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農產品中鄰苯二甲酸酯類(PAEs)的提取、檢測和污染狀況的研究進展

2022-11-07 04:27袁方池林云卓雅鄧欣湯沁嬰藍陳平金子韓寶瑜王夢馨
浙江農業(yè)科學 2022年11期
關鍵詞:鄰苯二甲酸污染樣品

袁方池, 林云卓雅, 鄧欣, 湯沁嬰, 藍陳平, 金子, 韓寶瑜, 王夢馨

(中國計量大學生命科學學院 浙江省生物計量及檢驗檢疫技術重點實驗室,浙江 杭州 310018)

鄰苯二甲酸酯,又稱酞酸酯,是一類由鄰苯二甲酸衍生而來的疏水有機化合物,具有低揮發(fā)性、難溶于水、常溫下無色無味的特性。鄰苯二甲酸酯類(PAEs)是塑化劑的主要成分,常應用于塑料制品和化妝品中,起到增加可塑性,提高強度的作用[1]。由于其與塑料作用力較弱,可以遷移至外部環(huán)境中,所以隨著工業(yè)化的推進,PAEs已經成為了一類重要的環(huán)境激素類化合物,它在環(huán)境中不易降解,具有較強的蓄積毒性,對自然界造成嚴重污染,甚至危害人體健康[2]。據研究表明,PAEs具有致癌、致畸的毒害作用,低分子量的PAEs會刺激人體感官,而長期的暴露則會影響腎臟及肝臟健康[3]。同時,PAEs還具有生殖毒性,其危害表現為干擾生殖系統(tǒng)的發(fā)育,擾亂內分泌系統(tǒng),影響男性精子的成熟與活力[4];對于學齡前兒童,胎兒時期PAEs的暴露會損害中樞神經系統(tǒng),影響其智力發(fā)育[5];通過動物實驗發(fā)現,孕期小鼠攝入PAEs會對下一代卵巢類固醇和卵泡的生成產生不利影響[6]。除此之外,海洋類生物也深受PAEs的毒害,比如在PAEs的影響下浮游動植物生物量的降低,貝類、甲殼類以及游泳動物體內微塑料富集,都嚴重迫害海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡[7]。由此可見,PAEs污染的范圍之廣、危害之大。

農業(yè)作為第一產業(yè),是我國的立國之本、強國之基,農產品也在國際貿易中占據重要的地位。目前,PAEs的廣泛應用已經嚴重威脅到了農產品的質量與安全,對于PAEs的監(jiān)測和防控迫在眉睫。本文以農產品為對象,結合國內外的研究成果,總結了農產品中PAEs的提取方法,以及5種常見的PAEs檢測方法,進一步深入探討了PAEs在植物源性和動物源性農產品中的檢出情況以及污染水平。大量研究表明,多種農產品已普遍受到PAEs的污染,污染來源主要為動植物的生長生存環(huán)境,環(huán)境中的PAEs通過根系吸收或者攝入等方式,遷移至動植物體內,不同種類的動植物表現出不同的遷移特征,并且最終農產品中的PAEs含量也因生產加工、運輸管理、貯藏包裝等條件的不同有所變化。在此基礎上,對農產品中PAEs的污染防控提出了建議和展望。

1 農產品中PAEs的提取方法

在進行農產品PAEs檢測前,選擇提取方法尤為重要。選擇合適的提取方法,不僅能達到降低實驗成本,提高富集效率和產品純度等要求,還能進一步簡化實驗步驟、節(jié)省實驗時間。農產品PAEs提取中使用范圍較廣的提取方法有超聲提取、液液萃取、固相萃取、索氏萃取、超臨界流體萃取、固相微萃取和同時蒸餾萃取等。

1.1 超聲萃取

超聲萃取(ultrasonic extraction,UE)是通過超聲波空化效應和擾動處理待測樣品,加快其運動速度并破壞其基質,促使待測物加速溶出。其優(yōu)勢是提取時間短,可同時提取多個樣品,集簡便快速、適用面廣,但由于其在工作中會產生大量熱,難以控制實驗溫度,易造成提取劑揮發(fā)過多、用量大的直接損失。王少杰等[8-9]均采用甲醇超聲萃取法從珠江三角洲地區(qū)蔬菜基地和保護地的蔬菜中提取PAEs,實驗表明,PAEs在所檢測的蔬菜中均有殘留,部分含量已經超標,推測可能是與種植土壤污染有關。張丹等[10]建立了超聲輔助-QuECHERS法提取魚肉中的PAEs,通過對比實驗、Plackett Burman試驗、單因素實驗以及加標回收實驗確定了樣品的最終前處理方法,為水產品包裝污染檢測提供了依據。陳海東等[11]比較了UE、振蕩等方法對太湖的4種水生植物提取效率的影響,并以UE進行萃取劑的優(yōu)化選擇,結果顯示,二氯甲烷萃取PAEs的效果最佳。

1.2 液液萃取

液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)是利用液體混合物中各組分在某溶劑中溶解度的差異,在液體混合物中加入與其不互溶或難溶的溶劑,從而使混合物分離。該法操作可連續(xù)化,速度快,生產周期短,對熱敏物質破壞少。用多級萃取時,溶質濃縮倍數大、純化度高。但由于有機溶劑使用量大,對設備和安全要求高,需要各項防火防爆等措施。周艷芳等[12]通過對比試驗選取甲醇作為實際甘草樣品中目標物的提取溶劑,以及選取高密度、低水溶性的四氯化碳為樣品溶液中待測物PAEs的萃取溶劑,以水作為分散劑。甘草樣品通過甲醇浸泡提取,水分散和鹽析后再用四氯化碳萃取濃縮,測得甘草樣品中均有PAEs的殘留。

1.3 固相萃取

固相萃取(solid phase extraction,SPE)以萃取過程中溶劑作為流動相,以吸附劑作為固定相。當流動相與固定相接觸時,保留流動相中的被測物質,再用少量的選擇性溶劑洗脫,即可得到富集和純化的目標物。其優(yōu)勢是可同時完成樣品富集與凈化,大大提高檢測靈敏度,更節(jié)省溶劑。但成本較高,且需要專業(yè)人員協(xié)助進行方法開發(fā)。謝婧等[13]采用高純單壁碳納米管作為分散固相萃取材料,建立了一種新的快速準確測定辣椒中7種PAEs含量的提取方法。張帆等[14]采用單壁碳納米管為吸附劑進行固相萃取,用于茶油中6種PAEs富集和凈化,該法能有效地去除油脂等大分子的干擾。閆子龍[15]用C18為吸附劑,研究了綠茶中PAEs的固相萃取條件,該方法可有效消除綠茶中的基體干擾。

1.4 索氏萃取

索氏萃取(soxhlet extraction,SE)是利用溶液回流與虹吸現象,使提取劑與待測樣品充分反應。該法儀器花費低且便于操作,適用樣品范圍廣。但提取時間長,待測樣品在提取過程中易受干擾物影響,溶劑消耗量大。李瀟等[16]以乙醚為提取劑,利用索氏萃取法提取養(yǎng)殖淡水魚類體內PAEs,提取效果較好。賈廷辰等[17]通過優(yōu)化索氏萃取中的各項單因素,從而確定了食用油中PAEs的最佳提取方案。

1.5 超臨界流體萃取

超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction,SFE)利用超臨界流體作為提取劑,萃取出特定成分,以達到分離目的。崔彩虹等[18]利用超臨界CO2流體萃取五味子油,并考察了其中的塑化劑污染來源,該法在提取過程中不消耗溶劑,有萃取速度快、效率高、特異性及選擇性強等優(yōu)點。

1.6 固相微萃取

固相微萃取法(solid phase microextraction,SPME)利用石英纖維表面的色譜固定相對分析組分的吸附作用,將組分從試樣基質中萃取出來,并逐漸富集,完成試樣前處理過程。其優(yōu)勢是簡單、快速,人員無需特殊的培訓就可熟練操作,具有環(huán)境友好的特性,有較好的靈敏度和選擇性,萃取只需很小的樣品體積,應用范圍十分廣泛。但目標化合物的回收率和精密度要低于液液萃取,無法分離處理那些結合態(tài)的目標物質,無法高效徹底分離一些極性差異不明顯的物質。Amanzadeh等[19]成功將固相微萃取法應用于植物油中4種不同PAEs的檢測中,加標回收率在87%~112%。

1.7 同時蒸餾萃取

同時蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction,SDE)通過加熱待測樣液和萃取溶劑至沸騰狀態(tài)來實現萃取。該法優(yōu)點是對于中等至高沸點的成分萃取回收率較高,萃取液中無揮發(fā)性成分,氣相色譜分析時不會污染色譜柱及色譜管路,在連續(xù)萃取過程中,香味成分被濃縮,可把物料中的痕量揮發(fā)性成分分離出來。Wu等[20]使用同時蒸餾萃取法,檢測出了茶葉及其浸出物中PAEs的含量。而盧艷等[21]通過對比SDE和LLE提取茶葉中的PAEs提取效率,結果顯示,SDE效率優(yōu)于LLE法,且優(yōu)化后的同時蒸餾法普遍適用于市售茶葉中PAEs的檢測。

2 農產品中PAEs的檢測方法

2.1 氣相色譜法

氣相色譜法(gas chromatography,GC)是最常用的檢測農產品中易揮發(fā)但不易分解組分的方法。具有樣品用量少、檢測靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點。但在定性分析時,必須用已知物進行對比,或與其他方法(如質譜、光譜)聯(lián)用,才能獲得直接肯定的結果。李康雄等[22]建立了同時檢測油菜籽油中6種PAEs的氣相色譜法,滿足了油茶籽油中6種PAEs的檢測需要。

2.2 氣相色譜-質譜法

氣相色譜-質譜法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)是將氣相色譜與質譜連接,氣相色譜具有有效的分離能力,而質譜則是準確鑒定化合物的有效手段,兩者結合可以更好地對PAEs進行分離定性,該法在蔬果、禽畜等農產品中廣泛應用且準確性較高。貝峰等[23]以2種套塑膜袋番茄為研究對象,使用GC-MS進行檢測,結果顯示在套塑膜袋栽培方式下,番茄果實中茄皮部分的PAEs含量最多,茄肉中PAEs濃度較低。劉憲軍等[24]采用GC-MS檢測雞肝勻漿中的PAEs,經過提取和固相萃取后,建立了一種回收率和準確度均較高的方法。陳晶等[25]則證明了GC-MS檢測肉制品中16種PAEs含量的可行性。

2.3 氣相色譜-串聯(lián)質譜法

氣相色譜-串聯(lián)質譜法(gas chromatography-tandem mass spectrometry,GC-MS/MS)與GC-MS類似,擁有GC-MS的優(yōu)點,同時減少了干擾物的影響,提高了儀器檢測靈敏度,在檢驗農產品方面顯示了極大的優(yōu)越性。王會鋒等[26]采用GC-MS/MS同時測定蔬菜中23種PAEs,使用該方法很好地消除了基質效應的干擾,有穩(wěn)定、靈敏的優(yōu)勢,能夠準確地定性定量,可用于蔬菜中PAEs的檢測。

2.4 高效液相色譜法

高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)以溶劑為流動相,采用高壓輸液系統(tǒng),將具有不同極性的流動相泵入裝有固定相的色譜柱,分離柱內各成分后進入檢測器進行檢測,從而實現對農產品樣品的檢測分析。雖然高效液相色譜檢測器的靈敏度不及氣相色譜,但高效液相色譜法具有高壓高效、易回收、應用范圍廣等優(yōu)點,因此,被廣泛使用于水產品的檢測。唐力等[27]建立了同時測定淡水貝類中8種鄰苯二甲酸酯類的HPLC法,該法適用于淡水貝類檢測。葛建等[28]也用此法測定了羅非魚可食性組織中的PAEs含量,為研究羅非魚體內PAEs的代謝和殘留提供技術支持。

2.5 液相色譜-質譜法

液相色譜法能有效分離熱不穩(wěn)定及高沸點化合物,質譜法有很強的組分鑒定能力。液相色譜-質譜法(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)結合了兩者優(yōu)點,利用不同物質在固定相和液體流動相分配系數的差別,以及不同化合物從色譜柱流出的時間不同來達到分離目的。叢惠芳等[9]用LC-MS測定保護地蔬菜中4種PAEs含量,研究保護地不同品種蔬菜中PAEs的污染狀況,推測PAEs污染與種植土壤污染有關。

2.6 液相色譜-串聯(lián)質譜法

液相色譜-串聯(lián)質譜法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)與HPLC和GC相比前處理方法更簡單,與GC-MS法相比更適用于高沸點、難揮發(fā)和熱不穩(wěn)定化合物的分離。李擁軍等[29]首次使用LC-MS/MS同時測定羅非魚中的PAEs,該法可大大減少由于保留時間相同而待測離子不同所帶來的干擾,同時大大提高了檢測靈敏度,尤其適合于水產品等基質復雜樣品的分析。楊秀娟等[30]采用此法建立并優(yōu)化PAEs成分的檢測體系,對PAEs水栽培和脅迫土壤栽培的蕹菜進行檢測,研究了PAEs的遷移規(guī)律。

3 農產品中PAEs的污染狀況

目前,PAEs已經普遍存在于大氣[31]、土壤[32]、水體[33]、干支流沉積物以及生物體內[34]。工業(yè)廢氣、廢水、廢棄物的排放,農業(yè)生產中地膜、化學肥料的使用,生活垃圾的浸潤都是農產品中PAEs的直接來源,所以PAEs也有“第二個全球性PCB污染物”的稱號[35]。PAEs的強蓄積性、環(huán)境穩(wěn)定性以及應用廣泛性,在一定程度上威脅到了我國農產品的質量與安全,目前關于PAEs在農產品中的檢出情況及吸收特征進行了較多的研究。

3.1 植物源性農產品中的PAEs

3.1.1 糧油類農產品

糧油作物作為一類重要的農產品,其生產加工關乎到每個家庭的食用安全與身體健康,糧油中的PAEs超標問題也受到了學者們的關注。

糧食作物是一類供人類食用的基礎農作物,分為谷類、薯類和豆類作物。通過GC-MS/MS法測定谷物所含的PAEs時發(fā)現,小麥、稻谷和玉米中普遍存在較高含量的鄰苯二甲酸二異丁酯(diisobutyl phthalate,DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP或DNBP)、鄰苯二甲酸二戊酯(dipentyl phthalate,DPP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(Di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)[36]。水稻中PAEs的濃度自下而上逐漸減小,根系中濃度最高,種子最低,主要PAEs的單體濃度依次為DNBP>DEHP>對苯二甲酸二辛酯(dioctyl terephthalate,DEHT)>DIBP,這4類PAEs化合物占到總含量的93.6%;而玉米內PAEs總含量略低于稻谷,植株內根、葉中的含量顯著高于莖,主要單體以DNBP和DEHP為主,占到總含量的71.7%[37]。環(huán)境中PAEs的殘留會影響谷類作物的生長,戚云[38]以小麥作物為參考,探究了DBP和DEHP對種子的萌發(fā)、幼苗的光合作用和生理指標以及PAEs積累分布的特點,發(fā)現高濃度PAEs對小麥的發(fā)芽率有明顯抑制作用,在光合作用環(huán)節(jié)也表現出顯著的劑量效應,對小麥幼苗產生一定的毒害作用。也有研究發(fā)現PAEs對于水稻的生長和生理特性也會造成影響[39]。此外,耿杰[40]發(fā)現土壤中地膜殘留產生的PAEs對于玉米幼苗光合作用的影響不大,但是在相同的水分含量下,土壤中的PAEs會阻礙根系對于氮、磷、鉀等元素的吸收,長時間的PAEs殘存會影響土壤的結構和理化性質,阻礙根系的分布,進一步脅迫水分的吸收,導致玉米減產??偟膩碚f,不同的谷物受到PAEs污染的應激反應有所區(qū)別,但是PAEs污染會導致糧食作物減產是必然的結果。

油料作物是以榨取油脂為主要用途的一類作物,主要是指花生、油菜、芝麻、大豆等脂肪含量較高的作物。由這類油料作物煉制的食用油受到原料本身攜帶的PAEs的污染,其影響因素主要有3種:(1)種植模式。崔明明等[41]對山東省四大主生產區(qū)的土壤和花生籽粒進行PAEs檢測,發(fā)現不同產區(qū)的花生籽粒中PAEs的含量差異并不顯著,而覆膜種植則是顯著提高花生籽粒中PAEs殘留的主要原因。可見不同的種植模式會造成不同程度的土壤污染和作物的吸收。(2)油料作物的種類和品種。劉清秀[42]選取花生、芝麻、大豆、菜籽等不同原料所制備的食用油,其含有的PAEs有所不同,相較于玉米胚芽油和芝麻香油,大豆油受PAEs的污染更嚴重,這可能與不同油料對PAEs的特異性吸收有關。此外,不同品種的作物也存在PAEs吸收特征的差別,李康雄等[43]發(fā)現同一產區(qū)內的普通油茶籽殼中未檢測出DIBP、DBP和DEHP,但是其他品種的油茶果均存在不同程度的污染,原因可能是不同品種的油茶果對PAEs的富集能力不同。(3)煉油所選取的油料組成。胡愛鵬等[44]選取了花生的不同狀態(tài)(未脫皮花生仁、花生種皮和脫皮花生仁)進行PAEs檢測,結果表明,3組原料樣品均含有PAEs,但是其PAEs的分布具有非均勻性,總體上花生仁種皮中PAEs含量較高。用這3類樣品制得的毛油也均檢測出PAEs的殘留,未脫皮的花生仁中PAEs的殘留量要高于脫皮組。劉玉蘭等[45]針對芝麻的不同部位進行PAEs分析,研究結果顯示芝麻皮中的PAEs含量顯著高于芝麻種仁,是種仁的4.39倍。由此可以看出,油料作物表皮中的PAEs含量普遍要高于種仁,在煉油過程中對于油料作物的脫皮處理是降低食用油中PAEs污染的有效手段。

3.1.2 果蔬類農產品

中國的蔬菜生產擁有悠久的歷史,其中以利用氣候、土地、土壤和水源等天然條件獲得的露地蔬菜為主[46]。露地蔬菜可通過根系、葉片氣孔以及經表皮細胞吸收周圍的PAEs,極易受環(huán)境中PAEs的污染,根系的吸收富集效果尤其強[47]。因此,土壤是影響蔬菜內PAEs含量的主要因素。有研究[48]表明,中國黃淮海菜地土壤中PAEs的平均總含量明顯高于耕地土壤,其中DBP主要因為地膜和肥料的使用富集于菜地土壤,從而造成較高的健康風險。周斌[49]在對壽光地區(qū)的土壤進行檢測時發(fā)現,土壤中鄰苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)和DBP均超過美國環(huán)保署推薦限量(分別為20 μg·kg-1和81 μg·kg-1)。

由此,許多學者[50]對于土壤和種植的果蔬進行聯(lián)合研究發(fā)現,蔬菜中PAEs含量與土壤中的PAEs含量呈現正相關,且不同種類的果蔬對PAEs各組分的吸收也不同。因此,果蔬類農產品中PAEs的分布及含量特點具體表現為以下3個方面:(1)同一蔬菜,不同部位對PAEs的吸收差異。蔬菜的不同部位對PAEs的吸收呈現顯著差異。有學者[51]研究了冬瓜、花椰菜和辣椒3種設施蔬菜的根、莖、葉及果實中PAEs的殘留量,其中花椰菜和辣椒的根中PAEs含量高于其他部位,而冬瓜中殘留量最高的器官是葉柄,這可能是由于不同植物對PAEs的吸收途徑存在差異導致的。(2)同一產區(qū),不同種類果蔬對PAEs的吸收差異。對阿克蘇地區(qū)農產品檢測時發(fā)現,檢測樣品均對DMP和鄰苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)有較強的吸收能力,葉菜類、茄果類、瓜果類等蔬菜、水果類中DEP和DEHP檢出率和濃度較高,而根莖和薯芋類則對DMP和鄰苯二甲酸二己酯(dihexyl phthalate,DHXP)的吸收能力較強[52]。(3)不同產區(qū)同一種類果蔬對PAEs的吸收差異。陳佳祎等[53]選取了北京市昌平、順義、延慶蔬菜基地的辣椒進行PAEs含量測定,其含量分別為3.825、0.900、2.130 mg·kg-1,DIBP、DEHP、DBP的檢出率高達100%;其中,昌平產區(qū)辣椒的DEHP含量最高,達到了1.77 mg·kg-1。可見,雖然不同地區(qū)的同一種蔬菜所檢出的單體化合物種類相似,但是由于產地環(huán)境污染程度的差異,PAEs各組分的含量也有較明顯的差異。針對廣東省汕頭市、中山市和東莞市3個地區(qū)的蔬菜進行分析,葉菜類和瓜果類的PAEs分布大致如圖1所示。廣東省不同地區(qū)的蔬菜中PAEs各組分的富集系數略有差異,整體上瓜果類對PAEs的吸收能力強于蔬菜類。汕頭市的小白菜樣品中檢出6種PAEs,而東莞市小白菜樣品未檢測出DEP,中山市小白菜中未檢測出DEP和鄰苯二甲酸二正辛酯(di-n-octyl phthalate,DNOP)[54-56]。

圖1 廣東省3個市區(qū)中葉菜類和瓜果類農產品的PAEs富集系數

除了土壤及其周圍環(huán)境來源的PAEs,塑料類包裝也可能影響果蔬中PAEs含量。有研究將含有11種PAEs的標簽、膠帶用于標記果蔬,探求其中所含PAEs在不同果蔬中的遷移規(guī)律,結果表明,標簽、膠帶中的PAEs會發(fā)生遷移,蘋果和鱷梨整個果實中均檢測出PAEs的殘留,且果皮中的含量較高,而受接觸面的影響,芹菜中的PAEs含量較低[57]。為解決類似的問題,趙鵬[58]設計了2種減少PAC保鮮膜中塑化劑遷移的方法,在不影響塑料薄膜使用的前提下,乙醇浸泡法能有效減少PAEs的遷移量,可用于果蔬類產品的包裝。

3.1.3 其他植物類農產品

茶類的存儲與運輸多采用塑料真空包裝,且茶葉含水量較低,存儲時間長,存儲的包裝材料、存儲時間、存儲溫度等都會影響PAEs的遷移。研究發(fā)現,茶葉在常溫和4 ℃條件下,存儲于含有PAEs的包裝袋中,90 d內茶葉中PAEs的含量變化均不顯著[59]。馬軍等[60]利用層析凈化-GC-MS法測定煙草中6種PAEs,其中DBP與DEHP的殘留超標問題需要引起注意。張欣等[61]聯(lián)合探究了煙田土壤和煙葉中PAEs的積累特征,兩者所測得的PAEs在組成上具有一致性,總體上煙葉殘留量是土壤的1.3倍,殘留量最高的是DEHP,達到59.7%~71.1%,其次為DBP,占比為22.2%~30.3%。兩者研究均將煙葉中PAEs的來源途徑指向地膜和棚膜的使用。類似的,周艷芬等[12]檢測3個省份的甘草樣品中PAEs,發(fā)現DBP和DEHP的檢出率高達100%,含量分別達到0.13 mg·kg-1和0.09 mg·kg-1。王曉娟等[62]利用超聲提取和高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定天然彩色棉中23種PAEs的殘留水平,結果表明,該方法檢測的靈敏度、準確度和精度均較高,所檢測的PAEs含量從大到小依次為DEHP>DBP>DIBP。由此可見,這一類農產品極易受到DBP和DEHP污染,其檢出率和殘留量遠超過限量標準,可能是由于這類PAEs污染水平較高,且不易降解。

3.2 動物源性農產品中的PAEs

由于部分動物源農產品具有高脂肪的特點,因此,易發(fā)生PAEs的遷移作用。毛偉峰等[63]選取了7種動物源農產品(包裝熟畜肉、生畜肉、生禽肉、魚類、蝦類、蛋類、液態(tài)乳),對其進行PAEs含量分析,以檢出率高的DEHP、DIBP、DBP、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(dicyclohexyl phthalate,DCHP)為對象,分析它們在這些農產品中的累積情況,結果表明,相較于其他產品,包裝熟畜肉中的DEHP和DBP含量和檢出率最高,而水產品(魚、蝦)中的DIBP和DCHP平均含量和檢出率較高。

3.2.1 水產類農產品

PAEs已經嚴重威脅到海洋生態(tài)平衡,同樣養(yǎng)殖業(yè)中的水產類農產品也遭到PAEs的污染。馬保華等[64]對廣東省6個主要養(yǎng)殖地中的羅非魚進行PAEs含量檢測,發(fā)現羅非魚普遍受到了PAEs的污染,DBP檢出率達到100%,其次是DEP和DEHP,并且PAEs的殘留量與養(yǎng)殖水體中的PAEs污染情況呈現正相關。姜琳琳[65]選取了5種閩南地區(qū)的水產品(海水魚、淡水魚、蝦、蟹、貝類),結果表明,所有樣品中均有不同程度的PAEs殘留,但均未檢測出鄰苯二甲酸丁芐酯(butyl benzyl phthalate,BBP)和DnOP。調查[66]發(fā)現,重慶的野生鯽魚體內檢測出11種PAEs,普遍檢測出DMP、DBP、鄰苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯(Bis(2-methoxyethyl)phthalate,DMEP)和DEHP,其中DBP、DMEP和DEHP污染比重占總含量的85%以上。由此可見,水產品中的PAEs富集程度之大,污染范圍之廣,涉及生物之多,直接導致食用水產時的健康風險增加。舟山市售的海產品分析調查顯示,不同種類的海產樣品均處于可控范圍內的致癌風險與非致癌風險[67],如何最大程度地降低食用水產時的安全危害成為一大難點。

一方面,可通過生產加工過程降低PAEs含量。以羅非魚為例,有研究表明,較于血漿,羅非魚可食性組織中DMP和DEP的消除半衰期較長,殘留量較高;對比烏鱧,羅非魚體內殘留的PAEs含量更高,分布更廣;羅非魚生活水溫越高,體內DMP的殘留量越低。以草魚進行實驗加以佐證,發(fā)現影響魚體內PAEs殘留的主要因素是脂肪含量和酶活度[68]。因此,在生產加工過程中,可以通過降低脂肪含量和酶活性實現PAEs低水平污染和零攝入的目標。

另一方面,治理水體環(huán)境污染與生態(tài)破壞也是重要手段之一。有研究[69]表明,造成水體PAEs污染和魚體內富集的主要原因是養(yǎng)殖飼料的投放,所以可以將生活中產生的食物廢物替代魚飼料中的蛋白質來源,以減少水體和養(yǎng)殖魚類PAEs的含量。從檢測結果和健康風險來看,這種方法具有可行性。因此,PAEs污染并非無解,把握水產品中PAEs的分布規(guī)律,尋找可替代污染源的安全材料,就可以有效緩解環(huán)境與生物之間的矛盾。

3.2.2 畜禽類農產品

畜禽肉類PAEs殘留與肉的品種、加工條件、流通環(huán)節(jié)等密切相關。青島市售畜禽類PAEs的檢測和評估報告顯示,PAEs的檢出率為10%~90%,60%的畜禽類PAEs總含量在2 mg·kg-1以下;生肉與熟肉的檢出率差別不大,主要組分都是DMP和DEHP;而熟肉中的PAEs總含量比生肉高2.23 mg·kg-1;對比不同的畜禽肉發(fā)現,不同的畜禽肉PAEs的組成不同,熟豬、牛、羊肉的PAEs總含量比熟禽肉的高[70]。

4 農產品中PAEs的防控建議

目前,PAEs已經造成了全球范圍的污染,嚴重威脅到了生態(tài)平衡以及人體健康。基于對農產品中PAEs的污染狀況以及現有提取檢測技術的認識,提出以下防控建議。

4.1 注重種植地、養(yǎng)殖地的環(huán)境保護是減少PAEs含量的根本途徑

除了傳統(tǒng)意義上的治理和預防,也可以利用脫除技術對生態(tài)環(huán)境進行修復。當前研究中,多利用生物炭吸附法去除土壤中的PAEs,還可以通過老化、復合、改性等方式不斷加強生物炭的吸附能力[71]。另外,微生物降解法在修復土壤方面也具有廣闊的應用前景。從環(huán)境介質中分離、篩選獲得能夠降解PAEs的微生物,該類微生物在有氧或無氧的條件下,通過酶系催化高效降解土壤中的PAEs,從而達到預防作用[72-73]。此外,基于對不同植物特異性吸收PAEs的認識,還可以采取轉基因、雜交技術培育低累積品種的農作物,實現邊治理邊阻控的目標。

4.2 優(yōu)化生產工藝,減少加工、流通、貯藏過程中PAEs的遷移

一些農產品的加工鏈中不可避免地會接觸到塑料制品,受到不同的原料來源、工藝條件、儲存手段的影響,PAEs的遷移量也會發(fā)生變化。因此,選擇合適的生產工藝條件是阻止農產品中PAEs進入的有效手段。生產中減少農產品與塑料制品的接觸,采用無毒害的環(huán)保型包裝,如大豆分離蛋白環(huán)保型薄膜[74]。特別是對于高油高脂的產品,應當避免長時間儲藏以減少PAEs的遷移。

4.3 發(fā)展可用于快速檢測農產品中PAEs的技術

現有的PAEs提取技術無法同時滿足高效、高提取率、低成本、低能耗、多樣本檢測以及環(huán)保的綜合需求,復雜的樣品前處理是快速檢測的一大障礙。各類PAEs檢測技術在適用上均存在局限性,傳統(tǒng)的檢測方法雖然靈敏度、精度、覆蓋性俱佳,但是較高的設備成本以及繁雜的檢測流程不符合現實生活中對于環(huán)保和便捷的需求;而新型的檢測方法,如免疫分析法,在確保靈敏度的基礎上,優(yōu)化了檢測時間和分析容量,但對于PAEs的特異性增強,無法做到對于多種PAEs的同時檢測;另外,目前得到較多應用的色譜串聯(lián)質譜技術不可避免地對樣品產生污染。因此,農產品檢測需要快檢技術的不斷革新,在創(chuàng)新多種檢驗手段的基礎上,還需要建立系統(tǒng)的PAEs多組分分析,精準評估農產品中塑化劑污染的整體狀況。

綜上所述,面對嚴峻的農產品安全問題,有效降低農產品中PAEs的檢出率和殘留量需要從環(huán)境保護做起,并在此基礎上發(fā)展PAEs的快速檢測技術,不斷優(yōu)化生產工藝,在保障農產品安全健康方面發(fā)揮不可代替的作用。

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