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由于增产增收的迫切需要，我国的设施农业面积正以每年超过100万m2的速度递增。同时，作为一种必须的生产资料，农膜的生产和投入量也在以前所未有的速度增加。农膜中的高分子塑化剂--酞酸酯(phthalate esters/phthalic ester，即邻苯二甲酸酯)很容易随农膜使用而释放，继而对周围的生态环境及环境中的生物产生危害。由于酞酸酯组分的多样性、环境介质的复杂性等，可靠的分析方法成为准确掌握酞酸酯污染现状的重要前提。本课题在优化的酞酸酯样品前处理方法的基础上，对南京市郊典型设施蔬菜基地和台州市某电子垃圾拆解区的农田开展了酞酸酯的土壤-植物污染调查及健康风险评估；在污染调查的基础上，研究了两种代表性酞酸酯组分对典型植物、土壤动物和微生物的毒性作用及阈值，阐明了酞酸酯的生态风险，为土壤环境质量评估提供了毒理学数据，也为酞酸酯土壤污染标准的制定提供了参考；此外，在污染物去除方面，还探讨了不同种植模式下多种植物组合对酞酸酯污染土壤的原位修复效果及应用前景，为酞酸酯污染土壤修复技术的研发提供了科学依据。
本研究的主要结果有：
(1)优化了美国EPA指定的六种酞酸酯类优先污染物在土壤和植物样品中的分析方法，结果表明：使用加速溶剂萃取(ASE)能得到优于超声提取(UE)法、回收率和重现性更稳定的提取效果；以无水硫酸钠+中性氧化铝+中性硅胶为填料配合丙酮：正己烷(v：v/1:4)淋洗的净化方法效果最佳；使用四种土壤基质对优化的分析方法进行了质量控制(QA/QC)研究，得到六种目标物的仪器检出限为0.10～0.31μg L-1；四种土壤基质中的方法检测限为0.12～0.29 mg kg-1，使用有证标准物质(CRM)及标准替代物验证发现，所得优化方法准确、可靠，适用于不同土壤类型中酞酸酯的分析。
(2)选择南京市郊四个典型设施农业基地进行了酞酸酯的土壤-植物(蔬菜)污染调查。研究发现：调查区域土壤和植物样品中，六种目标酞酸酯的总含量分别为0.8～3.2mg kg-1干重和0.2～7.2 mg kg-1干重，且均以DnBP和DEHP为主要组分，另外植物样品中DnOP组分的含量也较高；土壤中的酞酸酯总量与设施大棚的使用年限并不呈正相关，表明土壤中的酞酸酯含量不仅与使用农膜的质量有关，还受到设施基地蔬菜的种植模式、管理模式等因素的影响。
对台州市某电子垃圾拆解区不同利用方式下的农田及植物样品也进行了酞酸酯污染分析，发现土壤中六种酞酸酯的总浓度可达0.31～2.39 mg kg-1干重，仍以DnBP和DEHP为特征组分；各种利用方式下，水田中的酞酸酯总含量最高，菜地土壤中含量最低；各种植物均可大量富集酞酸酯，植物体内的六种酞酸酯总量可达1.89～5.62 mgkg-1干重；长期不合理的电子垃圾拆解已导致当地土壤和植物受到酞酸酯的严重污染。
基于对调查区土壤和植物的酞酸酯分析结果，分别计算了各种污染物组分的风险熵及每日摄入量，进行了酞酸酯污染的健康风险评估。结果表明：五个调查区的儿童对于酞酸酯带来的土壤和蔬菜污染均更为敏感，暴露风险高于成人，仅通过土壤口腔摄入和蔬菜食用摄入这两条暴露途径便可以引起较高的风险；各种组分中DEHP的环境风险最大，其次是DnBP，经由土壤的口腔摄入方式引起的风险更大且难以避免；DEHP对台州的儿童和成人都能带来严重的健康风险，必须引起重视。
(3)针对代表性酞酸酯组分DnBP和DEHP在单一作用下对油菜和绿豆的急性毒性进行研究，发现：油菜对酞酸酯的毒性作用更加敏感；供试植物的发芽率均未受明显影响；DnBP对各种生长指标的作用以抑制为主，DEHP则亦可表现出促进；比较各种生理指标发现DnBP的毒性大于DEHP；植物发芽阶段的酞酸酯急性毒性浓度推荐阈值为20 mg kg-1；GSH、GST、SOD和脯氨酸可以作为本阶段的植物毒性敏感指标。
研究不同土壤因子(包括土壤pH值、有机质含量和含水量)条件下，DnBP和DEHP单一作用时对空心菜和生菜的亚慢性毒性，发现：苗期30 d内，两种污染物均可引起供试植物体内积累性物质(总蛋白质、自由氨基酸和总可溶性糖)含量增加、植物色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量降低、自由基含量上升和抗坏血酸含量下降，DnBP的胁迫作用明显高于DEHP；土壤pH值是影响酞酸酯毒性的最敏感因子，其次是有机质含量和土壤水分含量。对不同土壤因子作用下污染物含量最高的处理进行土壤微生物的454高通量测序结果也表明，土壤pH值是影响土壤酞酸酯植物毒性的最敏感因子。
(4)系统研究了DnBP和DEHP单一不同暴露浓度下对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的个体、组织、细胞及基因毒性。滤纸接触法急性毒性试验表明：DnBP导致蚯蚓环带明显变粗，DEHP则导致其身体细长；28 d自然土壤亚慢性毒性试验表明：设定浓度下蚯蚓体内CAT、AChE活性和H2O2含量等指标可作为衡量酞酸酯毒性的生物标志物；DnBP能引起蚯蚓体腔细胞死亡率上升、胞内钙离子浓度升高、细胞S期延长、线粒体膜电位下降等，损伤作用明显超过了DEHP；中性红停留时间(NRR)、金属硫蛋白(MTs)含量和热激蛋白(Hsp70)含量变化结果与彗星实验(SCGE)结果表明两种污染物均对蚯蚓产生了损伤；DnBP和DEHP的动物毒性推荐临界值分别为5 mg kg-1和10 mg kg-1。
(5)选择紫花苜蓿、黑麦草、高羊茅间混作和紫花苜蓿、海州香薷、伴矿景天间混作的两种植物组合，研究了不同种植模式下对台州电子垃圾拆解区酞酸酯污染农田土壤的植物修复，发现：种植修复植物后，土壤酞酸酯均可以得到有效去除；各种修复植物的酞酸酯富集系数均较高，但植物提取修复效率却不足2％；三种植物混作均能明显增加土壤微生物的多样性并显著去除土壤中的酞酸酯；紫花苜蓿与黑麦草、高羊茅的混作组合更适于大面积推广应用。