岳陽市地下水有機氯農(nóng)藥濃度水平與污染特征分析

張光貴，王小毛，李照全

(1.湖南省洞庭湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖南岳陽 414000;2.岳陽市環(huán)境監(jiān)測中心，湖南岳陽 414000)

有機氯農(nóng)藥(OCPs)作為持久性有機污染物(POPs)，是世界公認(rèn)的環(huán)境優(yōu)先控制污染物［1］，具有毒性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難生物降解等特點，一直以來，OCPs在環(huán)境中的賦存狀態(tài)和污染水平都是學(xué)者們的研究熱點［2］，其中又以其在土壤、地表水和表層沉積物中的研究居多［3-10］，但對OCPs在地下水環(huán)境中污染的研究相對較少。

岳陽市屬于環(huán)洞庭湖典型農(nóng)業(yè)區(qū)，境內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)，素有“魚米之鄉(xiāng)”之稱，同時區(qū)內(nèi)血吸蟲病流行，由于過去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及血防滅螺時期曾使用大量六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)、氯丹、五氯酚(PCP)、五氯酚鈉(NaPCP)等 OCPs，歷史上曾是OCPs的主要使用地區(qū)之一。20世紀(jì)80年代末期以來，OCPs對環(huán)洞庭湖區(qū)土壤、河湖沉積物、地表水、水生生物等的污染研究相繼有一些報道［11-15］，但OCPs對環(huán)洞庭湖區(qū)地下水污染的研究尚未見報道。除地表水外，地下水是岳陽市城鄉(xiāng)居民生活飲用水的重要來源，因此開展岳陽市地下水環(huán)境中OCPs污染相關(guān)研究具有十分重要意義。

筆者根據(jù)岳陽市地下水污染現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)，探討岳陽市地下水有機氯農(nóng)藥濃度水平及其污染特征，旨在為正確評價有機氯農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險性、保護(hù)地下水環(huán)境質(zhì)量、合理開發(fā)利用地下水資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

岳陽市位于湖南省的東北部，兩面環(huán)山，自東南向西北傾斜，東南為山丘區(qū)，西北為洞庭湖平原，中部為過渡性的環(huán)湖淺丘地帶，水系發(fā)達(dá)，水資源豐富，境內(nèi)有長江、汨羅江、新墻河、華容河等主要河流，除洞庭湖外，境內(nèi)有大小內(nèi)湖165個，全市總面積15087 km2。

根據(jù)巖性、賦存條件、物理性質(zhì)及水力學(xué)特征，區(qū)內(nèi)地下水類型分為松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類巖溶水及碎屑巖類裂隙孔隙水四大類型，大氣降水是地下水的主要補給水源，湖區(qū)還接受洞庭湖和長江干流的側(cè)向補給，東南山丘區(qū)還接受庫渠稻田的滲漏補給，地表水與地下水互相交替補充，豐水時地表水補給地下水，枯水時地下水補給地表水，具有明顯的季節(jié)變化。

岳陽市地處洞庭湖區(qū)，農(nóng)業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)。2008年農(nóng)、林、牧、漁業(yè)實現(xiàn)總產(chǎn)值217.05億元，糧食、生豬和水產(chǎn)品為農(nóng)業(yè)三大主導(dǎo)產(chǎn)品。

岳陽市屬血吸蟲病流行疫區(qū)。截至2010年底，全市仍有釘螺面積6.90萬hm2，約占湖南全省的40%、全國的近20%。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與研究方法

為全面了解全市地下水環(huán)境總體狀況，掌握地下水污染水平，分析地下水污染原因，預(yù)測地下水污染變化趨勢，2008年10—11月，岳陽市開展了全市地下水污染現(xiàn)狀調(diào)查工作，其中對全市18個調(diào)查點位地下水有機氯農(nóng)藥進(jìn)行了采樣分析，采樣點基本情況與點位分布分別見表1、圖1。

此次調(diào)查，采用氣相色譜法對地下水中有機氯農(nóng)藥含量進(jìn)行了分析測定，HCHs、DDTs、七氯、六氯苯(HCB)和PCP的質(zhì)量濃度檢出限分別為0.004 μg/L、0.01 μg/L、0.01 μg/L、0.002 μg/L 和 0.02 μg/L。

表1 采樣點基本情況

圖1 采樣點位分布

筆者在歸納整理岳陽市地下水污染現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對岳陽市地下水有機氯農(nóng)藥濃度水平與污染特征進(jìn)行了分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 有機氯農(nóng)藥濃度水平

岳陽市地下水OCPs檢出情況見表2。

表2 岳陽市地下水OCPs質(zhì)量濃度檢出情況μg/L

從表2可以看出，在檢測的HCHs、DDTs、七氯、HCB和PCP等5種有機氯農(nóng)藥中，共檢出HCHs和DDTs等2種，其檢出率分別為72.2%和22.2%，其最大質(zhì)量濃度檢出值分別為0.080 9 μg/L和0.159 0 μg/L，均未超過GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》限值(ρ=5 μg/L 和 ρ=1 μg/L);地下水 OCPs的總檢出率為72.2%，質(zhì)量濃度平均值為0.0352μg/L，其中 ρ(HCHs)為 0.0232 μg/L，占 65.9%。

岳陽市地下水OCPs污染主要來自HCHs和DDTs。研究表明，我國環(huán)境中殘留的七氯更多地源于氯丹的施用［16］，商品氯丹中通常含有七氯(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約10%)，HCB在我國的主要用途之一是作為PCP和NaPCP的工業(yè)生產(chǎn)前體，在使用 PCP和NaPCP的過程中會向水環(huán)境中釋放 HCB［17］，盡管研究區(qū)曾使用了大量氯丹、PCP和NaPCP，但本次調(diào)查地下水中未檢出七氯、HCB和PCP。

2.2 有機氯農(nóng)藥的污染特征

2.2.1 不同用地類型測點地下水OCPs檢出情況對比

不同用地類型測點地下水OCPs檢出情況見表3。

從表3可以看出，HCHs在林地、旱地、水田和城區(qū)測點地下水中均有檢出，其中水田和城區(qū)測點地下水中HCHs的檢出率為100%，DDTs只在水田和城區(qū)測點檢出，地下水OCPs污染程度表現(xiàn)為水田、城區(qū)污染水平大于旱地大于林地，與太湖流域某農(nóng)業(yè)區(qū)呈現(xiàn)出基本相同的分布規(guī)律［18］。

表3 不同用地類型測點地下水OCPs檢出率比較

2.2.2 不同地形測點地下水OCPs檢出情況對比

不同地形測點地下水OCPs檢出情況見表4。

表4 不同地形測點地下水OCPs檢出率比較

從表4可以看出，HCHs在低丘、崗地和平原測點地下水中均有檢出，其中崗地測點地下水中HCHs的檢出率最高，達(dá)85.7%，DDTs只在崗地和平原測點地下水中有檢出，不同地形測點地下水OCPs污染程度表現(xiàn)為崗地污染水平大于平原大于低丘。

2.2.3 不同類型地下水OCPs檢出情況對比

不同類型地下水OCPs質(zhì)量濃度檢出情況見表5。

表5 不同類型地下水OCPs檢出情況比較

從表5可以看出，HCHs和DDTs在潛水和承壓水中均有檢出，潛水中HCHs和DDTs的檢出點平均值均大于承壓水，HCHs和DDTs的質(zhì)量濃度最大值均出現(xiàn)在潛水測點，不同類型地下水OCPs污染程度表現(xiàn)為潛水污染水平大于承壓水。

2.2.4 污染特征成因分析

岳陽市地下水 OCPs污染特征形成原因主要有:

a.不同土地利用方式下OCPs的使用量不同。一般情況下，水稻田中HCHs和DDTs等OCPs的施用量最大，旱地次之，林地最小，城市區(qū)域地下水除受農(nóng)用OCPs影響外，還受到工業(yè)用OCPs的污染。

b.土壤含水量不同。水稻田中土壤含水量高，表面多被水分子包圍，吸附位較少，因此土壤截留OCPs較少，致使地下水中OCPs的檢出率較高，而在旱地和林地中土壤含水量較少，吸附位較多，阻礙OCPs向下遷移，導(dǎo)致這些地段地下水中OCPs濃度相對較低［18］。

c.土地開發(fā)利用強度不同。受地形、交通、氣候和人口分布等條件的影響，岳陽市土地開發(fā)利用強度以崗地和平原較大，這些區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)，單位面積OCPs施用量大，而丘陵、山區(qū)土地開發(fā)利用強度較小，單位面積OCPs施用量小。

d.地下水埋深不同。潛水或淺層地下水埋深較淺，更易受人類活動的影響［19］，承壓水埋深較深，OCPs進(jìn)入其中的可能性相對較小，致使?jié)撍廴境潭认鄬^重。

2.3 不同地區(qū)地下水中有機氯農(nóng)藥濃度對比

關(guān)于地下水環(huán)境中OCPs的研究較少，本文只能做一下粗略對比。從表6可以看出，岳陽市地下水中HCHs和DDTs的濃度均低于太湖流域，與杭州市處在同一數(shù)量級，但均明顯高于珠三角地區(qū)。岳陽市屬典型的農(nóng)業(yè)區(qū)，地下水中OCPs濃度相對較高主要與過去大量施用OCPs有關(guān)，地下水中DDTs殘留還可能與其替代品三氯殺螨醇的使用有關(guān)［20］。

表6 不同地區(qū)地下水有機氯農(nóng)藥質(zhì)量濃度對比ng/L

3 結(jié)論

a.岳陽市地下水已受到HCHs和 DDTs的污染，但污染程度較輕，HCHs和DDTs的最大檢出濃度均明顯低于GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》限值。

b.岳陽市地下水OCPs呈現(xiàn)水田、城區(qū)大于旱地大于林地、崗地大于平原大于低丘、潛水大于承壓水的污染特征，這主要與周邊土地利用方式、土壤含水量、區(qū)域土地開發(fā)利用強度和地下水埋深有關(guān)。

c.岳陽市地下水中HCHs和DDTs的濃度均低于太湖流域，但明顯高于珠三角地區(qū)，與杭州市相當(dāng)，地下水中OCPs濃度相對較高主要與過去大量施用OCPs有關(guān)。

d.盡管岳陽市地下水環(huán)境中OCPs污染程度較輕，但考慮到OCPs的難降解性和毒性在生物體內(nèi)的逐步累積放大性，須對今后OCPs的污染趨勢加以重視，加強地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測。

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