多環(huán)芳烴在小麥不同組織中的分布

羅杰++++張吉強++++榮琨

[摘要]：：選取濱州市周邊區(qū)域的小麥作為監(jiān)測對象，對六個采樣點的小麥的根、莖中多環(huán)芳烴（PAHs）的含量及其污染特征做出分析。結(jié)果表明：小麥中16種ΣPAHs為431.0 ～1292.7 μg/kg。同系物中菲與熒蒽含量最高，3環(huán)PAHs含量最大，且濃度比未被污染地區(qū)高。不同組織中，莖中PAHs含量比根中高，且以低環(huán)芳烴為主，說明低環(huán)芳烴更易在植物體中遷移。

[關鍵詞]：多環(huán)芳烴；小麥；分布特征

基金項目：山東省自然科學基金項目ZR2015PC022。

1. 引言

多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons ， PAHs）因其親脂性，難降解性，會在生物體內(nèi)不斷累積[1]。有實驗證明環(huán)境中PAHs的含量越高，在植物體內(nèi)累積的就越多[2]。本文分析了不同區(qū)域的小麥根與莖中PAHs的分布特征及其影響因素。本研究可為人體通過攝食途徑對有毒有機污染物的暴露研究提供資料。

2. 實驗材料和方法

2.1實驗材料

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS）（QP2010型，日本島津公司）；氮吹儀（UGC-12C型，北京優(yōu)晟聯(lián)合科技）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RV10型，IKA集團）；電子天平（JA2103N，上海精密儀器有限公司）。

16種PAHs混標（100.0 mg/L，1.0 mL美國Chem Service公司）；苝-d12標準溶液（4.0 μg /mL，美國Accu Standard公司）； 正己烷、丙酮、硅藻土、硅膠、濃硫酸均為分析純，購置于國藥集團化學試劑有限公司。

2.2 實驗方法

研究區(qū)域位于東經(jīng)118.14，北緯37.7，設置6個采樣點（1#彭家莊、2#張王莊、3#大王莊、4#沙王莊、5#馮王莊、6#趙家莊）。于2016年4月在每個采樣點按照“S”型法采集20.0株的整株小麥。

將小麥樣品用自來水洗凈雜質(zhì)與泥土，再用蒸餾水沖洗，然后進行根、莖分離，陰干粉碎，過100目篩。恒重后，取4.0 g樣品與10.0 g硅藻土混合均勻，以正己烷與丙酮100.0 mL（1：1），水浴溫度70.0 ℃，萃取18.0 h。分別用10.0 mL濃H2SO4凈化萃取液三次，將萃取液用50.0 mL蒸餾水洗至中性。先用硅藻土干燥，再過硅膠柱凈化后，定容至1.0 mL。利用GC-MS定性定量測定小麥中PAHs，條件參考薛海全測定農(nóng)作物中PAHs[3]。

2.3質(zhì)量與保證

實驗的誤差范圍保留在0.3%之內(nèi)，相對標準偏差（RSD）在1.5-16.9 %之間；16種PAHs的空白加標回收率在60.0-120.0 %的范圍內(nèi)。

3. 結(jié)果分析

3.1 小麥中PAHs的含量

小麥根、莖中的PAHs的濃度見圖1所示。16種PAHs在小麥根、莖中均有檢出。ΣPAHs在431.0 ～1292.7 μg/kg范圍內(nèi)，濃度高于其他未被污染地區(qū)，如合肥地區(qū)蔬菜中ΣPAHs為23.4～209.1 μg/kg [4]，河南地區(qū)小麥根、莖、籽粒中ΣPAHs含量為13.9～50.9 μg/kg [5]。但要低于其他污染地區(qū)已有的相關報道[6]。說明當?shù)匦←準艿搅薖AHs的輕微影響。

3.2 小麥中PAHs的組成特征

16種PAHs同系物因含有的苯環(huán)數(shù)目不同，擁有不同理化性質(zhì)，影響到在小麥體中的富集分布。由圖1得出16種PAHs中菲、熒蒽含量最高，其次是蒽。

由表1得，各采樣點小麥均以3環(huán)PAHs為主，最高含量達到711.1μg/kg，在ΣPAHs中占 29.7～60.8%。6環(huán)PAHs最少，在ΣPAHs中占1.4～10.9%。此外，2～3環(huán)PAHs在莖中含量較高，4環(huán)、6環(huán)PAHs的含量在根中較多，說明低環(huán)PAHs更易由植物根部向不同部位遷移。

3.3 影響PAHs在小麥中富集的因素

1號采樣點相對于其他研究區(qū)域PAHs分布都較多，4號采樣點是最低的一個（表1）。其余地區(qū)的含量為471.2～1055.9 μg/kg。根據(jù)調(diào)查1號采樣點的農(nóng)作物灌溉用水主要來自附近河流，且河流上游建有化工廠，導致1號村莊PAHs污染較嚴重。PAHs在莖中的含量范圍是807.2 ～1297.7μg/kg，根中是431.0 ～576.9μg/kg。PAHs在莖中的含量分布明顯高于根部 [7]。這與植物體內(nèi)PAHs的傳輸具有方向性有關，表現(xiàn)在植物通過根系從土壤中吸收PAHs后明顯向莖葉傳輸，但不能在根系間傳輸；而莖葉從環(huán)境空氣中吸收PAHs后很難向根部傳輸。

4.結(jié)論

本研究中小麥樣品中PAHs總含量較重污染地區(qū)較低，但高于未被污染地區(qū)，間接反映出研究區(qū)域受到PAHs污染，且與污染源較近的區(qū)域，如1號采樣點PAHs含量最高。PAHs在小麥不同組織部位的分布情況為莖中含量比根中要高。各采樣點均表現(xiàn)為以低環(huán)（2、3環(huán)）的PAHs為主，且低環(huán)PAHs更易從根部向莖部傳輸。

致謝：

感謝山東省自然科學基金ZR2015PC022的資助。

參考文獻

[1] Edwards N T. Polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs）in the terrestrial environment：A review[J]. Journal of Environmental Quality， 1983，12（4）：427-441.

[2] 高彥征，C.D Collins.植物體內(nèi)多環(huán)芳烴的傳輸作用.第四屆全國環(huán)境化學學術大會論文集（下冊）， 2006.

[3] 薛海全. 典型農(nóng)作物中多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯的分布、累積規(guī)律[D]. 山東大學， 2011.

[4] 郜紅建， 魏俊嶺， 馬靜靜， 鄭 彬. 安徽省典型城市周邊土壤-蔬菜中 PAHs 的污染特征[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2012，31（10）：1913-1919.

[5] 栗笑迎. 河南省部分農(nóng)田土壤及典型農(nóng)作物中PAHs的分布特征及生態(tài)、健康風險評價[D].河南師范大學，2015.

[6] Tao YQ， Zhang SZ. Uptake and acropetal translocation of polycyclic aromatic hydrocarbons by wheat （Triticum aestivum L.） grown in field-contaminated Soil [J]. Environ. Sci. Technol. 2009， 43， 3556-3560.

[7] 王志芬，陳學留，余美炎等. 冬小麥根系32P 吸收活力的變化及其與器官建成關系的研究[J].作物學報，1995，21（4）：458-462.