多环芳烃在小麦不同组织中的分布

罗杰++++张吉强++++荣琨

[摘要]：：选取滨州市周边区域的小麦作为监测对象，对六个采样点的小麦的根、茎中多环芳烃（PAHs）的含量及其污染特征做出分析。结果表明：小麦中16种ΣPAHs为431.0 ～1292.7 μg/kg。同系物中菲与荧蒽含量最高，3环PAHs含量最大，且浓度比未被污染地区高。不同组织中，茎中PAHs含量比根中高，且以低环芳烃为主，说明低环芳烃更易在植物体中迁移。

[关键词]：多环芳烃；小麦；分布特征

基金项目：山东省自然科学基金项目ZR2015PC022。

1. 引言

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons ， PAHs）因其亲脂性，難降解性，会在生物体内不断累积[1]。有实验证明环境中PAHs的含量越高，在植物体内累积的就越多[2]。本文分析了不同区域的小麦根与茎中PAHs的分布特征及其影响因素。本研究可为人体通过摄食途径对有毒有机污染物的暴露研究提供资料。

2. 实验材料和方法

2.1实验材料

气相色谱-质谱联用仪（GC/MS）（QP2010型，日本岛津公司）；氮吹仪（UGC-12C型，北京优晟联合科技）；旋转蒸发仪（RV10型，IKA集团）；电子天平（JA2103N，上海精密仪器有限公司）。

16种PAHs混标（100.0 mg/L，1.0 mL美国Chem Service公司）；苝-d12标准溶液（4.0 μg /mL，美国Accu Standard公司）； 正己烷、丙酮、硅藻土、硅胶、浓硫酸均为分析纯，购置于国药集团化学试剂有限公司。

2.2 实验方法

研究区域位于东经118.14，北纬37.7，设置6个采样点（1#彭家庄、2#张王庄、3#大王庄、4#沙王庄、5#冯王庄、6#赵家庄）。于2016年4月在每个采样点按照“S”型法采集20.0株的整株小麦。

将小麦样品用自来水洗净杂质与泥土，再用蒸馏水冲洗，然后进行根、茎分离，阴干粉碎，过100目筛。恒重后，取4.0 g样品与10.0 g硅藻土混合均匀，以正己烷与丙酮100.0 mL（1：1），水浴温度70.0 ℃，萃取18.0 h。分别用10.0 mL浓H2SO4净化萃取液三次，将萃取液用50.0 mL蒸馏水洗至中性。先用硅藻土干燥，再过硅胶柱净化后，定容至1.0 mL。利用GC-MS定性定量测定小麦中PAHs，条件参考薛海全测定农作物中PAHs[3]。

2.3质量与保证

实验的误差范围保留在0.3%之内，相对标准偏差（RSD）在1.5-16.9 %之间；16种PAHs的空白加标回收率在60.0-120.0 %的范围内。

3. 结果分析

3.1 小麦中PAHs的含量

小麦根、茎中的PAHs的浓度见图1所示。16种PAHs在小麦根、茎中均有检出。ΣPAHs在431.0 ～1292.7 μg/kg范围内，浓度高于其他未被污染地区，如合肥地区蔬菜中ΣPAHs为23.4～209.1 μg/kg [4]，河南地区小麦根、茎、籽粒中ΣPAHs含量为13.9～50.9 μg/kg [5]。但要低于其他污染地区已有的相关报道[6]。说明当地小麦受到了PAHs的轻微影响。

3.2 小麦中PAHs的组成特征

16种PAHs同系物因含有的苯环数目不同，拥有不同理化性质，影响到在小麦体中的富集分布。由图1得出16种PAHs中菲、荧蒽含量最高，其次是蒽。

由表1得，各采样点小麦均以3环PAHs为主，最高含量达到711.1μg/kg，在ΣPAHs中占 29.7～60.8%。6环PAHs最少，在ΣPAHs中占1.4～10.9%。此外，2～3环PAHs在茎中含量较高，4环、6环PAHs的含量在根中较多，说明低环PAHs更易由植物根部向不同部位迁移。

3.3 影响PAHs在小麦中富集的因素

1号采样点相对于其他研究区域PAHs分布都较多，4号采样点是最低的一个（表1）。其余地区的含量为471.2～1055.9 μg/kg。根据调查1号采样点的农作物灌溉用水主要来自附近河流，且河流上游建有化工厂，导致1号村庄PAHs污染较严重。PAHs在茎中的含量范围是807.2 ～1297.7μg/kg，根中是431.0 ～576.9μg/kg。PAHs在茎中的含量分布明显高于根部 [7]。这与植物体内PAHs的传输具有方向性有关，表现在植物通过根系从土壤中吸收PAHs后明显向茎叶传输，但不能在根系间传输；而茎叶从环境空气中吸收PAHs后很难向根部传输。

4.结论

本研究中小麦样品中PAHs总含量较重污染地区较低，但高于未被污染地区，间接反映出研究区域受到PAHs污染，且与污染源较近的区域，如1号采样点PAHs含量最高。PAHs在小麦不同组织部位的分布情况为茎中含量比根中要高。各采样点均表现为以低环（2、3环）的PAHs为主，且低环PAHs更易从根部向茎部传输。

致谢：

感谢山东省自然科学基金ZR2015PC022的资助。

参考文献

[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] 高彦征，C.D Collins.植物体内多环芳烃的传输作用.第四届全国环境化学学术大会论文集（下册）， 2006.

[3] 薛海全. 典型农作物中多环芳烃和多氯联苯的分布、累积规律[D]. 山东大学， 2011.

[4] 郜红建， 魏俊岭， 马静静， 郑 彬. 安徽省典型城市周边土壤-蔬菜中 PAHs 的污染特征[J]. 农业环境科学学报， 2012，31（10）：1913-1919.

[5] 栗笑迎. 河南省部分农田土壤及典型农作物中PAHs的分布特征及生态、健康风险评价[D].河南师范大学，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，陈学留，余美炎等. 冬小麦根系32P 吸收活力的变化及其与器官建成关系的研究[J].作物学报，1995，21（4）：458-462.