花园中非法焚烧废弃物排放物的潜在植物毒性效应

《Atmospheric Pollution Research》：Potential phytotoxic effects of emissions from illegal waste burning in gardens

　　

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  评估了露天焚烧垃圾产生的排放物的植物毒性效应
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  比较了6种观赏园林植物对排放物的敏感性
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  生态毒理学终点指标显示存在显著的物种依赖性敏感性差异

引言

露天焚烧生活垃圾的环境风险已成为一个全球性问题。然而，各国的做法并不相同。尤其是在世界发展中地区，即使在印度尼西亚三宝垄市（Ramadan等，2022）、印度德里（Nagpure等，2015）、印度阿格拉（Lal等，2016）、黎巴嫩贝鲁特（Baalbaki等，2016）或乌干达坎帕拉（Kulabako等，2010）等城市，露天焚烧也可能是一种常见的废弃物处理方式。

根据焚烧垃圾的成分不同，已观测到颗粒物（PM）以及气态潜在有毒化合物的严重排放。露天焚烧垃圾被认为是颗粒物（PM）排放的决定性因素之一（Sharma等，2022）。在一项比较研究中，Wang等（2023）报告称塑料的PM_2.5排放因子最高，其次是橡胶和纺织品。市政垃圾焚烧被认为是持久性有机污染物（POPs）的重要二次来源，包括多氯二苯并对二噁英（PCDDs）、多氯二苯并呋喃（PCDFs）和多氯联苯（PCBs）（Li等，2021）。

多环芳烃（PAHs）是垃圾焚烧过程中排放的另一类重要持久性有机污染物（POPs）（Oanh等，2025）。在大气中，低分子量（LMW）PAHs（2至3环）通常以气相存在，而高分子量（HMW）PAHs（5至6环）则以颗粒相存在（Dat和Chang，2017）。垃圾焚烧产生的颗粒物（PM）还可能含有多种有毒重金属，如砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、铅（Pb）、硒（Se）和锌（Zn）（Peter等，2018）。

欧盟通过其具有法律约束力的《环境空气质量指令》（修订为欧盟指令2024/2881）（欧洲议会和欧盟理事会，2024），对PM₁₀组分中的某些重金属和苯并[a]芘进行管理。规定的限值或目标值如下：铅（Pb）0.5 μg/m³（限值）；砷（As）6 ng/m³（目标值）；镉（Cd）5 ng/m³（目标值）；镍（Ni）20 ng/m³（目标值）；苯并[a]芘 1.0 ng/m³（限值）。

农村地区的垃圾露天焚烧更为普遍（Lemieux等，2000），通常与园林（绿化）废弃物一起焚烧。这些潜在有毒的排放物对生态系统构成一定威胁，不仅影响天然植被，也对农业生态系统构成威胁。除了植物毒性效应外，有机和无机成分均可能发生生物累积，危及生态系统健康。由于这些成分很可能沿食物链向上转移，消费者的健康也将面临风险（Tumurbaatar等，2025）。

为评估露天焚烧垃圾产生的颗粒物对高等植物的可能影响，本研究采用了经济合作与发展组织（OECD）化学品测试指南第227号——陆生植物试验（以下简称"指南"）。该指南所述方案采用叶面施用测试物质的方法，基本代表了湿沉降的暴露途径（Kováts等，2021）。该指南最初使用的终点指标包括：以生物量和/或地上部长度降低表示的生长抑制，以及可见症状（坏死、褪绿）。然而，此前使用该方案的经验表明，光合色素和抗氧化酶等生化标志物可提供有关效应大小和潜在机制的补充信息。

尽管在匈牙利露天焚烧生活垃圾属于违法行为，但在园艺活动中仍时有发生；固体废物常与园林废弃物一起焚烧。因此，本研究选择了常用观赏植物作为试验对象，以评估代表园林生境的潜在植物毒性效应。

各章节摘要

材料与方法

实验装置示意图见图1。

提取液的成分

在提取液中检测了17种PAHs，包括美国环境保护署（EPA）列出的16种优先控制PAHs（见表2）。美国环境保护署（EPA）将此类PAHs界定为环境风险最高的物质（综述见Keith，2015）。

提取液中主要的PAHs为荧蒽（12.0 μg/L）、菲（9.66 μg/L）和芘（9.4 μg/L）。在实验性焚烧PS样品时，这些PAHs的浓度极高，且在PU样品中也十分典型（Kováts等，2022）。

总体总结

总体而言，受控焚烧生活垃圾产生的排放物表现出可测量的植物毒性效应，甚至导致广泛栽培的观赏及药用植物C. officinalis死亡。尽管关于露天焚烧垃圾排放物直接植物毒性研究较为稀缺，但现有文献支持生活垃圾具有高度毒性的特性。基于潜在有毒的PAHs和重金属含量，Ramadan等（2023）得出结论，家庭层面的露天垃圾焚烧

结论

尽管在匈牙利，家庭露天焚烧城市固体废物被视为违法行为，但它仍然构成严重的环境风险，且难以有效缓解。本研究应用经济合作与发展组织（OECD）化学品测试指南第227号——陆生植物试验，旨在模拟垃圾焚烧通过湿沉降影响植物生长表现的环境条件。对6种常见观赏物种评估了颗粒物结合污染物的植物毒性。

作者贡献声明

András Hoffer：方法论、调查研究。ádám Tóth：方法论、调查研究。Bettina Eck-Varanka：可视化、方法论、调查研究。Selenge Tumurbaatar：方法论、调查研究。Gábor Teke：调查研究、形式分析。Katalin Hubai：监督、数据整理、概念化。Nora Kováts：撰写——初稿、监督、资源获取、项目管理、资金获取。

未引用的参考文献

European Parliament and Council of the European Union, 2024; Hoffer et al., 2020; Mircea et al., 2025; Rai, 2016.

数据可用性声明

数据可应请求提供。

利益冲突声明

? 作者声明不存在已知可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到了"气候变化国家多学科实验室"项目（国家研究、发展和创新局，NKFIH-872）的支持。作者感谢ELGOSCAR-2000环境技术与水资源管理有限公司（总部地址：Budapest H-1095, Soroksári u. 164；实验室地址：Balatonfüzf? H-8184）开展分析测量工作。

Nora Kováts|Bettina Eck-Varanka|Selenge Tumurbaatar|András Hoffer|ádám Tóth|Gábor Teke|Katalin Hubai