楊肖松，劉月仙*，解小凡，張 萌，王 偉

（1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，北京 100049；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；3.農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所，天津 300191）

多 環(huán) 芳 烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)稠合在一起的一類化合物，主要由碳?xì)浠衔锝?jīng)過(guò)不完全燃燒產(chǎn)生，大多數(shù)PAHs具有致毒、致癌和致突變的作用[1]。PAHs主要通過(guò)葉片和根皮層進(jìn)入植物體內(nèi)[2]，在植物體內(nèi)遷移、代謝、積累，抑制植物種子萌發(fā)[3]、破壞植株體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)以及降低光合作用[4]，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)。多環(huán)芳烴也可通過(guò)食物鏈傳遞進(jìn)入人體內(nèi)，給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。多環(huán)芳烴的致毒機(jī)理主要是PAHs脅迫使植物體內(nèi)活性氧增加[5]，產(chǎn)生大量自由基[6]，導(dǎo)致細(xì)胞產(chǎn)生大量的活性氧簇（Reac?tive oxygen species，ROS）[7]。與低分子量 PAHs（≤3 個(gè)苯環(huán)）相比，高分子量PAHs（≥4個(gè)苯環(huán)）更難被降解而在土壤環(huán)境中長(zhǎng)期存在[8]，對(duì)植物產(chǎn)生的毒害作用更大[9]。芘是帶有4個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的PAHs，是高分子量PAHs的典型代表，與PAHs總量有著良好的相關(guān)性[10]。對(duì)高環(huán)多環(huán)芳烴芘進(jìn)行毒害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，建立土壤芘對(duì)植物毒性的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值，將為土壤環(huán)境污染基準(zhǔn)的構(gòu)建提供一定的科學(xué)依據(jù)。

物種敏感性分布法（Species sensitivity distribu?tion，SSD）是目前國(guó)際上制定相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的主要方法[11]。該方法是基于不同物種對(duì)同一污染物敏感性的差異，以多個(gè)有代表性敏感物種的急性或慢性毒性數(shù)據(jù)（EC10、EC50）為基礎(chǔ)，構(gòu)建統(tǒng)計(jì)分布模型來(lái)評(píng)估環(huán)境濃度下污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，從而獲得保護(hù)95%的物種不受影響情況下所允許的最大環(huán)境有害濃 度（HC5，Hazardours concentration for 5%of spe?cies）[12]。Silva等[13]運(yùn)用SSD法評(píng)價(jià)土壤有機(jī)污染物三丁基錫對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，得到土壤中的HC5為2.06 mg·kg-1。張曉惠等[14]基于SSD法開(kāi)展了持久性8類污染物水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值的研究，發(fā)現(xiàn)水生生物對(duì)不同化學(xué)物質(zhì)的敏感度差異較大。然而，國(guó)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)運(yùn)用SSD法推導(dǎo)土壤多環(huán)芳烴生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值的相關(guān)研究。

白菜是我國(guó)栽培面積最大的蔬菜，年種植面積267萬(wàn)hm2左右，占全國(guó)蔬菜作物總種植面積的15%，占全國(guó)蔬菜總產(chǎn)量的18.8%[15]。因此研究土壤芘對(duì)白菜的毒性閾值具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。本文通過(guò)土培試驗(yàn)，以華北地區(qū)11個(gè)常見(jiàn)的白菜品種為試驗(yàn)對(duì)象，研究不同品種白菜在典型多環(huán)芳烴芘脅迫下的生長(zhǎng)響應(yīng)特征，建立劑量-效應(yīng)關(guān)系，運(yùn)用物種敏感性分布法推導(dǎo)出基于保護(hù)95%白菜品種的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值，為我國(guó)蔬菜多環(huán)芳烴污染防治以及土壤限量標(biāo)準(zhǔn)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試白菜為我國(guó)華北地區(qū)11個(gè)不同白菜品種：京翠60（JC-60），京秋65（JQ-65），京春娃2號(hào)（JCW-2），京春白（JCB），京翠70（JC-70），京春綠（JCL），北京桔紅二號(hào)（JH-2）7個(gè)品種種子購(gòu)自北京市農(nóng)林科學(xué)院京研益農(nóng)種業(yè)科技有限公司；中白50（ZB-50），吉紅308（JH-308），菊心（JX），快菜1號(hào)（KC-1）4個(gè)品種種子購(gòu)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所。

供試土壤采自北京懷柔區(qū)中國(guó)科學(xué)院大學(xué)校區(qū)附近，風(fēng)干后揀去枯枝石礫過(guò)3 mm篩，保存于陰涼處。

芘（GC，＞95%）購(gòu)自上海阿拉丁生化股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 白菜生長(zhǎng)預(yù)試驗(yàn)

稱取50 g土壤于直徑為90 mm玻璃培養(yǎng)皿中，芘濃度配制參照孫鐵珩等[16]推薦方法，配制完成后置于通風(fēng)櫥中，待丙酮揮發(fā)至干。然后每皿放置15粒飽滿種子，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。當(dāng)空白對(duì)照發(fā)芽率達(dá)到65%，根的長(zhǎng)度達(dá)到2 cm，試驗(yàn)結(jié)束。通過(guò)芘濃度與根伸長(zhǎng)的回歸方程y=7.241x0.314（R2=0.939 8），擬合劑量-效應(yīng)曲線求得EC10與EC50，得出EC10=2.83 mg·kg-1，EC50=470.46 mg·kg-1。

1.2.2 土壤染毒試驗(yàn)

正式染毒試驗(yàn)芘的濃度參照孫鐵珩等[16]推薦的方法，要求至少設(shè)置5個(gè)不同的處理濃度（除對(duì)照外），范圍應(yīng)在預(yù)試驗(yàn)所求的EC10與EC50之間。本研究正式染毒試驗(yàn)芘的添加濃度分別為0（對(duì)照）、5、15、45、135、405 mg·kg-16個(gè)處理水平。具體配制方法：稱取35 g芘于螺口瓶中，加入適量丙酮使其溶解后加入到10 kg土壤中，配制成芘濃度為3500 mg·kg-1的污染土壤，放入通風(fēng)櫥內(nèi)過(guò)夜，待丙酮完全揮發(fā)后，攪拌混勻，保存于-20℃冰箱中備用。將該芘濃度的土壤用未污染土壤進(jìn)行不斷稀釋，攪拌均勻，最后配制成試驗(yàn)所需的不同處理濃度。分別稱取不同芘濃度土壤7 kg于上口直徑為227 mm、下口直徑為207 mm、高為180 mm的花盆中，澆水保持土壤濕潤(rùn)平衡一周。為保證白菜正常生長(zhǎng)，每盆添加肥料KCl 0.32 g、KH2PO43.07 g、CO（NH2）22.24 g。平衡一周后，各個(gè)處理土壤中芘實(shí)際濃度見(jiàn)表1，空白對(duì)照土壤中芘有檢出，但芘在土壤中＜0.4 mg·kg-1時(shí)，可忽略不計(jì)[17]。其余處理芘實(shí)際濃度較添加濃度均有一定降低。

表1 供試土壤平衡一周后芘實(shí)際濃度Table 1 The concentration of pyrene in experimental soil after one week

1.2.3 白菜培養(yǎng)試驗(yàn)

白菜種子經(jīng)75%酒精浸泡5 min，用蒸餾水洗凈后再浸泡于55℃水中，并且不斷攪拌。每盆播種15粒白菜種子，待白菜長(zhǎng)出四片真葉后間苗，每盆留1株幼苗，每個(gè)品種重復(fù)3次。待白菜成熟時(shí)，分別采集土壤和植株樣品，立即保存于-20℃冰箱中，共歷時(shí)80 d。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生物量（鮮質(zhì)量計(jì)）測(cè)定

本試驗(yàn)以鮮質(zhì)量來(lái)表示白菜生物量。白菜植株收獲后，先用自來(lái)水沖洗植株，然后用去離子水沖洗，最后用天平稱取植株質(zhì)量。

1.3.2 土壤芘測(cè)定

土壤樣品前處理及測(cè)定條件：土壤樣品冷凍干燥，研磨過(guò)80目篩后保存于-20℃冰箱中。取2 g上述制備的土壤樣品于25 mL玻璃離心管中，加入10 mL二氯甲烷，蓋緊后超聲萃取1 h；恒溫振蕩30 min，以4000 r·min-1離心10 min。取1 mL上清液過(guò)佛羅里硅土小柱凈化，用10 mL二氯甲烷∶正己烷=1∶1混合溶液洗脫，氮吹至干，用二氯甲烷定容至2 mL，GC-MS測(cè)定。

氣相條件：30 m×0.25 mm×0.25 μm TG-1MS色譜柱，載氣He，進(jìn)樣口溫度280℃，不分流進(jìn)樣，初始溫度40℃，保持1 min，以30℃·min-1速度升溫至150℃，接著以10℃·min-1速度升溫至290℃，并在此溫度下保持20 min。

質(zhì)譜條件：EI電子源70 eV，離子源溫度280℃，傳輸線溫度280℃，掃描方式SIM[18]。

1.3.3 劑量-效應(yīng)曲線擬合

土壤中芘植物毒性劑量-效應(yīng)曲線采用Log-lo?gistic分布模型進(jìn)行擬合[19]。該模型擬合參數(shù)均與實(shí)際生物效應(yīng)有關(guān)，被廣泛應(yīng)用于劑量-效應(yīng)曲線擬合[20]。

式中：Y為各個(gè)處理水平的白菜鮮質(zhì)量與對(duì)照鮮質(zhì)量比值，%；a、b為擬合參數(shù)，a反映了對(duì)照和低劑量之間的毒性效應(yīng)，b為曲線的斜率，b值越大說(shuō)明隨著毒害劑量增加生物反應(yīng)率迅速增加；X為土壤中芘實(shí)測(cè)濃度，mg·kg-1；M為效應(yīng)濃度（ECx）的自然對(duì)數(shù)值。

當(dāng)?shù)蛣┝寇艑?duì)白菜生長(zhǎng)產(chǎn)生刺激效應(yīng)時(shí)，上述模型不能夠很好地?cái)M合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此采用Brain-Cousens模型[21]，擬合方程如下：

式中：Y為各個(gè)處理水平的白菜鮮質(zhì)量與對(duì)照鮮質(zhì)量比值，%；X為土壤中芘實(shí)測(cè)濃度，mg·kg-1；a、b、c、d為方程參數(shù)，a表征反應(yīng)率上限和下限值之差，b表征低劑量區(qū)間效應(yīng)增加趨勢(shì)，d為ECx的變化率。當(dāng)k為10、50時(shí)，參數(shù)c定義為EC10及EC50。

1.3.4 物種敏感性分布曲線擬合

物種敏感性分布曲線采用USEPA開(kāi)發(fā)的SSDGenerater V1軟件進(jìn)行擬合[22]，該軟件利用的是logprobit模型。目前，用于進(jìn)行SSD分析的函數(shù)模型很多，如 Log-logistic、Log-normal、Gompertz、Weibull和指數(shù)函數(shù)等。到目前為止，還未發(fā)現(xiàn)一個(gè)特定的分布模型是適合所有的毒性數(shù)據(jù)集的擬合。鄭師梅等對(duì)SSD法利用評(píng)估模型ETX2.0、BurrliOZ2.0、SSD Gener?ator V1開(kāi)展苯系物淡水水質(zhì)基準(zhǔn)推薦值的比較研究發(fā)現(xiàn)，不同方法推導(dǎo)出的基準(zhǔn)值沒(méi)有數(shù)量級(jí)的差異，但使用的模型不同，擬合出的曲線不同，得出的基準(zhǔn)值也不盡相同。目前還沒(méi)有一種適合所有毒性數(shù)據(jù)的模型，因此很難去界定模型的優(yōu)劣。相對(duì)而言，SSD Generator V1與其他兩種評(píng)估模型相比，在計(jì)算的時(shí)候可直接給出擬合度，能夠給出模型擬合程度的直接評(píng)判[23]。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方差分析，利用1stopt軟件進(jìn)行模型參數(shù)估計(jì)，Origin 2017進(jìn)行方程擬合及圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種白菜土壤芘含量的變化

從表2可以看出，不同品種白菜土壤芘殘留量差別較大。在芘處理濃度為5 mg·kg-1條件下，種植不同白菜品種土壤芘濃度在0.41～1.89 mg·kg-1之間變化，相差3.61倍。其中JH-2品種芘殘留濃度最大為1.89 mg·kg-1，JC-70、JX品種芘殘留濃度最小，均為 0.41 mg·kg-1；在芘處理濃度為15 mg·kg-1時(shí)，JH-2品種芘殘留濃度最大為5.34 mg·kg-1，JC-70品種芘殘留濃度最小為1.27 mg·kg-1；同樣在芘處理濃度為45 mg·kg-1和405 mg·kg-1時(shí)，JH-2品種的土壤中芘殘留濃度均達(dá)到最大值，分別為 14.85 mg·kg-1和189.72 mg·kg-1，品種JX、KC-1土壤芘殘留濃度最小，分別為4.82 mg·kg-1和 114.14 mg·kg-1；在芘處理濃度為 135 mg·kg-1時(shí)，芘殘留濃度最大和最小的品種分別為JC-60（66.83 mg·kg-1）和KC-1（31.27 mg·kg-1）。可見(jiàn)，在添加相同濃度芘條件下種植不同白菜品種，土壤中芘殘留量存在較大差別，可能是芘對(duì)不同白菜品種的毒性不一樣，也可能與白菜對(duì)多環(huán)芳烴的抗逆性有關(guān)。

2.2 土壤多環(huán)芳烴芘對(duì)白菜生物量（鮮質(zhì)量）的影響

從圖1可以看出，隨著土壤中外源芘的濃度增加，不同品種白菜的生物量（鮮質(zhì)量）呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，JCW-2、JCB、JC-70、JCL、JH-2、ZB-50、JH-308、JX、KC-1 9個(gè)品種隨著芘的添加濃度增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，而JC-60和JQ-65生物量（鮮質(zhì)量）隨著芘處理濃度的增加逐漸降低，呈現(xiàn)抑制效果。在芘處理濃度為5 mg·kg-1時(shí)，JC-60、JCB和JX 3個(gè)品種的鮮質(zhì)量跟對(duì)照相比有著顯著性差異（P＜0.05），其中JC-60生物量跟對(duì)照相比有顯著降低，其余白菜品種在芘處理濃度為5 mg·kg-1時(shí)與對(duì)照相比無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。JCW-2、JC-70和JH-308 3個(gè)品種白菜在外源芘添加量為15 mg·kg-1時(shí)生物量達(dá)到最大值,相比對(duì)照分別增加了21.11%、16.11%和20.43%。JCL、JH-2、JX、ZB-50和KC-1品種在芘處理濃度為45 mg·kg-1時(shí)生物量達(dá)到最大值，且與對(duì)照相比有顯著差異。當(dāng)土壤中芘添加濃度達(dá)到405 mg·kg-1時(shí)，9個(gè)不同品種的白菜生長(zhǎng)（鮮質(zhì)量）產(chǎn)生顯著的抑制效應(yīng)（P＜0.05），抑制率分別為59.25%、47.95%、75.84%、29.34%、44.16%、19.50%、40.77%、25.12%、46.45%。

2.3 基于白菜生物量（鮮質(zhì)量）測(cè)試終點(diǎn)的芘毒性劑量-效應(yīng)曲線

通過(guò)Log-logsitic模型以及Brain-Cousens模型對(duì)土壤中芘植物毒性的劑量-效應(yīng)關(guān)系進(jìn)行擬合，得出不同條件下芘對(duì)白菜毒性的劑量閾值（EC10、EC50）。從圖2可以看出除品種JC-60和JQ-65隨著多環(huán)芳烴芘的增加呈現(xiàn)抑制效應(yīng)外，其余白菜品種生物量隨著芘的濃度增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。從表3可以看出多環(huán)芳烴芘對(duì)不同白菜EC10變化范圍為4.14～52.76 mg·kg-1。其中 JQ-65 品種 EC10值最小為4.14 mg·kg-1，ZB-50 品種 EC10值最大為 52.76 mg·kg-1，相差11.74倍。多環(huán)芳烴芘對(duì)11種白菜毒性閾值EC50變化范圍為28.35～545.11 mg·kg-1，從大到小的順序依次是 JH-308＞JH-2＞JC-70＞JCB＞ZB-50＞JX＞JC-60＞JCL＞JQ-65＞KC-1＞JCW-2，最大值和最小值相差18.23倍。

表2 種植不同品種白菜的土壤中芘殘留濃度（mg·kg-1）Table 2 The residual concentration of pyrene in soil after planting different varieties of Chinese cabbage（mg·kg-1）

圖1 多環(huán)芳烴芘添加對(duì)白菜生物量（鮮質(zhì)量）的影響Figure 1 The effect of pyrene on the biomass（fresh weight）of various cabbage

2.4 基于毒性閾值（EC10、EC50）的白菜物種敏感性分布及HC5值預(yù)測(cè)

構(gòu)建單一污染物SSD曲線模型的方法主要包括基于確定概率的參數(shù)模型法和基于抽樣分布的非參數(shù)模型法。本文利用USEPA推薦物種敏感性分布軟件SSD-GeneraterV1對(duì)不同品種白菜芘的毒性閾值（EC10、EC50）進(jìn)行擬合，得到SSD曲線（圖3）。從SSD曲線可以看出，不同的白菜品種在芘的脅迫下表現(xiàn)出不同敏感性，品種ZB-50對(duì)芘的脅迫表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，而JCW-2、JQ-65、JC-60對(duì)芘較為敏感。基于毒性閾值EC50的SSD曲線不同白菜對(duì)芘的物種敏感性順序分別為JC-60＞JCW-2＞JQ-65＞JH-308＞JX＞JCB＞JH-2＞JCL＞JC-70＞KC-1＞ZB-50，而基于EC10敏感性順序?yàn)镴Q-65＞JC-60＞JCW-2＞JH-308＞JX＞JCL＞JCB＞JC-70＞KC-1＞JH-2＞ZB-50，品種JQ-65分布頻次略有降低，JH-2分布頻次略有升高。

通過(guò)物種敏感性分布模型擬合及計(jì)算（表4），得到基于保護(hù)95%白菜品種的EC10值HC510%為4.52 mg·kg-1，置信區(qū)間為 2.02～10.04，EC50值 HC550%為37.68 mg·kg-1，置信區(qū)間為24.99～56.79。

3 討論

圖2 不同品種白菜芘脅迫下的劑量-效應(yīng)關(guān)系曲線Figure 2 Dose-response curves of pyrene to Chinese cabbage cultivars

表3 基于生物量（鮮質(zhì)量）的白菜多環(huán)芳烴芘毒性閾值（EC10、EC50）Table 3 Toxicity thresholds of pyrene to cabbage based on biomass（fresh weight）response（EC10、EC50）

圖3 不同白菜品種基于芘劑量-效應(yīng)毒性閾值的物種敏感性分布頻次曲線Figure 3 Cumulative frequency of SSD of Cd to cabbage varieties based on the ECx

表4 基于SSD擬合的保護(hù)95%白菜品種芘生態(tài)閾值HC5值Table 4 Ecological hazard concentration（HC5）of pyrene to cabbage based on SSD

多環(huán)芳烴在一定范圍內(nèi)對(duì)植物生長(zhǎng)具有一定的刺激作用，較高濃度時(shí)可抑制植物的生長(zhǎng)[24]。張軍[25]通過(guò)土培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PAHs含量為1～10 mg·kg-1范圍時(shí)，對(duì)小麥株高有一定的促進(jìn)作用，在100 mg·kg-1時(shí)，達(dá)到顯著抑制作用。洪有為等[26]研究發(fā)現(xiàn)隨著菲處理濃度的增高，秋茄幼苗地上部的生長(zhǎng)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，芘在一定處理濃度范圍（5～45 mg·kg-1）內(nèi)能夠?qū)Σ煌贩N白菜的生長(zhǎng)產(chǎn)生不同程度的促進(jìn)作用，但超過(guò)該濃度范圍后對(duì)白菜生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制效果，并且不同白菜品種在芘脅迫下表現(xiàn)出了不同的敏感性，品種JC-60和JQ-65表現(xiàn)出抑制作用，其他9個(gè)白菜品種在不同芘處理濃度下表現(xiàn)出不同程度的刺激作用。王海翠等[27]研究表明油菜在不同濃度熒蒽處理下表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)，這與本試驗(yàn)結(jié)果大體一致。有學(xué)者提出在低濃度產(chǎn)生促進(jìn)作用，可能是PAHs與多數(shù)植物的生長(zhǎng)激素（如生長(zhǎng)素和赤霉素）具有類似的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[28]。然而其他學(xué)者認(rèn)為，低濃度多環(huán)芳烴促進(jìn)植物生長(zhǎng)，主要是低濃度多環(huán)芳烴可以增加植物的根數(shù)，根系活力影響較小，使地上部分生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分和水分能得到較充足的供應(yīng)，從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[29]。在高暴露濃度（405 mg·kg-1）芘處理下11種白菜生長(zhǎng)都受到抑制，一方面是多環(huán)芳烴能夠影響植物光合作用，通過(guò)抑制光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的活動(dòng)，從而降低光合電子的傳遞速率，進(jìn)而影響光合作用[30]。尹冬雪等[8]發(fā)現(xiàn)隨著芘濃度的升高，葉綠體逐漸受到損傷，擬南芥葉片中葉綠素含量先升高后顯著下降，進(jìn)而影響光合作用。另一方面，當(dāng)植物受到逆境脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生ROS，ROS會(huì)引起植物中蛋白質(zhì)的分解、DNA損傷、脂肪損傷，從而抑制植物生長(zhǎng)[31]。Liu等[32]研究菲脅迫下擬南芥體內(nèi)H2O2和MDA的含量變化，發(fā)現(xiàn)其含量隨著多環(huán)芳烴的濃度升高而升高，說(shuō)明多環(huán)芳烴對(duì)擬南芥葉片細(xì)胞產(chǎn)生了損傷。

劑量-效應(yīng)關(guān)系是指不同劑量的外源化學(xué)物與其引起的質(zhì)效應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系[33]。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇通常有植物的根伸長(zhǎng)、發(fā)芽率、生物量（鮮質(zhì)量、干質(zhì)量）和遺傳毒性等指標(biāo)。已有研究發(fā)現(xiàn)隨著芘的暴露濃度增加，干質(zhì)量/鮮質(zhì)量比值逐漸增加，與干質(zhì)量相比，以鮮質(zhì)量為評(píng)價(jià)終點(diǎn)推導(dǎo)的EC20與EC50值更低，說(shuō)明鮮質(zhì)量相比干質(zhì)量對(duì)芘的響應(yīng)更為敏感[34]。故本文選擇以鮮質(zhì)量作為芘毒性評(píng)價(jià)終點(diǎn)。污染物毒性閾值EC10與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定關(guān)系較為密切，在長(zhǎng)期暴露的生物學(xué)效應(yīng)中常報(bào)道EC50[35]，ECx（x=10，50）的推導(dǎo)則需要環(huán)境介質(zhì)中污染物濃度數(shù)據(jù)和相關(guān)的評(píng)價(jià)終點(diǎn)指標(biāo)。本文通過(guò)劑量-效應(yīng)關(guān)系曲線推導(dǎo)得出毒性閾值（EC10、EC50），毒性閾值的大小受植物生長(zhǎng)介質(zhì)中污染物濃度與植物評(píng)價(jià)指標(biāo)效應(yīng)強(qiáng)度的影響，低濃度多環(huán)芳烴刺激生長(zhǎng)，高濃度抑制植物生長(zhǎng)，其抑制程度的大小跟多環(huán)芳烴對(duì)植物的損傷程度有很大關(guān)系[36]。Baud-Grasset等[37]研究三環(huán)和四環(huán)多環(huán)芳烴對(duì)生菜和燕麥兩種農(nóng)作物的根伸長(zhǎng)抑制情況，得出基于生菜發(fā)芽率的EC50值是590 mg·kg-1，基于燕麥發(fā)芽率的EC50是1170 mg·kg-1。Sverdrup等[34]通過(guò)芘對(duì)黑麥草、紅車軸草、白芥根伸長(zhǎng)抑制試驗(yàn)，得出基于芽鮮質(zhì)量的EC50分別為＞1000 mg·kg-1、380 mg·kg-1、＞1000 mg·kg-1，基于干質(zhì)量的 EC50值分別為＞1000 mg·kg-1、640 mg·kg-1、＞1000 mg·kg-1。這說(shuō)明不同種的植物對(duì)相同污染物具有不同的抑制效應(yīng)值，這不僅與受試作物有關(guān)，而且跟評(píng)價(jià)終點(diǎn)也有很大的關(guān)系。本試驗(yàn)結(jié)果表明多環(huán)芳烴芘對(duì)不同白菜品種EC10最大值與最小值相差11.74倍，EC50最大值與最小值相差14.49倍，其原因有可能是不同品種白菜對(duì)芘的敏感性不同，對(duì)芘的富集能力也不相同，同時(shí)植物根際作用對(duì)多環(huán)芳烴的消解起重要作用。夏雯[38]通過(guò)水稻盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水稻品種對(duì)芘消解有顯著影響，而且根際土壤中芘的消解率顯著高于非根際土壤。白菜根系分泌物有可能促進(jìn)根際微生物種群數(shù)量，進(jìn)而強(qiáng)化根際微生物對(duì)芘的降解能力，導(dǎo)致芘在土壤中濃度發(fā)生不同程度改變，進(jìn)而導(dǎo)致EC10與EC50的變化。其具體變化原因有待進(jìn)一步研究。

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值即污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的臨界值，HCq即保護(hù)（100-q）的物種不受影響時(shí)所允許的最大劑量濃度。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)物種敏感性分布模型擬合EC10與EC50，分別得到保護(hù)95%白菜品種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值HC5值為4.52 mg·kg-1和37.68 mg·kg-1。

4 結(jié)論

（1）芘在一定濃度范圍可以促進(jìn)白菜的生長(zhǎng)，但是高濃度時(shí)會(huì)抑制白菜的生長(zhǎng)，并且與白菜品種有很大的關(guān)系。

（2）在11種受試白菜中中白50（ZB-50）對(duì)芘表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，并且芘對(duì)不同白菜毒性閾值變化差異明顯，EC10在4.14～52.76 mg·kg-1之間變化，EC50在28.35～545.11 mg·kg-1之間變化。

（3）通過(guò)物種敏感性分布法得出基于EC10和EC50，保護(hù)95%白菜品種的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值HC5分別為4.52 mg·kg-1和37.68 mg·kg-1。