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多溴联苯醚(PBDEs)是一类新型持久性有机污染物，由于其亲脂性和难降解性，已在多种环境介质和生物体内检测到。持久性有机污染物易在土壤中汇聚，很多研究已证实PBDEs在土壤中广泛分布。研究土壤中PBDEs的植物吸收和转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为，评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都有着重要的意义。但是目前对于PBDEs存土壤-植物系统迁移转化的研究非常有限。本论文研究了土壤中PBDEs的根际降解效应以及植物吸收、传输和代谢行为，旨在认识PBDEs在土壤-植物系统的环境行为。研究取得以下几方面的成果:
首先采用土培实验研究了BDE-209在土壤-植物系统的归趋。结果表明:土壤中的BDE-209可以被植物根吸收并向上传输;植物根对BDE-209的吸收以及传输因子均与根脂含量呈一定相关关系。根际效应促进土壤中BDE-209的降解，且土壤微生物对BDE-209在根际的降解起重要作用。在土壤和植物体内共检测到19种脱溴代谢产物，并且在植物体内还检测到五种羟基化代谢产物，说明BDE-209在土壤-植物系统存在脱溴和羟基化代谢。其中低溴代PBDEs在植物体内的百分含量高于土壤，表明它们更易被植物吸收或PBDEs在植物体内发生了进一步脱溴代谢。为了进一步研究BDE-209在根际微域的降解特征，采用多隔层分室根箱研究了BDE-209在根际、菌根际微域的降解以及菌根真菌对BDE-209在植物体内吸收、传输以及代谢的影响。结果表明，土壤中BDE-209的降解随距根表的距离而变化，在根室的降解率最高;接种菌根真菌促进了其在土壤中的降解，土壤微生物对BDE-209在根际微域的降解起重要作用。在土壤和植物体内分别检测到12种和24种脱溴代谢产物;接种菌根促进了土壤和植物体内BDE-209的代谢。该研究结果为BDE-209在土壤-植物系统迁移转化行为提供重要的信息。
由于化合物性质对其在植物体内的吸收和传输有一定影响，而PBDEs和PCBs在结构和性质上存在一定的相似之处。因此，采用水培实验研究了BDEs-15、-28、-47和PCBs-15、-28、-47的植物吸收、传输和代谢的差异。结果表明:玉米根中BDEs-15、-28、-47的含量要分别高于PCBs-15、-28、-47。同时PBDEs和PCBs的根富集因子与其logKow值呈显著正相关关系，说明化合物的分配对其在植物体内的吸收起关键作用。PBDEs的传输因子通常低于含有相同卤素取代数的PCBs，说明PCBs比PBDEs更易于在玉米体内传输。在暴露时间12h后玉米体内均检测到mono-、di-、tri-BDEs和PCBs，说明在短时间内PBDEs和PCBs发生了脱卤代谢反应。此外，PBDEs和PCBs在玉米体内的代谢途径包括脱溴、脱氯代谢和溴、氯原子的重排，但是PBDEs和PCBs的代谢既有相似之处又存在差异。与含有相同卤素取代数的PCBs相比，PBDEs更易在玉米体内脱溴代谢。本研究首次比较了PBDEs和PCBs的植物吸收、传输和代谢差异。
分别建立了植物样品的羟基化(OH-PBDEs)和甲氧基化多溴联苯醚(MeO-PBDEs)的超高效液相色谱-质谱联用和气相色谱-质谱联用方法。对植物体内羟基化和甲氧基化代谢产物进一步研究发现，在短时间内PBDEs发生了羟基化和甲氧基化代谢反应，但在暴露后期植物体内MeO-PBDEs和OH-PBDEs的总含量大都存在一定程度的下降，推测可能由进一步代谢转化所致。植物体内MeO-PBDEs的总含量远高于OH-PBDEs，且邻位比对位史易被羟基和甲氧基取代。
为了进一步研究PBDEs、MeO-PBDEs和OH-PBDEs在实际环境样品中的分布，以及PBDEs在土壤-植物系统的代谢特征，采集并分析了广东清远电子垃圾拆解地根际土壤和植物样品中PBDEs、MeO-PBDEs和OH-PBDEs的分布。在电子垃圾拆解点污染土壤和植物体内共检测到29种PBDEs、12种MeO-PBDEs和12种OH-PBDEs。植物体内低溴代的PBDEs、MeO-PBDEs和OH-PBDEs百分含量均高于土壤中，且MeO-PBDEs的总含量无论是在土壤还是植物中均高于OH-PBDEs。土壤和植物体内主要以邻位取代的MeO-PBDEs和OH-PBDEs为主。PBDEs、MeO-PBDEs和OH-PBDEs在土壤中的分布和组成受污染源的影响较大，而其在植物体内尤其是叶片中的分布和组成受植物种属代谢差异影响更大。