沉積物有機氯農(nóng)藥殘留特征和風(fēng)險分析

林 靜，周溶冰，謝正苗

(杭州電子科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究所，浙江杭州310018)

0 引言

有機氯農(nóng)藥(Organo Chlorine Pesticides，OCPs)是一類重要的持久性有機污染物，因其具有高效的殺蟲、除草以及滅菌作用曾被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。OCPs具有較高的疏水性和很強的親脂性，易發(fā)生生物累積、生物放大和“三致”(致癌、致畸、致突變)作用，其對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的危害是不容忽視的［1］，被列入我國68種環(huán)境優(yōu)先控制污染物黑名單。雖自20世紀(jì)80年代此類農(nóng)藥已被全面禁止，但至今仍可在環(huán)境中檢測到它們的存在，尤其是沉積物為其主要來源，極易造成二次污染［2］。鄱陽湖流域沉積物中OCPs的殘留特征及生態(tài)風(fēng)險，結(jié)果所測樣品中幾乎都含有機氯農(nóng)藥，且大部分采樣點有新的DDT輸入［3］。長江下游安慶段—南通段表層沉積物中的HCB和DDTs的檢出率為100%，分析表明長江下游表層沉積物中的DDTs存有生態(tài)風(fēng)險［4］。農(nóng)藥所造成的環(huán)境毒性問題，已引起了人們的高度重視。杭州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)(下沙)原屬城郊農(nóng)業(yè)區(qū)，但迄今為止，關(guān)于下沙環(huán)境OCPs殘留狀況卻鮮見報道。本課題以杭州下沙為對象，研究了地表水沉積物中DDTs、HCHs等典型OCPs的濃度水平及污染特征，進行風(fēng)險評價。

1 實驗材料與方法

1.1 藥品與儀器

98.5%純度DDTs試劑，99.5%純度HCHs試劑;正己烷、丙酮、二氯甲烷，無水硫酸鈉經(jīng)馬弗爐650℃烘干處理，99.97%純度銅粉。福立9790氣相色譜儀;63Ni-ECD檢測器;KQ-100B型超聲波清洗器;Universal 320離心機;BUCHI B-490旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

1.2 實驗方法

采用國標(biāo)法［5］分析OCP，使用氣相色譜(FULI－GC－9790)配備有63Ni-ECD檢測器和毛細管柱(30m×0.53mm×1.00μm)。設(shè)置了25個采樣點，于2008年12月進行采樣，選取其中干擾物較少的7個樣品進行檢測分析，分別是2號:新華河，6號:聚首河，8號:1號渠，9號:下沙公路渠，14號:12號渠，19號和20號:3號大堤護塘河，如圖1所示:

圖1 下沙地區(qū)表層沉積物采樣點分布圖

2 結(jié)果與討論

2.1 沉積物中OCPs污染水平

沉積物中OCPs的殘留量均以干重計如表1所示。

表1 杭州下沙地區(qū)沉積物中有機氯農(nóng)藥殘留狀況(n=7)(ng/g干重)

表1中7個沉積物樣品，除19號和20號樣品只檢出HCHs、6號樣品只檢出DDTs，其余樣品均有檢出8種有機氯農(nóng)藥，可見有機氯農(nóng)藥在下沙地區(qū)表層沉積物中殘留比較普遍?？侽CPs的濃度范圍為15.77～206.05ng/g，不同采樣點的污染程度存在比較大的差異;HCHs的含量為17.90～190.60ng/g，高于DDTs，其最高值出現(xiàn)在9號取樣點(下沙公路渠)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)下沙路附近目前仍有大片農(nóng)田，這可能是該采樣點HCHs含量高于其他點的原因;DDTs的含量為14.46～24.99ng/g，其最高值出現(xiàn)在19號取樣點(三號大堤護塘河)。各有機氯農(nóng)藥含量檢出順序依次為β－HCH＞δ－HCH＞γ－HCH＞α－HCH＞o，p’－DDT＞p，p’－DDT＞p，p’－DDE ＞p，p’－DDD。與國內(nèi)外其他水體表層沉積物中有機氯農(nóng)藥含量比較發(fā)現(xiàn)，下沙表層沉積物中的DDTs污染程度處于中等偏高水平，而HCHs污染程度則相對較高，大幅度高于其他地區(qū)［4－11］。

2.2 沉積物OCPs污染特征

下沙地區(qū)表層沉積物中DDTs類農(nóng)藥的組成特征如圖2所示，o，p’－DDT和p，p’－DDT的含量最高，分別為29%和27%;p，p’－DDE為25%;p，p’－DDD的含量最低，為19%。由此可知，沉積物(DDD+DDE)/Σ DDT的比值小于0.5，近期可能仍有新的含DDT農(nóng)藥成分的物質(zhì)輸入，也可能與DDT難以被化學(xué)和生物降解，半衰期較長，而殘留在沉積物中可能二次釋放，DDE比DDT揮發(fā)性強等因素有關(guān)。有6個樣DDD/DDE比值小于1，說明下沙表層沉積物處于好氧環(huán)境，多發(fā)生好氧性生物降解，下沙地區(qū)年降水量較少，河流長時期處于干涸狀態(tài)，這可能是導(dǎo)致沉積物處于好氧環(huán)境的主要原因。采用Long等確定的風(fēng)險評估值法進行評估風(fēng)險。下沙表層沉積物中 DDT(p，p’－DDT和 o，p’－DDT)、p，p’－DDD、p，p’－DDE和DDTs的含量均介于風(fēng)險評估低值和風(fēng)險評估中值之間，說明下沙表層沉積物中有機氯農(nóng)藥總體的生態(tài)風(fēng)險較高，對水體環(huán)境會造成一定危害，應(yīng)當(dāng)受到重視。

圖2 下沙地區(qū)表層沉積物中DDTs類農(nóng)藥的組成特征

HCHs的4種異構(gòu)體中β－HCH的含量最高，占48%，δ－HCH占36%，其余α－HCH，γ－HCH和分別占7%，8%。α、γ－HCH在環(huán)境中易發(fā)生降解，因此其殘留量少，而β－HCH的抗生物降解能力最強，是最穩(wěn)定和最難降解的異構(gòu)體，其余異構(gòu)體也會轉(zhuǎn)型成β－HCH以達最穩(wěn)定狀態(tài)?？赏普?，在國家禁止OCPs生產(chǎn)和使用后，大部分地區(qū)HCHs污染物主要源于環(huán)境的早期殘留。同時，下沙表層沉積物中α/γ的比值為0.88(接近于1)，說明近期可能有林丹γ－HCH的輸入。

3 結(jié)束語

所有沉積物樣品中均檢出OCPs，總濃度范圍為15.77－206.05ng/g，不同采樣點的污染程度存在比較大的差異;HCHs的濃度范圍為17.90－190.60ng/g;DDTs的濃度范圍為14.46－24.99ng/g。與國內(nèi)外其他地區(qū)的沉積物相比，下沙表層沉積物中DDTs的含量處于中等偏高水平，而HCHs的含量相對較高?？傮w而言，下沙地區(qū)表層沉積物中OCPs含量偏高。下沙地區(qū)表層沉積物中DDTs類農(nóng)藥的組成特征表明，近期可能仍然有新的含DDT農(nóng)藥成分的物質(zhì)(如目前仍在使用的三氯殺螨醇農(nóng)藥含有DDT成分)輸入;沉積物中HCH表明近期可能有林丹γ－HCH的輸入。生態(tài)風(fēng)險評價表明，下沙表層沉積物中有機氯農(nóng)藥總體的生態(tài)風(fēng)險較高，對水體環(huán)境會造成一定的危害，應(yīng)當(dāng)受到重視。

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