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多氯联苯(Poly-chlorinated biphenyls,PCBs)是一类常见的持久性有机污染物(Persistent organic pollutant,POPs),可被作物吸收,并在作物中代谢转化生成比母体化合物毒性更强的产物,影响农产品品质安全。迄今,尚缺乏区域农田土壤PCBs污染和风险水平的基础数据。在有机污染物的风险评估过程中,一般只考虑母体化合物的毒性,忽略高毒性代谢转化产物的风险,导致有机污染物风险被低估。因此,应从区域尺度,监测农田土壤PCBs的浓度水平,探究其作物吸收代谢行为,确定PCBs的风险水平,为有效管控土壤PCBs污染风险提供科学依据。本文选取长三角农田土壤为研究对象,评价分析了农田土壤PCBs的污染特征和风险指数;选取水稻为模式作物,研究了 PCBs的代谢途径及影响因素,探讨了 PCBs转化的基因调控分子机理。论文主要取得以下有价值的信息:(1)江苏和上海农田土壤PCBs残留量相对较高,PCBs平均浓度受土壤利用类型影响:水稻田>蔬菜田>未耕作土,3-5氯代PCBs为土壤中PCBs主要成分,50%以上点位对人体具有非致癌风险,24%以上点位对人体具有中等以上致癌风险,风险主要来源于CB-126、CB-81和CB-169。可考虑将PCBs作为长三角农田土壤优先控制污染物。(2)分析鉴定了水稻活体中PCBs的甲氧基化代谢产物(Methoxylated poly-chlorinated biphenyls,MeO-PCBs)和羟基化代谢产物(Hydroxylated poly-chlorinated biphenyls,OH-PCBs),MeO-PCBs 与 OH-PCBs 间 可相互 转化,MeO-PCBs去甲基化速率为OH-PCBs甲基化速率的18倍,PCBs的羟基化及MeO-PCBs的去甲基化代谢由水稻细胞和内生真菌共同完成,PCBs的甲氧基化及OH-PCBs的甲基化代谢由水稻细胞单独完成。共存Cu2+通过影响水稻根系膜完整性和酶活性,可改变PCBs代谢转化行为。(3)发现PCBs代谢由CYP450酶系调控,经I相代谢生成OH-PCBs。少部分OH-PCBs可经甲基转移酶催化,生成甲基化产物(MeO-PCBs)。MeO-PCBs快速被CYP450酶系催化,生成OH-PCBs。