铜与土壤类型对玉米吸收和转运有机磷酸酯的影响机制研究

本研究针对有机磷酸酯(OPEs)在作物中的累积风险，系统探究了log Kow 、DOC含量和Cu浓度对玉米吸收转运OPEs的关键调控作用。发现低疏水性OPEs更易转运至地上部，镁质土中OPEs累积量较红壤高24%，而Cu污染(1600 mg/kg)使红壤根系OPEs积累激增181%。研究为评估作物OPEs污染风险提供了理论依据。

　　

随着工业产品中卤代阻燃剂的禁用，有机磷酸酯(Organophosphate Esters, OPEs)作为替代品使用量激增，但其在食物链中的累积风险引发关注。这类物质已广泛存在于大气、水体及土壤中，而作物吸收OPEs的关键驱动因素尚不明确。尤其当土壤同时存在重金属污染时，铜(Cu)与OPEs的交互效应可能进一步加剧生态风险。

中国的研究团队通过控制实验，系统分析了红壤(krasnozem)和镁质土(magalitic)两种典型土壤中，Cu污染对玉米(Zea mays L.)吸收8种OPEs的影响。研究发现，疏水性(log K_ow
)是决定OPEs转运的关键参数——低log K_ow
的磷酸三氯乙酯(TCEP)表现出最高根浓度因子(RCF>3.5)和转运因子(TF>1.0)，而高疏水性物质主要滞留于根系。土壤特性差异显著：镁质土因溶解性有机碳(DOC)含量是红壤的2.2倍，促使OPEs生物有效性提升24%。更值得注意的是，高浓度Cu(1600 mg/kg)通过破坏根系细胞膜选择性渗透，使红壤中OPEs积累量暴增181%，这种效应在酸性红壤(pH 4.47)中尤为突出。

研究采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)定量OPEs，通过控制土壤Cu梯度(0-1600 mg/kg)和两种土壤类型构建实验体系，测定植物生物量、OPEs富集系数及转运参数。

【土壤特性差异】镁质土较高的DOC含量(2.2倍于红壤)显著提升OPEs生物有效性，但红壤的酸性环境(pH 4.47)加剧了Cu的生物毒性。
【Cu的调控机制】Cu污染通过两种途径影响OPEs归趋：破坏根细胞膜完整性促进被动扩散，同时抑制主动转运系统，这体现在Cu暴露后log K_ow
与SCF(R²

0.70)、TF(R²
0.58)的相关性增强。
【生态风险差异】红壤种植的玉米地上部OPEs含量比镁质土高37%，表明酸性土壤中Cu-OPEs协同效应更易导致作物安全风险。

该研究首次揭示Cu污染与土壤特性对作物OPEs累积的联合调控机制，为重金属-有机污染物复合污染区的农产品安全评估提供了新视角。特别是发现Cu通过改变细胞膜透性而非单纯竞争结合位点来影响OPEs转运，这一结论刷新了对根际污染物交互作用的认知。研究结果对制定差异化土壤修复策略具有重要指导价值，建议在酸性土壤污染区优先监测低log K_ow
的OPEs品种。