
Taiwan filiform2leaf
Ipomoea aquatica
白骨柳叶通菜
White2skin filiform2
leaf Ipomoea aquatica
竹叶油青骨通菜
Ensiform green
Ipomoea aquatica
香港纯白中叶通菜
Hongkong white2skin
Ipomoea aquatica
本地大叶白梗通菜
Local white2skin
Ipomoea aquatica
对照 Control 44105 ±2154abc 46129 ±3177ab 47154 ±3160ab 42140 ±1192bcd 45146 ±1112abc
污染水平ⅠLevel Ⅰ 35124 ±1109de 38120 ±1102cde 42117 ±1166bcd 43183 ±2105abc 43174 ±2106abc
污染水平ⅡLevel Ⅱ 25120 ±3151f 31114 ±3176ef 50156 ±1146a 40128 ±1151bcd 36102 ±1101de
列中相同字母者表示差异不显著 ( P < 0105) The same letters within each vertical column indicate no significantly difference. 下同 The same below.
213 　样品预处理与 GC/ MS分析
准确称取通菜样品和土壤样品各 20 g 左右 ,按照
U1S1EPA 8270C 方法[8 ]进行预处理 ,详见另文 [3 ,4 ] .
参考 U1S1EPA 8270C 方法 ,采用气相色谱2质谱仪 ( GC2
MS)联机检测技术对样品的 DEHP 进行定量测定. 具体的
GC/ MS分析条件及方法见另文[3 ,4 ] . 采用 SAS 等计算机软
件进行数据统计分析.
3 　结果与讨论
311 　不同品种通菜中 DEHP 的含量特征
通菜的 DEHP 含量见表 3. 从对照来看 ,各品种
通菜的DEHP 含量为 01335～11101 mg·kg - 1 ,白骨柳
叶通菜 DEHP 含量最高 ,显著高于本地大叶白梗通菜
(3 倍以上) ,而其它品种通菜之间差异不显著. 污染
水平Ⅰ的通菜中 DEHP 含量为 01865～31179 mg·
kg - 1 ,以竹叶油青骨通菜的含量最高 ,显著高于其他
4 个品种通菜. 香港纯白中叶通菜也显著高于台湾柳
丝叶通菜和本地大叶白梗通菜 ,以本地大叶白梗通菜
的含量最低. 污染水平Ⅱ的通菜中 DEHP 含量为
11083～121710 mg·kg - 1 ,以香港纯白中叶通菜的含
量最高 ,显著高于其他 4 个品种的 DEHP 含量 (215～
10 倍以上) ,其中竹叶油青骨通菜和本地大叶白梗通
菜的含量显著高于台湾柳丝叶通菜和白骨柳叶通菜
(2 倍以上) ,以白骨柳叶通菜的含量最低.
　　总体上看 ,不同品种通菜在土壤污染程度较低的
情况下 (空白对照) ,其 DEHP 含量差异不显著 ;在土
壤污染程度较高的情况下 ,叶子相对较大的通菜品种
其 DEHP 含量显著提高. DEHP 是半挥发性的有机污
表 3 　不同品种通菜中 DEHP的含量特征
Table 3 Concentrations of DEHP in different genotypes of Ipomoea aquatica( mg·kg - 1 ,DW)
处理
Treatments
台湾柳丝叶通菜
Taiwan filiform2leaf
Ipomoea aquatica
白骨柳叶通菜
White2skin filiform2
leaf Ipomoea aquatica
竹叶油青骨通菜
Ensiform green
Ipomoea aquatica
香港纯白中叶通菜
Hongkong white2skin
Ipomoea aquatica
本地大叶白梗通菜
Local white2skin
Ipomoea aquatica
对照 Control 01703 ±01125ab 11101 ±01139a 01852 ±01086ab 01750 ±01293ab 01335 ±01045b
污染水平ⅠLevel Ⅰ 01865 ±01199c 11524 ±01302bc 31179 ±01415a 21208 ±01342b 11085 ±01103c
污染水平ⅡLevel Ⅱ 21112 ±01233c 11083 ±01459c 41354 ±01766b 121710 ±01803a 41878 ±01340b
6541 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
染物.土壤中 DEHP 进入通菜的途径有两种 : 一是被
根系吸收并向上迁移 ;二是挥发进入周围的空气与叶
面接触被吸收和迁移. 因此 ,叶子相对较大的通菜品
种更有利于接触和吸收空气中 DEHP.
与空白对照相比 ,DEHP 污染土壤盆栽的通菜
中 DEHP 含量不同程度地提高 (白骨柳叶通菜除
外) ,与土壤的污染程度呈正相关 (白骨柳叶通菜除
外) ,也与通菜的品种特征密切相关 ,总体上较大叶
子通菜的提高程度更大. 与施用城市污泥 (和化肥)
种植的本地大叶白梗通菜 [3 ] 以及莴苣和胡萝
卜[2 ,15 ,16 ]相比 ,污染水平 Ⅰ和污染水平 Ⅱ的通菜中
DEHP 含量均较高 , 与使用地膜生产的白菜中
DEHP 含量[8 ]相当. 按 US EPA 规定的人均每天从
食物中摄入的 DEHP 量 (0125 mg) [14 ] ,假设 DEHP
全部来自蔬菜 ,且人均每天食用蔬菜 015 kg ,则蔬菜
的 DEHP 含量须低于 015 mg·kg21 . 上述通菜中
DEHP 的含量几乎都超过了该值.
312 　盆栽后土壤中 DEHP 的残留特征
盆栽后土壤中 DEHP 含量见表 4. 对于空白对
照 ,土壤中 DEHP 含量为 11424～21464 mg·kg - 1 ,
盆栽本地大叶白梗通菜的土壤中 DEHP 含量显著
低于盆栽其它 4 个品种的土壤 ,后 4 者之间无显著
差异. 对于污染水平 Ⅰ,土壤中 DEHP 含量为 61355
～81705 mg·kg - 1 ,以盆栽本地大叶白梗通菜的土
壤含量最高 ,以盆栽香港纯白中叶通菜的土壤含量
最低 ,两者存在显著差异 ,其余三者之间无显著差
异. 对于污染水平 Ⅱ,土壤中 DEHP 含量为 151647
～191834 mg·kg - 1 ,以盆栽本地大叶白梗通菜的土
壤含量最高 ,以盆栽台湾柳丝叶通菜的土壤含量最
低 ,两者存在显著差异 ,其余三者之间无显著差异 ,
但与前两者均存在显著差异.
总体上看 ,在低污染 (空白对照) 土壤上种植较
大叶子的通菜品种 (本地大叶白梗通菜) 后土壤
DEHP 含量最低 ;在中等污染 (污染水平 Ⅰ) 土壤上
种植中等叶子的通菜品种 (香港纯白中叶通菜)后土
壤 DEHP 含量最低 ,这可能与此污染水平下该通菜
品种对 DEHP 相对较高的吸收富集能力有关 ;在较
高污染 (污染水平 Ⅱ)土壤上种植较小叶子的通菜品
种 (台湾柳丝叶通菜和白骨柳叶通菜) 后土壤 DEHP
含量最低. 然而 ,在此污染水平下台湾柳丝叶通菜和
白骨柳叶通菜中 DEHP 含量却最低 ,这可能反映了
一种机制. 由表 2 可见 ,在污染水平 Ⅱ条件下 ,这两
个品种通菜的生物量与空白对照相比均明显降低 ,
即其生长过程已受到 DEHP 污染的影响 ,在此污染
胁迫下其根系可能分泌某种物质 ,直接或通过根系
微生物的活动间接促进了土壤中 DEHP 的降
解[7 ,9 ,21 ] .
与通菜中 DEHP 含量分布特征相似 ,盆栽后土
壤中 DEHP 的含量也与盆栽前土壤的污染程度呈
正相关. 其中污染水平 Ⅱ盆栽本地大叶白梗通菜土
壤 DEHP 含量与施用城市污泥盆栽本地大叶白梗
通菜后土壤 DEHP 含量相当[4 ] .
313 　不同品种通菜对 DEHP 的生物富集作用
通菜对 DEHP 的生物富集作用常以生物富集
系数 (BCFs)来表示. 富集系数是指通菜中 DEHP 的
含量与盆栽后土壤中 DEHP 的含量之比 (表 5) . 本
文中 BCFs 以干重计算 ,若以鲜重计算 ,前者通常是
后者的 15 倍以上[2 ] .
　　由表 5 可见 ,在不同污染水平下各品种通菜对
DEHP 的BCFs 均小于 110 ,绝大部分小于 015 ,与施
用污泥种植的莴苣、胡萝卜、胡椒等的 BCFs 相
近[2 ] . 随着污染水平的提高 ,各品种通菜的 BCFs 呈
表 4 　盆栽不同品种通菜后土壤中 DEHP的含量
Table 4 Concentrations of DEHP in post2experimental soils grown Ipomoea aquatica ( mg·kg - 1 ,DW)
处理
Treatments
台湾柳丝叶通菜
Taiwan filiform2leaf
Ipomoea aquatica
白骨柳叶通菜
White2skin filiform2
leaf Ipomoea aquatica
竹叶油青骨通菜
Ensiform green
Ipomoea aquatica
香港纯白中叶通菜
Hongkong white2skin
Ipomoea aquatica
本地大叶白梗通菜
Local white2skin
Ipomoea aquatica
对照 Control 21043 ±01253a 21084 ±01071a 21464 ±01080a 21059 ±01097a 11424 ±01079b
污染水平ⅠLevel Ⅰ 71791 ±01422ab 71476 ±01202bc 71273 ±01222bc 61355 ±01189c 81705 ±01594a
污染水平ⅡLevel Ⅱ 151647 ±01663c 171694 ±01977b 171900 ±01493ab 181349 ±01266ab 191834 ±01509a
表 5 　不同品种通菜对 DEHP的生物富集系数
Table 5 DEHP bioaccumulation factors ( BCFs) to different genotypes of Ipomoea aquatica
处理
Treatments
台湾柳丝叶通菜
Taiwan filiform2leaf
Ipomoea aquatica
白骨柳叶通菜
White2skin filiform2
leaf Ipomoea aquatica
竹叶油青骨通菜
Ensiform green
Ipomoea aquatica
香港纯白中叶通菜
Hongkong white2skin
Ipomoea aquatica
本地大叶白梗通菜
Local white2skin
Ipomoea aquatica
对照 Control 01389 ±01116a 01530 ±01109a 01322 ±01032a 01480 ±01093a 01260 ±01037a
污染水平ⅠLevel Ⅰ 01123 ±01036c 01225 ±01046bc 01383 ±01017a 01309 ±01054ab 01129 ±01013c
污染水平ⅡLevel Ⅱ 01146 ±01008bc 01080 ±01032c 01234 ±01055b 01695 ±01067a 01237 ±01016b
75418 期 　　　　　　　　蔡全英等 :邻苯二甲酸酯在不同品种通菜2土壤系统中的累积效应研究 　　　　　　　　　　　
降低趋势 ,尤其是较小叶子通菜品种 (台湾柳丝叶通
菜和白骨柳叶通菜)的 BCFs 降低更为明显. 从对照
来看 ,5 个通菜品种的 BCFs 之间差异不显著. 从污
染水平 Ⅰ来看 ,较大叶子通菜品种 (本地大叶白梗通
菜)的 BCFs 和较小叶子通菜品种 (台湾柳丝叶通
菜)的 BCFs 都最低 ,而中等叶子通菜品种 (竹叶油
青骨通菜和香港纯白中叶通菜) 的 BCFs 最大 ,二者
之间存在显著差异. 从污染水平 Ⅱ来看 ,中等叶子通
菜品种和较大叶子通菜品种的 BCFs 相对较大 ,较
小叶子通菜品种的 BCFs 相对较小 ,其间存在显著
差异.
总体上看 ,在上述土壤污染水平下 ,中等叶子通
菜品种 (竹叶油青骨通菜和香港纯白中叶通菜) 的
BCFs 均较大.
4 　结 　　论
411 　通菜中 DEHP 含量与土壤中 DEHP 的污染程
度存在正相关关系.
412 　不同品种通菜之间对 DEHP 的吸收累积效应
存在显著差异 ,与其叶子大小存在一定的正相关关
系.
413 　种植不同品种通菜后土壤中 DEHP 残留量存
在显著差异.
414 　在种植通菜的土壤中 DEHP 的 BCFs 都小于
1 ,与土壤的污染程度呈负相关. 不同通菜品种的
BCFs 之间存在显著差异 ,中等叶子通菜品种的
BCFs 相对较大.
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zoshperic soil. Acta Sci Ci rcums (环境科学学报) , 24 (3) : 444～
449 (in Chinese)
作者简介 　蔡全英 ,女 ,1974 年生 ,博士 ,主要从事有机污染
生态学、环境有机化学研究 ,已发表论文 30 多篇. E2mail :cai2
quanying @sina. com
8541 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷