洛克沙胂代谢物在土壤中的累积及其植物有效性研究

黄连喜，魏 岚，姚丽贤，何兆桓，周昌敏

（1.广东省农业科学院农业资源与环境研究所，农业部南方植物营养与肥料重点实验室，广东省养分循环利用与耕地保育重点实验室，广州 510640；2.华南农业大学资源与环境学院，广州 510642）

有机胂类饲料添加剂具有促进禽畜生长、杀菌、提高饲料报酬及提高禽畜色素沉积作用[1-3]。据报道，从1995年到2000年，大约70%的美国肉鸡养殖使用洛克沙胂[4]。洛克沙胂（3-硝基-4-羟基苯胂酸，ROX）及阿散酸（对氨基苯胂酸，ASA）为我国应用最广泛的两种有机胂饲料添加剂[5-6]。我国农业部第168号公告《饲料药物添加剂使用规范》规定洛克沙胂及阿散酸在猪、鸡配合饲料中的用量分别为50 mg·kg-1及100 mg·kg-1。禽畜对有机胂的吸收率很低，有机胂大部分以原形随粪尿排出[7-8]。有机胂化合物毒性较低，随禽畜粪尿进入环境后可经过一系列的降解，最终转化为其他强毒性的砷化合物，其代谢产物包括As（Ⅲ）、As（Ⅴ）、MMA、DMA、4-HPA、3-氨基-4-羟基苯胂酸（3-A-4-HPA）及其他未知的砷化合物[9-13]。由于禽畜粪便一般作为有机肥料施用于农田，有机胂及其含砷代谢物在土壤中可被农作物吸收累积[14-15]，最终有可能通过食物链被人体摄入。由于有机胂对人畜的潜在危害，日本和欧盟1999年开始明确停止洛克沙胂的生产，美国也从2011年开始禁止应用洛克沙胂作为饲料添加剂。最近，我国农业部对阿散酸（4-氨基苯胂酸）及洛克沙胂两种有机胂饲料添加剂开展了风险评估，已于2018年5月1日开始停止洛克沙胂的生产，拟于2019年5月1日起停止该两种原料药及各种制剂用于食品动物。有机胂饲料添加剂除了洛克沙胂及阿散酸外，还有苯胂酸、4-羟基苯胂酸、4-硝基苯胂酸及4-脲基苯胂酸等化合物。本研究以洛克沙胂为模型，通过鸡只喂饲含洛克沙胂饲料后排泄的粪便作为有机肥用于蔬菜的种植，探讨有机胂代谢产物在土壤中的累积、残留风险及其对农作物有效性的影响，研究有机胂代谢产物通过禽畜粪便→土壤→农作物进入人类食物链的途径，从农业生产角度评估有机胂饲料添加剂的应用及含砷代谢物鸡粪作为有机肥的砷污染风险。

1 材料和方法

1.1 标准样品和试剂

洛克沙胂标准品（纯度为97.5%）购于德国EhrenstorferGmbh公司，3-A-HPA（纯度为99%）购于美国Sigma-aldrich公司，4-HPA（纯度为98%）购于日本TCI公司。As（Ⅴ）（Na2HAsO4·12H2O，17.5±0.4 mg·L-1）、As（Ⅲ）（Na3AsO3，75.7 ± 1.2 mg· L-1）、MMA（CH4AsNaO3·1.5H2O，25.1±0.8 mg·L-1）及 DMA（C2H6AsNaO2·2H2O，52.9±1.8 mg·L-1）贮备液均购于中国国家标准物质中心。所有砷贮备液置于-4℃冰箱中保存，以防砷化合物发生形态转化。实验中所用的甲醇（美国Burdick&Jachson公司）为高效液相色谱级甲醇，其他试剂均为分析纯。

1.2 盆栽试验

供试土壤为菜园土，采自广东省农业科学院农业资源与环境研究所试验基地（23°8′43″N，113°20′50″E），土壤类型为赤红壤，质地为沙壤土。土壤经风干、磨碎，过2 mm筛后用作盆栽试验。供试的第一种鸡粪（CK-CM）由喂饲不含洛克沙胂饲料的20日龄肉鸡排泄产生，第二种鸡粪（As-CM）由喂饲添加洛克沙胂饲料的20日龄肉鸡排泄产生。两种饲料由广东省惠州市一家大型饲料厂生产提供，含洛克沙胂饲料中洛克沙胂的添加量为55 mg·kg-1。土壤及两种鸡粪的基本理化性质见表1。蔬菜品种为茼蒿（Chrysan-themum coronarium），购于广东省农业科学院蔬菜种子市场。盆栽试验所选用塑料盆规格为26 cm×17 cm，每盆装土7.5 kg，鸡粪用量为盆土的2%。试验分为CK-CM及As-CM两个鸡粪添加处理，每个鸡粪处理分3个阶段采收，每个采收阶段4个重复，采收时间分别为播种后第40、48、54 d。试验过程仅以所添加的鸡粪为肥料，不额外施加其他有机无机肥料。土壤与鸡粪经充分混匀后，每公斤土中加入去离子水0.3 kg，放置老化10 d后播入茼蒿种子，发芽后，每盆留苗5株。

表1 供试土壤及鸡粪的基本性质Table 1 Basic properties of the experimental soil and chicken manures

1.3 样品采集及前处理

饲料喂饲及鸡粪收集工作于广东省惠州市的一个大型集约化养鸡场开展，鸡粪收集于喂饲开始的第10 d，连续收集10 d。鸡粪收集完毕后堆沤一个月，然后自然晾干，粉碎机打碎后-80℃冰箱保存，待用于分析测试及盆栽试验。茼蒿播种前每盆土均采集一个土壤样本，冻干机（Alpha 1-4/LD-plus，Christ German）低温冻干。茼蒿收获后马上采集每盆茼蒿的根际土壤并低温冻干，土壤样品利用玛瑙研钵研磨，过100目筛，保存在-80℃冰箱，待提取及测定总砷和各砷形态化合物含量。每个生长阶段茼蒿收获时均分为地上部和根系两部分采收，先后用自来水和纯水清洗，然后低温冻干，记录冻干前后样品的重量，利用粉碎机（ZM200，Germany）研磨成粉末，马上保存在-80℃冰箱，待提取及测定总砷和各砷形态化合物含量。

鸡粪或土壤样本用50%王水（1份硝酸和3份盐酸混合均匀，纯水稀释一倍）消解，蔬菜样本用浓硝酸、浓硫酸及高氯酸湿法消解，消解液定容后待测定总砷含量。

鸡粪和土壤中的不同形态砷化合物用0.1 mol·L-1磷酸及0.1 mol·L-1磷酸二氢钠（1∶9，V/V）混合物提取，蔬菜植株中不同形态砷化合物用超纯水提取[16]。准确称取一定量（鸡粪为0.2 g，土壤为1.0 g，植株为0.25 g）样品于离心管中，加10 mL提取液，55℃浸提样品10 h后，超声波提取20 min，以4000 r·min-1转速离心10 min后收集上清液，残渣再加5 mL提取液反复提取2次，3次提取的上清液合并。将鸡粪和土壤提取液定容为20 mL，蔬菜植株提取液冻干后定容为3 mL，定容后过0.22 μm滤膜，待测定各砷形态化合物含量。

1.4 分析方法

总砷的测定：鸡粪、土壤和蔬菜消解液中的砷首先用硫脲预还原为As（Ⅲ），接着用2.0%KBH4及5%盐酸还原为AsH3，最后用原子荧光分光光度计（北京吉天仪器有限公司，AFS-8130）测定总砷含量。土壤成分标准物质GBW07408和植物成分标准物质GBW07602，购买于中国国家标准物质中心，分别用来确保土壤、鸡粪和蔬菜植株总砷含量的准确性。

不同形态砷化合物的分离与测定：利用液相色谱-氢化物发生-原子荧光联用法（LC-HG-AFS）测定不同形态砷化合物含量。各种被提取出来的砷形态化合物首先由液相色谱（20AT，日本岛津公司）分离，分离柱为ODS3 C18色谱柱（长250 mm，内径4.6 mm，柱填料颗粒直径为5 μm，美国菲罗门公司）。洗脱程序为梯度洗脱，整个过程为30 min，前11 min为100%流动相A，11～20 min为100%流动相B，20～30 min为100%流动相A，流动相流速为1.0 mL·min-1。流动相A组成：磷酸二氢铵（NaH2PO4·2H2O）10 mmol·L-1+四丁基溴化铵（C16H36BrN，TBAB）0.5 mmol·L-1+3%甲醇（V/V），流动相B组成：磷酸二氢铵（NaH2PO4·2H2O）50 mmol·L-1+四丁基溴化铵（C16H36BrN，TBAB）0.5 mmol·L-1+5%甲醇（V/V），A与B流动相均用50%氨水调节pH值为6.22。不同形态砷化合物经液相色谱完全分离后，进入氢化物发生-原子荧光分光光度计进行砷含量测定。砷化合物在氢化物发生器中首先与20 g·L-1过硫酸钾充分混合发生氧化，含砷氧化物接着与20 g·L-1硼氢化钾和10%（V/V）盐酸发生反应形成含砷的氢化物，最后被400 mL·min-1氩气载流进入原子荧光检测器。

1.5 数据分析和统计

所有样本的测定数据均为4个重复，利用SAS/STAT软件（SAS V9）进行LSD方差分析及Origin 8.0软件作图。除非特别指出，所有样品中砷形态化合物含量均为其中的砷元素含量。茼蒿砷化合物的吸收总量为茼蒿该形态砷化合物的含量与生物量的乘积。土壤砷形态化合物的提取率为各种砷形态化合物含量之和与总砷含量的比值。砷化合物的生物累积系数（BFs）为整盆茼蒿（地上部+地下部）中该砷形态化合物含量与土壤中该砷形态化合物含量的比值，砷化合物在植物中的转移系数（TFs）则为茼蒿地上部该砷形态化合物含量与地下部该砷形态化合物含量的比值，而茼蒿对砷化合物的吸收率为茼蒿地上部与地下部砷化合物吸收总量之和与播种前土壤该砷化合物总量的比值，As-CM中砷化合物的植物有效性为As-CM与CK-CM处理茼蒿中该形态砷化合物吸收总量的差值与所添加As-CM中该形态砷化合物总量的比值。

2 结果与分析

2.1 砷形态化合物的液相色谱-氢化物发生-原子荧光联用检测

图1 砷形态化合物的液相-氢化物发生-原子荧光分析图谱Figure 1 Liquid chromatography-hydride generation-atomic fluorescence spectrometry of As species

如图 1A 所示，As（Ⅲ）、DMA、MMA、3-A-4-HPA、As（Ⅴ）、4-HPA及洛克沙胂7种砷标准化合物在30 min内能达到完全分离。氢化物发生-原子荧光光谱对As（Ⅲ）、DMA、MMA、3-A-4-HPA、As（Ⅴ）、4-HPA及洛克沙胂的检出限分别为1.8、3.6、1.9、12.1、4.7、3.8、9.5 μg·L-1。鸡粪、土壤及茼蒿样品中7种砷标准化合物的加标回收率分别为82.4%±1.3%～96.0%±2.1%、81.4%±2.4%～105.6%±3.9%、83.3%±3.2%～103.2% ±3.3%、45.8% ±1.9%～60.3% ±2.7%、93.1%±3.1%～99.1%±2.9%、94.6%±2.9%～103.3%±6.0%和85.3%±1.3%～104.1%±3.7%。利用优化的液相色谱-氢化物发生-原子荧光联用方法对供试鸡粪（图1B及图1C）、土壤（图1D）以及采收的茼蒿植株（图1E及图1F）进行分析，结果显示，CK-CM中只检测出As（Ⅲ）、DMA及As（Ⅴ）3种砷形态化合物，As-CM中则检测出As（Ⅲ）、DMA、MMA、As（Ⅴ）、4-HPA、洛克沙胂及少量未知形态砷形态化合物，基础土壤及茼蒿地下部检测出As（Ⅲ）及As（Ⅴ）两种砷形态化合物，而茼蒿地上部仅检出As（Ⅲ）一种砷形态化合物。

2.2 洛克沙胂代谢物在土壤中的残留及累积

图2 播种前及3个生长阶段茼蒿采收后CK-CM和As-CM处理的土壤中砷形态化合物组成及含量Figure 2 As species in soil amended with CK-CM and As-CM before the vegetable sown stage and after the three vegetables harvested stages

如图2所示，2%CK-CM处理的土壤中可提取的As（Ⅲ）及 As（Ⅴ）含量分别为 116.2±5.1 μg·kg-1及1 529.5±40.6 μg·kg-1，而2%As-CM添加使土壤中可提取的As（Ⅲ）及As（Ⅴ）含量分别显著（P＜0.05）提升为173.2±8.2 μg·kg-1及2 039.3±27.3 μg·kg-1，并可检测出少量DMA，其在土壤中的含量为55.5±2.3 μg·kg-1。40、48 d及54 d茼蒿收获后，添加CK-CM的土壤中可提取的As（Ⅲ）含量分别为53.3±4.7、51.0±2.3 μg·kg-1及 46.7±2.0 μg·kg-1，而 As（Ⅴ）含量分别为1 109.6±4.7、1 087.7±23.0 μg·kg-1及957.7±16.4 μg·kg-1。由此可知，由于蔬菜对土壤中砷化合物的吸收累积及土壤本身在干湿交替环境下对砷化合物的吸附固持，种植茼蒿后土壤中可提取的As（Ⅲ）及As（Ⅴ）含量均比播种前有所下降，且随着茼蒿的生长时间延长而降低。添加As-CM的土壤中可提取的As（Ⅲ）含量分别为 63.6±1.5、60.1±2.2 μg·kg-1及 49.0±2.4 μg·kg-1，As（Ⅴ）含量分别为1 307.4±15.6、1 264.0±42.1 μg·kg-1及1 069.7±35.8 μg·kg-1，DMA在3个阶段茼蒿采收后的土壤中均未被测出。该结果表明，茼蒿种植前As-CM处理土壤中可提取的As（Ⅲ）及As（Ⅴ）比 CK-CM 处理土壤显著（P＜0.05）提升49.1%±4.4%及33.4%±2.3%。40、48 d及54 d茼蒿采收后，As-CM处理土壤中可提取的As（Ⅲ）含量仍然比CK-CM处理土壤提高20.0%±1.2%（差异显著，P＜0.05）、18.1%±4.2%（差异显著，P＜0.05）和4.9%±1.0%（差异不显著），As-CM处理土壤中可提取的As（Ⅴ）含量仍然比CK-CM处理土壤提高18.0%±4.7%（差异显著，P＜0.05）、16.2%±2.2%（差异显著，P＜0.05）和11.7%±2.4%（差异不显著）。

2.3 洛克沙胂代谢物对茼蒿地上部及地下部生物量的影响

不同时期茼蒿生物量（表2）结果显示，与添加CK-CM处理相比较，含洛克沙胂代谢物鸡粪极显著提高3个不同采收时期茼蒿地上部生物量（P＜0.01），而对地下部生物量没有明显的影响（P=0.5617）。此外，添加两种鸡粪处理的茼蒿地上部与地下部生物量均随着茼蒿生长时间的延长而极显著提高（P＜0.01）。

表2 3个不同生长时期茼蒿生物量（鲜质量，g·pot-1）Table 2 Biomass of Chrysanthemum coronarium at the three growth stages（fresh weight，g·pot-1）

2.4 茼蒿地上部及地下部砷化合物含量及吸收总量

如表3所示，3个不同生长时期苘蒿地下部均能检测出As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种砷形态化合物，而地上部则仅检测出As（Ⅲ）一种砷化合物。尽管所有处理中茼蒿可食用的地上部As（Ⅲ）及总砷含量均没有超出中华人民共和国GB 2762—2012国标中规定的限量标准，但与CK-CM处理相比，土壤中添加As-CM显著（P＜0.05）提高茼蒿地上部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅲ）、As（Ⅴ）含量。在3个不同的生长阶段，土壤中添加As-CM处理的茼蒿地上部As（Ⅲ）含量比CK-CM处理分别提高13.8%±0.4%、16.6%±1.1%及37.4%±6.5%，而地下部As（Ⅲ）含量比CK-CM处理分别提高123.2%±6.5%、112.9%±4.5%及117.0%±8.4%，地下部As（Ⅴ）含量则比CK-CM处理分别提高44.4%±2.6%、71.9%±3.3%及78.0%±5.1%。无论是CK-CM处理还是As-CM处理的土壤中，茼蒿可食用的地上部As（Ⅲ）含量均随着生长时间的延长而显著提升，但茼蒿地下部的As（Ⅲ）含量则随着茼蒿生长时间的延长而降低。砷形态化合物的提取率结果表明，茼蒿地上部As（Ⅲ）的平均提取率为77.6%±6.0%，而地下部As（Ⅲ）与As（Ⅴ）的提取率为74.2%±5.7%。该结果说明茼蒿地上部及地下部仍有一些结构较复杂的未知砷形态化合物没有被提取或检测出。

由于不同鸡粪处理对茼蒿生物量的影响，图3继续利用砷化合物的吸收总量来衡量As-CM与茼蒿砷吸收累积的关系。与CK-CM处理相比，土壤中添加As-CM显著（P＜0.05）提高茼蒿地上部As（Ⅲ）、地下部的As（Ⅲ）和地下部As（Ⅴ）的吸收总量，且茼蒿可食用的地上部As（Ⅲ）、地下部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅴ）的吸收总量均随着生长时间的延长而显著提升。该结果与苘蒿地上部As（Ⅲ）、地下部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅴ）含量变化趋势相一致。与CK-CM处理相比，土壤中添加As-CM处理的茼蒿地下部As（Ⅲ）吸收总量在3个不同生长阶段分别提高78.0%±7.2%、114.5%±8.9%及106.8%±3.2%，地下部As（Ⅴ）吸收总量分别提高45.0%±8.4%、73.1%±11.2%及68.5%±8.7%，而茼蒿的可食用地上部As（Ⅲ）吸收总量则分别提高41.8%±4.6%、76.6%±10.2%及83.5%±7.5%。因此，假如食用含As-CM土壤中种植的茼蒿，将摄入比食用相同量CK-CM处理茼蒿更多的毒性As（Ⅲ）。

2.5 洛克沙胂代谢物对茼蒿中砷形态化合物吸收、传递及分布规律的影响

图4利用砷的生物累积系数（BFs）和转移系数（TFs）来分别评估茼蒿对砷形态化合物的吸收及茼蒿将砷形态化合物从地下部向地上部的输送能力，以及探讨As-CM影响下砷的BFs和TFs的变化趋势。如图4A所示，3个不同生长时期，CK-CM处理的茼蒿植株As（Ⅲ）的BFs值分别为0.55±0.08、0.57±0.12和0.65±0.06，添加As-CM处理的茼蒿植株As（Ⅲ）的BFs值分别为0.64±0.07、0.65±0.06和0.93±0.10。与CK-CM处理相比，添加洛克沙胂代谢物鸡粪可提高茼蒿植株As（Ⅲ）的BFs值。而图4B结果也显示，添加As-CM也可提高茼蒿植株As（Ⅴ）的BFs值。茼蒿植株As（Ⅲ）及As（Ⅴ）的BFs结果说明，鸡粪中洛克沙胂代谢物的植物有效性比CK-CM处理鸡粪高，但无显著性差异。此外，CK-CM处理和As-CM处理的茼蒿As（Ⅲ）及As（Ⅴ）的BFs值均随茼蒿生长时间的延长而提升，差异性不显著。如图4C所示，3个不同生长时期CK-CM处理的茼蒿植株As（Ⅲ）的TFs值分别为0.12±0.01、0.20±0.03和0.29±0.03，添加As-CM处理的茼蒿植株As（Ⅲ）的TFs值分别下降到0.06±0.00、0.11±0.01和0.18±0.01。与CK-CM处理相比，添加As-CM处理显著降低了茼蒿植株As（Ⅲ）的TFs值。同时，图4C结果也显示，所有处理的As（Ⅲ）的TFs值随着茼蒿生长时间的延长而显著提升。

表3 茼蒿地上部及地下部砷形态化合物及总砷含量（鲜样，μg·kg-1）Table 3 As species total As contents in shoots and roots of Chrysanthemum coronarium（fresh weigh，μg·kg-1）

茼蒿对砷化合物的吸收累积及运输转移必定导致砷化合物在茼蒿各部位的不同分配。表4为茼蒿地上部As（Ⅲ）、地下部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅴ）的百分含量。茼蒿地上部As（Ⅲ）百分含量为36.7%～47.0%、地下部As（Ⅲ）百分含量为35.4%～55.1%，而地下部As（Ⅴ）百分含量为8.2%～17.6%，作为毒性最强的砷形态化合物，As（Ⅲ）在茼蒿植株中的百分含量高达82.4%～91.8%。表4结果也表明，As（Ⅲ）在茼蒿地上部的百分含量随着茼蒿生长时间的延长而升高，而在根部的As（Ⅲ）百分含量则随着茼蒿生长时间的延长而下降，另外，As-CM处理的茼蒿地下部As（Ⅲ）百分含量比CK-CM处理高，而地上部As（Ⅲ）百分含量则比CK-CM处理低，但所有处理间差异性不显著。这种现象是由于不同鸡粪处理及生长时间茼蒿根部对As（Ⅲ）的吸收累积能力及茼蒿根部将As（Ⅲ）输送转移到地上部的能力差异造成的。

图3 3个生长时期两种鸡粪处理茼蒿地上部及地下部砷形态化合物吸收总量Figure 3 Uptake amount of As species in shoots and roots of Chrysanthemum coronarium at the three growth stages treated with CK-CM and As-CM

图4 3个生长时期两种鸡粪处理茼蒿砷形态化合物的生物累积系数和转移系数Figure 4 Bioaccumulation factors and transfer factors of As species in Chrysanthemum coronarium at three growth stages

表4 3个不同生长时期茼蒿不同部位砷形态化合物的分布Table 4 Distribution of As species in Chrysanthemum coronarium of three growth time

2.6 洛克沙胂代谢物的植物有效性

CK-CM处理的土壤中可提取的As（Ⅲ）有0.23%±0.02%、0.32%±0.01%和0.37%±0.02%分别被40、48 d及54 d生长期茼蒿吸收，而As-CM处理的土壤中可提取的As（Ⅲ）有0.25%±0.03%、0.41%±0.05%和0.51%±0.08%分别被40、48 d及54 d生长期茼蒿吸收。添加洛克沙胂代谢物鸡粪后，茼蒿对土壤中As（Ⅲ）的吸收率比对CK-CM处理平均提高25.8%。添加CK-CM土壤中可提取的As（Ⅴ）有0.001 7%±0.000 1%、0.004 5%±0.001 1%和0.006 4%±0.000 9%分别被40、48 d及54 d生长期茼蒿吸收，而添加As-CM土壤中可提取的As（Ⅴ）有0.001 9%±0.000 1%、0.005 9%±0.001 3%和0.006 5%±0.000 8%分别被40、48 d及54 d生长期茼蒿吸收，添加洛克沙胂代谢物鸡粪后，茼蒿对土壤中As（Ⅴ）的吸收率比对CK-CM处理平均提高14.3%。经计算，在40、48 d及54 d生长期后，鸡粪中洛克沙胂代谢物中的As（Ⅲ）的茼蒿植物有效性分别为0.31%±0.00%、0.65%±0.01%及0.79%±0.02%，而As（Ⅴ）的茼蒿植物有效性分别为0.003 1%±0.000 1%、0.013%±0.001% 及 0.017%±0.002%。因此，含洛克沙胂代谢物鸡粪中的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）植物有效性高于土壤。

3 讨论

目前，低毒的有机胂类饲料添加剂通过禽畜消化排泄后转化为强毒性有机无机砷化合物，并通过禽畜粪便→土壤→农作物途径进入人类食物链的相关研究还较少。另外，我国又是一个农业大国，传统上把禽畜粪当作优质有机肥大量施用，加上我国农业复种指数高，禽畜粪肥用量通常高于国外同类有机肥的用量水平，因此，开展有机胂类代谢物环境行为及作物有效性的研究非常必要。研究表明，禽畜粪便的管理和储存方式决定了砷化合物的形态[8]，有机胂在新鲜干鸡粪中以原型稳定存在，经堆沤后，禽畜粪便中约90%有机胂在前23 d内转化为As（Ⅴ），38 d后全部降解。本试验以洛克沙胂为研究模型，发现饲用洛克沙胂鸡只排泄的鸡粪经过堆沤后绝大部分洛克沙胂降解转化为As（Ⅲ）、DMA、MMA、As（Ⅴ）及4-HPA等有机无机含砷代谢物，含量最高的砷化合物为As（Ⅴ）。本研究中洛克沙胂及其代谢物的提取率不高，CKCM中可提取的砷形态化合物含量总和为2.7 mg·kg-1，提取率仅为30.3%，而As-CM中可提取的已知形态砷化合物含量总和为30.2 mg·kg-1，提取率约为51.8%。相关的研究也表明，在含无定形铁氧化物和针铁矿土壤及在低pH条件下，用磷酸盐作提取剂只能提取18%的As（Ⅲ）、45%的As（Ⅴ）、59%的MMA、67%的ROX和88%的DMA[17]。As-CM中含有As（Ⅲ）、DMA、MMA、As（Ⅴ）及4-HPA等有机无机含砷代谢物，而蔬菜中只检测出As（Ⅲ）及As（Ⅴ）两种无机砷化合物，说明无机形态As（Ⅲ）及As（Ⅴ）更容易被蔬菜吸收累积。有研究[18-20]表明，添加洛克沙胂代谢物土壤中种植的蔬菜均没有检测出洛克沙胂、二甲基胂、一甲基胂及4-羟基苯胂酸等有机形态砷化合物，说明蔬菜对有机形态砷化合物的吸收效率远低于无机形态砷化合物。洛克沙砷对小麦的毒性及累积特性研究也表明，砷在有机体内的移动性及毒性为无机砷＞有机胂[21]。3个不同生长时期茼蒿地上部及地下部砷形态化合物的组成结果说明茼蒿根部可从土壤中吸收As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种砷化合物，而只有部分As（Ⅲ）可从根部传输到地上部。该结果与前期的一些研究结果[22-23]是相符合的，植物根部对As（Ⅲ）与As（Ⅴ）的吸收转运具有不同的途径，As（Ⅲ）的吸收传递与植物内部的水通道蛋白相关，对As（Ⅴ）的吸收传递则与植物内部的磷酸盐转运蛋白相关。相关的研究[10，24]显示，禽畜粪便中水溶性砷高达70%～75%，这意味着洛克沙胂代谢物对植物的有效性较高。有机胂饲料添加剂对猪场周围及农田环境污染的调查研究表明[25]，大型猪场周围农田土壤砷含量远高于背景值，种植的甘薯和水稻砷含量与土壤砷含量正相关。研究[26]表明鸡粪中洛克沙胂的代谢产物As（Ⅴ）、As（Ⅲ）及DMA均可被萝卜及生菜吸收累积，且作物不同部位砷吸收累积量随鸡粪用量的增加而升高。研究[27]结果表明，长期施用以鸡粪为原料的有机肥可导致重金属（主要为砷、铅和铬）在蔬菜地表层土壤中积累，增加土壤及蔬菜重金属污染风险。本研究结果也表明，施用含洛克沙胂代谢物鸡粪显著提高茼蒿地上部As（Ⅲ）、地下部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅴ）含量，且添加含洛克沙胂代谢物鸡粪的土壤在茼蒿采收后其可提取的As（Ⅲ）及As（Ⅴ）仍然比对照鸡粪处理提高。因此，假如含洛克沙胂代谢物鸡粪继续作为有机肥应用于同一土壤的下一茬蔬菜中，更高含量的砷化合物将残留于土壤中，残留的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）将会继续影响下一茬或者以后更多茬次蔬菜对砷化合物的吸收及累积。

4 结论

（1）洛克沙胂经鸡只排泄后最终被降解转化为As（Ⅲ）、DMA、MMA、As（Ⅴ）及4-HPA等有机无机形态砷化合物，As（Ⅴ）为最主要的形态。

（2）与洛克沙胂、二甲基胂、一甲基胂及4-HPA等有机形态砷化合物相比，无机形态As（Ⅲ）及As（Ⅴ）更容易被茼蒿吸收累积，其中As（Ⅲ）是茼蒿植株内最主要的砷形态化合物。

（3）施用含洛克沙胂代谢物鸡粪显著提高茼蒿地上部As（Ⅲ）、地下部As（Ⅲ）及地下部As（Ⅴ）含量，所有处理的茼蒿可食用的地上部As（Ⅲ）及总砷含量均低于我国规定的限量标准。

（4）施用含洛克沙胂代谢物鸡粪的土壤在茼蒿采收后其可提取的As（Ⅲ）及As（Ⅴ）仍然高于对照鸡粪处理，含有机胂代谢物鸡粪连续施用的土壤砷累积风险不可忽视。

（5）茼蒿对添加含洛克沙胂代谢物鸡粪的土壤中As（Ⅲ）及As（Ⅴ）吸收比对照鸡粪处理提高25.8%及14.3%，因此有机胂代谢物鸡粪中砷化合物的植物有效性较高。