论文部分内容阅读
季胺盐化合物(quaternary ammonium compounds,QACs)由于具有良好的亲油、亲水性和杀菌效果被广泛使用于工业、农业、食品业以及医护行业。大规模的使用,导致QACs不可避免地进入土壤-作物系统,因此针对土壤-作物系统开展QACs分析方法、污染特征及累积效应的研究工作十分必要。本研究建立了超声萃取-气相色谱/质谱(GC-MS)仪联机同时测定蔬菜中3种QACs十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、双十二烷基二甲基氯化铵(DDAC)的分析方法。考察了萃取剂种类、萃取剂酸度、萃取次数及净化柱成分对萃取效率的影响。最佳萃取条件为以0.1%酸化甲醇为萃取剂,10 m L/次,萃取3次后以中性氧化铝柱净化。9种蔬菜(菜心、空心菜、生菜、南瓜、黄瓜、茄子、土豆、白萝卜、胡萝卜)基质加标标准曲线相关系数均大于0.992,3种目标化合物检出限在0.7~6.0μg/kg之间,定量限在2.3~20.0μg/kg之间,空白样品加标(200μg/kg,1000μg/kg)回收率在70.5-108.0%之间,标准偏差均小于18.0%。采用建立的超声萃取方法研究了滇池周边30个代表性农田土壤及其对应蔬菜样品中3种QACs(DTAC、CTAC、DDAC)的分布特征及风险水平。结果表明,土壤和蔬菜中均普遍检出QACs,土壤中DTAC、CTAC、DDAC检出率分别为43%、100%和100%,蔬菜中DTAC、CTAC、DDAC检出率分别89%、100%和100%。土壤中3种QACs的平均含量分别为8.4μg/kg(DTAC)、139.8μg/kg(CTAC)及6.9μg/kg(DDAC),蔬菜中3种QACs的平均含量分别为33.3μg/kg(DTAC)、46.6μg/kg(CTAC)及9.6μg/kg(DDAC)。儿童对土壤中季胺盐化合物的暴露量高于成人,前者以口腔暴露为主,其次为皮肤暴露,后者皮肤暴露和口腔暴露大体相当,二者呼吸暴露均可忽略。儿童和成人对单一化合物暴露量的大小顺序均为CTAC>DTAC>DDAC。土壤中3种QACs化合物的健康风险和生态风险大小顺序均为CTAC>DTAC>DDAC,均在可接受范围之内。人体通过食用滇池周边农田蔬菜季胺盐化合物的健康风险较低,在可接受范围之内。以南方广泛种植蔬菜(菜心)为研究对象,通过土壤盆栽实验考察了QACs浓度(2mg/kg、10 mg/kg)及添加方式(土壤添加单一化合物、土壤同时添加3种化合物、通过灌溉水同时添加3种化合物)对菜心吸收积累QACs及毒性效应(生长指标和抗氧化系统)的影响。就积累效应而言,土壤污染程度与菜心各部分(根、地上部)积累量成正相关关系。菜心各部分对3种QACs富集能力大小顺序为DDAC>CTAC>DTAC,转运能力则为DTAC>DDAC>CTAC,前者与DDAC土壤降解缓慢有关,后者与DTAC易于迁移有关。土壤QACs化合物的添加方式显著影响菜心对其的吸收积累效应,大小顺序灌溉水方式添加>土壤方式添加,前者菜心积累量达后者的60~400倍,指示通过灌溉水向土壤输入QACs可造成严重的生态和健康风险。3种QACs均可影响菜心生长并激活其抗氧化酶系统,且毒性效应随三者污染程度增加而增强。添加方式显著影响季胺盐化合物的毒性效应,其中灌溉水方式添加时季胺盐化合物毒性最强。