1、砷(As)污染物對人具有較強(qiáng)的毒性和致癌風(fēng)險。由于一些含砷類化合物能促進(jìn)動物血液循環(huán),刺激生長,并具有一定的抗菌、抗寄生蟲等藥理作用,從而被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè),導(dǎo)致禽畜糞肥中有砷殘留。其中,洛克沙胂(3-硝基-4-羥基苯胂酸)常作為飼料添加劑而被大量應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè),因其不能被動物胃腸道所吸收,而隨糞便排出體外,作為有機(jī)肥施入土壤,影響周邊水域環(huán)境。在土壤微生物、高溫等環(huán)境因素的作用下,洛克沙胂可降解為一甲基胂、二甲基胂(MMA、DM

2、A)以及無機(jī)砷 As3+、As5+,從而導(dǎo)致毒性增強(qiáng)。有機(jī)肥中75％以上的砷化合物具有水溶性,對植物有較高的有效性;其中洛克沙胂是一種遷移性較強(qiáng)的化合物,可在土壤中遷移滲透進(jìn)入地下水中,可對土壤-蔬菜-水體生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境產(chǎn)生較大影響。
　　本論文以上海郊區(qū)養(yǎng)殖場為普查對象,采集養(yǎng)殖場飼料、土壤、蔬菜、水等樣品,調(diào)查分析上海市郊區(qū)養(yǎng)殖場周邊環(huán)境中砷含量特征;利用LC-HG-AFS建立飼料中洛克沙胂和阿散酸的同時檢測方法,運(yùn)用 HPLC

3、建立有機(jī)肥及土壤中洛克沙胂的檢測方法;通過田間試驗,研究有機(jī)胂類飼料添加劑洛克沙胂在土壤環(huán)境中的殘留、降解特性以及洛克沙胂對青菜產(chǎn)量和總砷含量、土壤總砷和無機(jī)砷含量、土壤酶活性以及土壤土著微生物造成的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在上海市郊區(qū)選取5個大型養(yǎng)殖場,分別采集地表水、飼料、土壤及蔬菜樣品,對其進(jìn)行總砷和無機(jī)砷含量的調(diào)查,以了解目前上海市郊區(qū)養(yǎng)殖場砷含量水平特征以及有機(jī)胂飼料添加劑的使用現(xiàn)狀。研究表明,水樣中總砷含量介

4、于0.00~23.00μg·L-1之間。飼料中總砷含量在0.40~12.13 mg·kg-1之間,其中無機(jī)砷含量占總砷10.0%~80.0%。抽查飼料樣品中總砷含量范圍為0.16~21.39 mg·kg-1,其中無機(jī)砷含量在0.003~10.67 mg·kg-1之間,超過飼料中砷的限量標(biāo)準(zhǔn)的樣品占16.7%。土壤中總砷含量介于8.08~18.50 mg·kg-1,其中22.2%的土壤樣品中總砷含量超過土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn),土壤中無機(jī)砷含

5、量占總砷的44.2%~78.9%。蔬菜中總砷含量在0.003~0.093 mg·kg-1之間;同種蔬菜不同部位砷含量存在一定差異,其中根部含砷量要高于地上部分;蔬菜中總砷富集系數(shù)與總砷含量呈明顯的正相關(guān),與根際土壤中砷含量呈一定的負(fù)相關(guān)。
　　2.采用原子熒光光譜法研究了飼料中有機(jī)胂的檢測方法。該方法下阿散酸和洛克沙胂的檢出限分別為3.0μg·L–1和1.8μg·L–1;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.98%和1.00%,加標(biāo)回收率分別為7

6、0.65%~101.88%和95.14%~109.82%。該方法操作過程簡便,具有較高的精密度和準(zhǔn)確性,并且其線性范圍寬,基體干擾小,適用于檢測分析飼料中有機(jī)胂的形態(tài)。
　　利用高效液相色譜儀(HPLC)串聯(lián)紫外檢測器建立有機(jī)肥中洛克沙胂的檢測方法。在等度洗脫下,以Symmetry ShieldTM RP18柱作色譜分離柱,含0.1%甲酸的0.05 mol·L–1磷酸二氫鉀:甲醇=95:5(V/V)溶液作流動相時,洛克沙胂的保留時

7、間短,且可完全避開雜峰的干擾;選用20 g·L–1K2HPO4作為提取劑于60℃下超聲提取有機(jī)肥中的洛克沙胂,同時采用 MAX固相萃取柱凈化樣品,其加標(biāo)回收率的平均值介于81.14%~82.57%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<7.0%,變異系數(shù)在介于0.53%~2.04%之間,檢出限為20μg·L–1。此方法重現(xiàn)性好,精密度高,操作簡便,適用于有機(jī)肥中洛克沙胂檢測。
　　利用高效液相色譜儀(HPLC)串聯(lián)紫外檢測器建立土壤中洛克沙胂的

8、檢測方法。在等度洗脫下,以Symmetry ShieldTM RP18柱作分離柱,含0.1%甲酸的0.05 mol·L–1磷酸二氫鉀:甲醇=95:5(V/V)作流動相時,洛克沙胂的出峰時間短,目標(biāo)峰附近無干擾;以三種不同提取劑在兩種不同提取方式下提取土壤中洛克沙胂,最終選用0.1 mol·L–1 NaH2PO4:0.1 mol·L–1 H3PO4=9:1(V/V)作提取劑,于60℃下超聲提取,提取液置于55℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,最后純水復(fù)溶

9、為土壤中的洛克沙胂最佳提取方法。該方法的平均加標(biāo)回收率介于83.58%~93.47%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差<7.0%,變異系數(shù)<2.0%,檢出限<20μg·L–1。此方法具有易操作,良好的重現(xiàn)性和高精密度等優(yōu)點(diǎn),適用于土壤中洛克沙胂檢測。
　　3.在施用不同量含洛克沙胂有機(jī)肥的田間處理下,研究洛克沙胂在土壤中的殘留,洛克沙胂對青菜產(chǎn)量和總砷含量的影響,以及洛克沙胂對土壤總砷、無機(jī)砷含量、土壤酶活性和土壤微生物的影響。研究表明:(1)隨

10、著含洛克沙胂有機(jī)肥施量的增加,青菜的產(chǎn)量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,在含洛克沙胂有機(jī)肥的施量為100 kg·hm-2時產(chǎn)量最低,為對照組的68%;在生長期為30天內(nèi),青菜總砷含量隨著含洛克沙胂有機(jī)肥施量的增加以及隨種植時間的延長而升高,最高達(dá)2.05 mg·kg-1;在生長期為45天時,青菜總砷含量呈現(xiàn)先升高再下降的趨勢,當(dāng)含洛克沙胂有機(jī)肥施用量增加到5000 kg·hm-2時,青菜總砷含量明顯上升并與其他處理組之間差異性顯著。(2)土壤中

11、總砷含量隨著種植時間延長呈現(xiàn)先升后降的趨勢,而土壤無機(jī)砷含量呈現(xiàn)先升高再穩(wěn)定的趨勢,其中土壤總砷含量最高達(dá)12.00 mg·kg-1,土壤無機(jī)砷含量占總砷的比例為69.54%~72.32%。(3)隨著種植時間延長至30 d后,青菜總砷含量與土壤總砷含量之間存在一定的正相關(guān);青菜砷的富集系數(shù)與青菜總砷含量之間呈顯著的正相關(guān),與土壤總砷含量也呈一定的正相關(guān)。(4)洛克沙胂在種植青菜的土壤中降解比較緩慢,當(dāng)含洛克沙胂有機(jī)肥的處理濃度高于500

12、0 kg·hm-2時,45天后土壤中仍能檢測到洛克沙胂殘留,殘留量達(dá)19.11 mg·m-3。(5)隨著含洛克沙胂有機(jī)肥施量的增加,土壤脲酶的活性表現(xiàn)出緩慢升高的趨勢,其中最高為0.973 mg NH3-H·(24h·g土)-1;土壤中性磷酸酶活性則受到一定程度的抑制作用,其中最低為0.899 mg酚·(24h·g土)-1;土壤中過氧化氫酶的活性表現(xiàn)為先增強(qiáng)再下降的規(guī)律,最高為1.394 mL(0.1 moL·L-1 KMnO4)(h·