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高浓度二氧化碳环境下蔬菜对DDT的吸收、降解及健康风险评估

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球工业化进程的加速以及人类活动的日益频繁，二氧化碳（CO_2）排放持续增加，致使大气中CO_2浓度呈现出显著的上升趋势。据中国气象局发布的《2022年中国温室气体公报（总第12期）》显示，2022年全球大气二氧化碳浓度达到417.9\pm0.2ppm，相比2021年，增幅约2.2ppm，且2022年全球二氧化碳浓度比工业化前平均水平高出50%，也是首次超过50%。CO_2作为植物光合作用的重要底物，其浓度的改变对植物的生长发育、生理生化过程以及抗逆性等均会产生重要影响。在农业领域，蔬菜作为人们日常饮食中不可或缺的重要组成部分，其生长和品质受到CO_2浓度升高的影响备受关注。研究表明，高浓度的CO_2会导致蔬菜生长速度加快，但同时也可能引发蔬菜中营养物质含量下降，如维生素、矿物质和蛋白质等营养成分减少，还会对蔬菜的品质和口感产生不良影响。

与此同时，尽管DDT（双对氯苯基三氯乙烷）作为一种有机氯杀虫剂，因其具有高毒性、难降解性以及生物累积性等特性，自20世纪80年代起已陆续在全球大部分地区被禁用，我国也于2007年停止生产DDT。然而，由于其化学性质极度稳定，在环境中难以被生物降解，即便停用多年，环境中仍存在不同水平的DDT残留。相关研究发现，在土壤、水体以及大气等环境介质中均能检测到DDT的存在。例如，美国斯克里普斯海洋研究所领导的一项调查发现，在靠近洛杉矶海岸的海底存在一个巨大的有毒化学废料场，超过2.7万桶疑似含有杀虫剂滴滴涕（DDT）成分的废料被倾倒在那里，且此前已在附近海域的生态系统和沉积物中检测出高浓度DDT。环境中的DDT能够通过食物链进入生物体，在污染土壤上生长的蔬菜吸收和积累DDT后，不仅会影响蔬菜自身的正常生长和发育，还会通过食物链传递对人体健康构成潜在威胁。

在全球CO_2浓度不断升高的背景下，研究CO_2浓度升高对蔬菜吸收、降解DDT的影响及其健康风险评价具有至关重要的意义。从农业生产安全角度来看，深入了解CO_2浓度升高与蔬菜对DDT吸收、降解之间的关系，有助于筛选出在DDT污染土壤中适合种植的蔬菜品种，为农业生产提供科学指导，从而保障农产品的质量安全，减少因DDT污染导致的农业经济损失。从人体健康风险角度出发，蔬菜是人类饮食的重要来源，准确评估CO_2浓度升高条件下蔬菜中DDT的积累对人体健康的潜在风险，能够为制定合理的食品安全标准和风险防控措施提供科学依据，进而保护公众的身体健康，降低因食用受污染蔬菜而引发的健康问题的发生率。

1.2国内外研究现状

在二氧化碳对蔬菜生长影响的研究方面，国内外学者开展了大量的工作。国外研究起步较早，早在20世纪80年代，就有学者通过控制环境条件，研究CO_2浓度升高对蔬菜光合作用的影响。例如，[国外学者姓名1]等利用人工气候箱模拟不同CO_2浓度环境，发现高浓度CO_2能显著提高番茄的光合速率，增加碳水化合物的积累，从而促进植株的生长。随着研究的深入，更多的研究关注到CO_2浓度升高对蔬菜品质的影响。[国外学者姓名2]研究指出，在高浓度CO_2条件下生长的生菜，其维生素C、可溶性糖等营养成分含量有所下降，这可能与光合作用产物分配的改变有关。

国内相关研究近年来也取得了丰硕的成果。[国内学者姓名1]通过田间试验和盆栽试验相结合的方法，研究了CO_2浓度升高对黄瓜生长发育的影响，发现高浓度CO_2能促进黄瓜植株的生长，增加叶片面积和茎粗，但同时也会导致黄瓜果实中硝酸盐含量升高，影响果实品质。此外，[国内学者姓名2]利用开顶式气室（OTC）研究了不同CO_2浓度对小白菜生长和抗氧化酶活性的影响，结果表明，CO_2浓度升高可提高小白菜的生物量，同时改变其抗氧化酶系统的活性，增强植株的抗逆性。

在蔬菜对DDT吸收降解的研究领域，国外学者率先对DDT在蔬菜中的迁移转化规律进行了探索。[国外学者姓名3]通过土壤添加DDT的盆栽试验，研究了不同蔬菜品种对DDT的吸收差异，发现叶菜类蔬菜对DDT的吸收能力相对较强，且DDT主要积累在蔬菜的根部。关于DDT的降解机制，[国外学者姓名4]的研究表明，土壤中的微生物在DDT的降解过程中起着关键作用，一些微生物能够通过代谢活动将DDT转化为低毒或无毒的物质。

国内学者也在该领域进行了深入研究。[国内学者姓名3]对我国不同地区蔬菜中DDT残留状况进行了调查分析，发现部分地区蔬菜中仍存在一定程度的DDT残留，且残留量与土壤污染程度、蔬菜品种等因素密切相关。在降解研究方面，[国内学者姓名