中国热带岛屿主要农作物中邻苯二甲酸酯（PAE）的残留物、影响因素及健康风险评估

《Environmental Pollution》：Residues, Influencing Factors, and Health Risk Assessment of Phthalate Esters (PAEs) in Major Crops from a Tropical Island in China

　　

钱一斌|孙宇|杨帅|唐斌|岑梦杰|冯成红|郑静

中国海南省生态环境研究院，海口，571000

摘要

邻苯二甲酸酯（PAEs）是广泛使用的增塑剂，具有潜在的内分泌干扰和致癌作用，从而威胁食品安全和人类健康。本研究系统地调查了中国海南岛主要种植区16种PAEs的存在情况、影响因素及其健康风险。16种PAEs的总浓度（∑₁₆PAEs）范围从未检测到（ND）到7938 μg?kg^-1干重（dw）（平均值：1009 ± 1025 μg?kg^-1 dw），其中6种美国EPA优先控制的PAEs（∑₆PAEs）的浓度范围从ND到2512 μg?kg^-1 dw（平均值：372 ± 324 μg?kg^-1 dw）。二异丁基邻苯二甲酸酯（DIBP）和二丁基邻苯二甲酸酯（DBP）是最主要的PAEs，分别占∑₁₆PAEs的28.2%和16.1%。在中央山区发现的PAEs残留量较高，这可能是由于当地气候条件导致的空气沉积增加。作物类型显著影响了PAEs的积累：谷物和水果中的∑₁₆PAEs浓度（平均值分别为1319和1085 μg?kg^-1 dw）高于蔬菜（907 μg?kg^-1 dw），而根茎类蔬菜的积累量高于其他蔬菜子类。土壤有机质和微塑料的含量与作物中的PAEs浓度呈正相关，而土壤pH值则呈负相关。健康风险评估表明，非致癌危害指数远低于1，苯基丁基邻苯二甲酸酯（BBP）和双（2-乙基己基）邻苯二甲酸酯（DEHP）的致癌风险处于可接受范围内（10^-6–10^-4）。女性的暴露量略高于男性。本研究为热带岛屿农业系统中的PAEs污染提供了全面的见解，并有助于制定污染控制策略。

引言

邻苯二甲酸酯（PAEs）是最常用的增塑剂之一，由于它们能有效提高塑料的塑性、柔韧性、耐用性和机械强度，因此被广泛用于各种塑料产品中（Pang等人，2022年）。全球塑料产量已达到4亿吨（Sun和SYRéN，P-O.，2025年），而PAEs的年产量增加到了800万吨（Houssini等人，2025年）。通常在聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）等塑料中以10–60%的重量比例添加PAEs，以提高产品的柔韧性和耐用性（Giuliani等人，2020年）。然而，由于PAEs通过氢键或范德华力等非共价作用与聚合物基质结合，它们容易渗出并进入环境中。PAEs具有雌激素活性，长期暴露可能对人类健康造成非致癌和致癌风险。这些风险包括生殖障碍、发育异常、神经发育障碍、葡萄糖代谢紊乱以及女性乳腺癌和男性前列腺癌等癌症的发病率增加（Arfaeinia等人，2020年）。儿童是一个特别脆弱的群体，新生儿早期接触PAEs与湿疹风险增加有关（Smit等人，2015年）。鉴于PAEs的广泛存在及其潜在的健康影响，这些物质引起了科学界和监管机构的广泛关注。因此，一些国家和国际监管机构已经对特定PAEs的使用实施了严格的限制或禁令。例如，美国环境保护署（EPA）已将六种PAEs列为优先污染物，包括双（2-乙基己基）邻苯二甲酸酯（DEHP）、二丁基邻苯二甲酸酯（DBP）、二甲苯二甲酸酯（DMP）、二乙基邻苯二甲酸酯（DEP）、二辛基邻苯二甲酸酯（DNOP）和苯基丁基邻苯二甲酸酯（BBP）。

目前，PAEs在全球环境样本中普遍被检测到。PAEs在环境中的积累不仅降低了空气、水和土壤的质量，还抑制了植物生长并减少了蔬菜产量。这些影响共同增加了食品安全风险，从而威胁人类健康（Karamianpour等人，2023年）。作物主要从土壤和大气中吸收PAEs，其吸收受到作物类型、耕作方式和田间管理策略等多种因素的影响（Cui等人，2023年）。研究表明，高温会加速PAEs从塑料薄膜中的释放以及随后被蔬菜吸收（Zhao等人，2021年）。暴露于PAEs后，作物的关键生理过程，包括根系发育、种子萌发和光合作用，可能会受到不利影响（Billings等人，2021年；Feng等人，2025年；Liang等人，2024年）。研究表明，PAEs会提高热带生态系统的污染水平，并对人类健康构成风险（Due?as-Moreno等人，2024年；dos Santos等人，2025年）。重要的是，当微塑料和PAEs共存时，它们可能会表现出协同毒性，导致比单独作用更严重的健康影响（Liu等人，2024年）。尽管先前的研究在理解PAEs在作物中的富集和迁移方面取得了显著进展，但大多数现有研究的范围有限，仅包括单一土地利用类型和有限的作物种类，从而阻碍了对农业系统中PAEs存在特征的全面评估。此外，关于作物中的PAEs浓度与其相应土壤水平之间的关联仍缺乏足够的研究。

海南岛是中国唯一的热带省份的主岛，以其多样化的农业系统而闻名，以生产反季节蔬菜和瓜类以及芒果、荔枝、龙眼和香蕉等热带水果而著称。2023年，海南岛的复种指数为158.1%，平均每公顷使用0.25吨塑料薄膜。作为典型的热带岛区，海南岛拥有丰富的太阳辐射、高温和高湿度以及大量的降雨。在这种独特的气候条件下，来自塑料薄膜等材料的PAEs释放率会显著增加。同时，频繁的降雨也会影响它们在土壤-水系统中的迁移和再分布。因此，作物吸收PAEs的潜力及其相关的环境风险可能会增加。海南岛多样的农业种植系统为研究作物中PAEs的吸收、积累及其相关健康风险提供了理想的框架。然而，关于海南岛乃至整个热带岛屿上作物中PAEs残留物及其相关环境和健康风险的系统研究仍然有限。

本研究以海南岛作为研究对象。从岛屿的东部、南部、西部、北部和中部的主要种植区收集谷物、水果和蔬菜样本，并对热带岛屿作物中的PAEs残留物进行了系统分析。确定了主要的影响因素，并评估了人类暴露风险。研究结果为科学评估和有效减轻农产品中的PAEs污染提供了有价值的见解。

章节片段

研究区域和样本收集

海南岛是中国第二大岛，面积为33,900平方公里，总海岸线长度为1,910公里。作为“天然温室”，海南是中国最大的热带作物生产基地。近年来，该岛积极发展旅游业，游客数量显著增加。在这项研究中，共收集了105个作物样本，包括根、茎、叶和果实样本。

岛屿上作物中的PAEs残留物

如表2所示，海南岛作物中16种PAEs的总浓度（∑₁₆PAEs）范围从未检测到（ND）到7938 μg?kg^-1干重（dw），中位数为805 μg?kg^-1 dw（由于数据分布不均）。而6种优先控制PAEs的总浓度范围从ND到2512 μg?kg^-1 dw，中位数为295 μg?kg^-1 dw。比较了广东等地区的蔬菜和其他农产品中的∑₆PAEs浓度

结论

本研究全面分析了海南岛主要作物中的PAEs残留物情况，海南岛是一个典型的热带农业区。DIBP和DBP是最主要的PAEs，这反映了它们在塑料产品、农药和肥料中的广泛使用。DEHP在土壤中的强吸附性和高疏水性限制了其在水中的生物利用度和移动性，从而降低了其在作物中的残留量。因此，海南岛上的作物中的PAEs残留量低于中国其他地区。作物类型显著影响...

作者贡献声明

郑静：写作——审稿和编辑、监督、资源管理。唐斌：写作——审稿和编辑、初稿撰写、数据管理、概念构思。冯成红：写作——审稿和编辑、监督、资源管理。岑梦杰：写作——审稿和编辑、数据管理。钱一斌：写作——审稿和编辑、初稿撰写、研究、概念构思。杨帅：写作——审稿和编辑、验证、数据分析。孙宇：写作——

海南省统计局，国家统计局海南调查办公室，2023年；中华人民共和国环境保护部，2013年；Net等人，2015年；英国皇家化学学会，2025年；美国环保署（USEPA），2022年。

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究报告的财务利益或个人关系。

数据可用性

数据可向相关作者索取。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究报告的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中国国家重点研发计划（2024YFC3714700）、海南省南海创新与创业人才计划以及广东省科技计划（2023B1212070031）的支持。