山東省土壤有機(jī)氯農(nóng)藥污染的研究進(jìn)展

肖鵬飛

摘 要：土壤有機(jī)氯農(nóng)藥污染的防治是當(dāng)前面臨的環(huán)境熱點問題，進(jìn)行土壤污染現(xiàn)狀、分布規(guī)律、來源解析及風(fēng)險評價研究對于開展土壤污染治理工作有重要的指導(dǎo)意義。本文查閱了近年來相關(guān)的研究文獻(xiàn)，從有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中的殘留含量、組成、來源及生態(tài)風(fēng)險等方面對山東省不同地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：山東省 有機(jī)氯農(nóng)藥 土壤污染 來源解析 生態(tài)風(fēng)險

中圖分類號：X508 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0136-03

當(dāng)前，我國土壤環(huán)境總體狀況堪憂，部分地區(qū)污染較為嚴(yán)重，已成為全面建成小康社會的制約因素之一。為切實加強(qiáng)土壤污染防治，逐步改善土壤環(huán)境質(zhì)量，國務(wù)院于2016年5月印發(fā)了《土壤污染防治行動計劃》，制定了近期土壤污染防治工作的總體要求和工作目標(biāo)。山東省作為我國東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，省內(nèi)土壤環(huán)境面臨污染的威脅，但目前省內(nèi)土壤環(huán)境的總體污染狀況如何、土壤污染的生態(tài)風(fēng)險程度如何等問題，目前尚不完全清楚。2016年12月，為了深入貫徹國務(wù)院《土壤污染防治行動計劃》，山東省政府印發(fā)了《山東省土壤污染防治工作方案》，在全面梳理國家“土十條”各項任務(wù)要求，分析查找全省土壤污染防治關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，提出了土壤污染防治的主要任務(wù)、具體措施和有關(guān)要求，為全省土壤污染防治指明了方向。近年來，一些研究相繼對山東省部分地區(qū)土壤中農(nóng)藥污染現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查。本文總結(jié)了近年來在山東省土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染方面的研究成果，對土壤污染現(xiàn)狀及特征進(jìn)行評述，為揭示該地區(qū)土壤有機(jī)氯農(nóng)藥污染規(guī)律以及今后的防治工作提供依據(jù)。

1 山東省不同地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的檢出率

總體上看，省內(nèi)不同地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的檢出率較高。于娜等[1]發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市南部山區(qū)周邊土壤中，15種有機(jī)氯農(nóng)藥均有很高的檢出率，且各HCHs異構(gòu)體、DDT、艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、硫丹、甲氧滴滴涕的檢出率均為100%。棗莊市3個典型蔬菜種植基地土壤中的六六六、DDT、氯丹、七氯均有檢出[2]。陳愛萍等[3]研究表明，濱州市不同類型土壤中DDTs的檢出率也達(dá)到了100%，但檢出率在不同DDTs組分之間有所差異。聊城市耕地土壤中HCHs在59.8%的土樣中有檢出，而DDTs的檢出率達(dá)到95.2%[4]。魯西糧食主產(chǎn)區(qū)耕地土壤中DDE的檢出率為各異構(gòu)體最高，達(dá)到92.7%[5]。龐緒貴等[6]發(fā)現(xiàn)煙臺市表層土壤中DDTs和HCHs的檢出率較低，分別只有33.82%和1.96%。而史冰潔等[7]發(fā)現(xiàn)煙臺地區(qū)不同蘋果果園根系土壤中DDTs的檢出率達(dá)到100%，HCHs的檢出率為19.7%，這與果園歷史上的農(nóng)藥使用有關(guān)。朱英月等[8]研究發(fā)現(xiàn)，山東半島DDT的檢出率為100%，DDE的檢出率高于95%，表明半島地區(qū)土壤中DDTs依然普遍存在。微山湖西北地區(qū)土壤中DDTs和HCHs各異構(gòu)體的檢出率也均在80%～100%之間[9]。此外，對黃河三角洲地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留研究表明，17種有機(jī)氯農(nóng)藥均存在于全部或大部分樣品中[10，11]。

2 山東省不同地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量

山東省不同地區(qū)土壤中代表性有機(jī)氯農(nóng)藥DDTs和HCHs的含量見表1。根據(jù)《中國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-2008）的規(guī)定，DDTs和HCHs的第一級標(biāo)準(zhǔn)值分別為50和10μg/kg，而第二級（農(nóng)業(yè)用地）標(biāo)準(zhǔn)值分別為100和50μg/kg。按照該標(biāo)準(zhǔn)，山東省大部分調(diào)查樣點土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量符合二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中大多數(shù)樣點土壤中的平均HCHs含量符合一級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，個別地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的含量超出二級標(biāo)準(zhǔn)。而從最大值看，多個樣點的殘留濃度已經(jīng)超過二級標(biāo)準(zhǔn)，表明一些樣點的污染程度較高。

研究表明，山東半島DDTs和HCHs殘留量超過國家一級標(biāo)準(zhǔn)的土壤樣品分別占樣品總數(shù)的4.53%和9.05%[8]。煙臺不同地區(qū)采集到的408個土壤樣品中，DDTs含量超過國家一級和二級標(biāo)準(zhǔn)的樣點分別為53個和10個，而HCHs含量超過國家一級和二級標(biāo)準(zhǔn)的樣點分別為5個和1個，可見該地區(qū)DDTs殘留較高[6]。聊城市136個耕地土壤樣點中有135個樣點的HCHs殘留量低于國家一級標(biāo)準(zhǔn)值[14]。秦承剛等[2]研究表明棗莊市典型蔬菜種植區(qū)土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥含量均沒有超出《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T332-2006）；而林勇等[12]也發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市可耕土壤中HCHs的含量也全部低于此標(biāo)準(zhǔn)，DDTs的超標(biāo)率也僅為3.3%。對濱州地區(qū)土壤中DDTs的研究發(fā)現(xiàn)，大部分土壤樣品中的DDTs含量在輕度污染范圍內(nèi)，10%的土壤樣品中DDTs濃度屬于中度或重度污染[3]。

3 山東省不同地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的來源解析

3.1 DDTs的來源解析

DDT/（DDE+DDD）的比值被廣泛用來分析土壤中DDTs的來源，若比值小于1，表明DDT農(nóng)藥施用時間較長，沒有新的污染源出現(xiàn)；若比值大于1，說明母體DDT含量占優(yōu)勢，DDT農(nóng)藥施用時間很短，有新的污染源存在。黃河三角洲地區(qū)土壤中DDTs主要是過去輸入環(huán)境的DDT的殘留物，僅有少數(shù)區(qū)域有新的DDT農(nóng)藥的輸入，可能來源于三氯殺螨醇在防治棉鈴蟲中的使用[10]。濱州市土壤中該比值的分析結(jié)果表明該地區(qū)土壤中的殘留主要來自于DDT的使用，但有三氯殺螨醇源DDTs的輸入[3]。魯西地區(qū)耕地土壤中的DDTs殘留主要來源于歷史上DDT的輸入，經(jīng)過多年的土壤微生物作用，大部分已經(jīng)降解轉(zhuǎn)化為DDE和DDD[5]。青島地區(qū)大部分土壤中該比值小于1，但仍有少數(shù)個別地方大于1，表明該地區(qū)土壤中的DDTs殘留主要是過去輸入，但近年來個別地方仍使用DDT或含有DDT雜質(zhì)的農(nóng)藥[13]。煙臺市有95%地段土壤中該比值小于1，表明大部分地段的污染是過去形成的，沒有新的污染源；但少數(shù)地區(qū)該比值大于1，可能存在新的DDTs污染源，應(yīng)引起高度重視[6]。endprint

3.2 HCHs的來源解析

α-HCH/γ-HCH的變化可以作為環(huán)境中是否有新的HCHs輸入的一個判斷指標(biāo)，當(dāng)α-HCH/γ-HCH的比值介于4～7之間，則可能源于近期工業(yè)HCHs的輸入；比值接近于0，說明近期有林丹的使用；當(dāng)比值增大則說明HCHs可能來源于大氣的長距離運輸[11]。濟(jì)南南部土壤樣品中該比值均在0～2之間，可認(rèn)為該地區(qū)環(huán)境中的HCHs主要來源于工業(yè)品和林丹的使用[1]。青島地區(qū)該比值基本上大于1.2，說明該區(qū)域內(nèi)沒有新的HCHs使用源[13]。張可心[11]通過分析黃河三角洲地區(qū)土壤中的HCHs含量后認(rèn)為該地區(qū)的殘留普遍源于農(nóng)藥殘留和大氣的長距離運輸。山東半島114個土壤采樣點中9.6%的土壤樣品該比值接近1，說明土壤中近期可能有林丹的使用；7%的土樣中該比值大于7，表明土壤中HCHs受到環(huán)境變化的影響[8]。臨清市土壤中γ-HCH的大量檢出表明該地區(qū)歷史上曾大量輸入過HCHs，或者近期內(nèi)有林丹的輸入[4]。龐緒貴等[6]對煙臺市土壤中HCHs來源分析表明，該地區(qū)曾經(jīng)使用過工業(yè)級HCHs，但使用時間較長，其組分已經(jīng)通過物理、化學(xué)等作用發(fā)生了很大變化，近期沒有新源輸入。

4 不同類型土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留

土地的種植方式?jīng)Q定了種植作物及農(nóng)藥的施用量，而土壤利用方式會影響土壤的理化性質(zhì)和微生物活動強(qiáng)弱不同，進(jìn)而導(dǎo)致不同類型土壤中農(nóng)藥的降解程度不同。山東半島各地區(qū)不同種植土壤中總有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量大小順序為果園>菜地>玉米地>麥田>棉田；其中土壤HCHs殘留量為麥田>果園>菜地>棉田>玉米地；土壤DDTs殘留量為果園>玉米地>菜地>棉田>麥田[8]。耿存珍等[13]研究了青島市不同類型土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留，其殘留總量由高到低依次為菜園地、農(nóng)田、公路邊?？梢?，相對于農(nóng)田，菜園地由于所種植的蔬菜種類較多且易生蟲，因而使用更多的殺蟲劑導(dǎo)致殘留量偏高。對微山湖西北地區(qū)不同類型土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的研究表明，HCHs的含量依次為水田>旱地>菜地>園地；而DDTs的含量依次為水田>旱地>園地>菜地[9]。而濱州市沿城區(qū)-郊區(qū)-農(nóng)村梯度，土壤中DDTs的濃度呈現(xiàn)顯著的上升趨勢，農(nóng)村土壤中DDTs的濃度約為城區(qū)土壤中DDTs濃度的5倍，可見該研究區(qū)土壤中的DDTs殘留主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[3]。

5 土壤有機(jī)氯農(nóng)藥污染的生態(tài)風(fēng)險分析

目前尚未建立土壤環(huán)境生態(tài)風(fēng)險評價的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，采用較多的是Urzelai和Jongbloed提出的方法。Urzelai提出以標(biāo)準(zhǔn)土壤中污染物質(zhì)對無脊椎動物產(chǎn)生的毒性影響為基準(zhǔn)，計算得出導(dǎo)致50%土壤物種風(fēng)險殘留的HCHs各異構(gòu)體的濃度值。而Jongbloed等以簡單食物鏈模型計算得出的土壤DDTs的臨界水平：對土壤生物、鳥類和哺乳動物分別為10、11和190μg/kg。利用以上兩種模型進(jìn)行判斷，聊城市土壤中各HCHs異構(gòu)體對土壤無脊椎動物均未造成毒性影響或影響很小，土壤HCHs的生態(tài)風(fēng)險很低；而聊城市大多數(shù)采樣點的DDTs污染均對土壤生物及鳥類產(chǎn)生了毒性，其中臨清市生態(tài)風(fēng)險最高，已經(jīng)對哺乳動物產(chǎn)生了生態(tài)風(fēng)險[14]。

Long等人基于經(jīng)驗性分析提出的低毒性效應(yīng)值ERL（生物效應(yīng)幾率<10%）和毒性效應(yīng)中值ERM（生物效應(yīng)幾率>50%）等來表征土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的潛在生物效應(yīng)，濃度范圍在ERL值以下說明污染物對該土壤生物幾乎不會造成有害影響；而濃度值高于ERM值則會對生物產(chǎn)生危害作用。張可心[11]調(diào)查發(fā)現(xiàn)黃河三角洲地區(qū)一些樣點土壤中HCHs和DDTs濃度的略高于其ERL值，而氯丹的濃度水平均處于ERM值和ERM之間，表明該地區(qū)的有機(jī)氯農(nóng)藥仍然對該區(qū)域的野生生物存在一定的暴露風(fēng)險，值得進(jìn)一步關(guān)注。袁紅明等[10]采用相同方法對黃河三角洲表層土壤進(jìn)行了生態(tài)風(fēng)險評價，結(jié)果表明所監(jiān)測樣點中僅有1個站位DDE大于ERL值，3個站位的DDTs大于ERL值，表明該研究區(qū)DDTs殘留的生態(tài)風(fēng)險較小，但個別點源污染要引起一定的重視。

6 結(jié)語

總體上看，經(jīng)過多年的禁用后，山東省土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留量較低，大多數(shù)土壤中的含量低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，但仍有部分農(nóng)業(yè)用地土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥含量超標(biāo)。來源分析表明HCHs和DDTs在大多數(shù)地區(qū)土壤中的殘留來自歷史上的使用，少數(shù)地區(qū)可能存在新源的輸入。一些地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留對土壤動物及鳥類具有一定的生態(tài)風(fēng)險。省內(nèi)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥含量雖然處于低水平含量，但考慮到其在環(huán)境中的持久性和生物蓄積性，對土壤環(huán)境質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的潛在影響仍不容忽視，需要加強(qiáng)重視。

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