冷水江段資江水體中阿特拉津殘留分析

楊德帝 彭秧錫 付國(guó)福 周蕓蕓 郭開發(fā) 劉 秀 朱雄梅 金晨鐘*

（1湖南人文科技學(xué)院農(nóng)藥無(wú)害化應(yīng)用湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南婁底 417000；2湖南人文科技學(xué)院精細(xì)陶瓷與粉體材料省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南婁底 417000）

阿特拉津是三嗪類除草劑，一般用來(lái)防除玉米田中的雜草，其性質(zhì)穩(wěn)定且水溶性弱，可長(zhǎng)期存在于土壤和水體中，在不同環(huán)境條件下其半衰期可達(dá)數(shù)十天至數(shù)百天不等[1]。因此，對(duì)水體中阿特拉津進(jìn)行殘留分析，進(jìn)而開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[2]具有很重要的意義。

本研究通過在資江冷水江段河流設(shè)置不同的采樣點(diǎn)，于枯水期（3月）和豐水期（7月）分別采集水樣，應(yīng)用固相萃取-高效液相色譜法定量測(cè)試水樣中阿特拉津殘留濃度[3]，以此探討資江冷水江段的阿特拉津殘留水平時(shí)空變化，并分析該河段水體中阿特拉津的主要來(lái)源。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

本研究采樣所需材料及設(shè)備主要包括不銹鋼桶、繩子、帶蓋子的棕色玻璃采樣瓶、冰袋、保溫箱、經(jīng)緯度儀（冰河110）、便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀（PNB-116），所需試劑與儀器見表1和表2。

表1 試驗(yàn)用藥品與試劑

表2 試驗(yàn)用儀器及型號(hào)

1.2 采樣方法

采樣點(diǎn)的布設(shè)具體如表3所示，共設(shè)置12個(gè)采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)間距為2 km左右。其中，在資江冷水江市段境內(nèi)總共設(shè)置10個(gè)采樣點(diǎn)，在資江進(jìn)入冷水江市前設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，作為背景值點(diǎn)；在資江出境之后設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，考察阿特拉津濃度的空間演變。

表3 采樣點(diǎn)的位置和水樣性質(zhì)

水樣采集按照表3設(shè)置的采樣點(diǎn)順序依次進(jìn)行。具體采樣步驟及方法[4-5]如下：到達(dá)采樣點(diǎn)，將不銹鋼鐵桶用繩子系好后扔入資江中采集表層水體水樣，采樣深度為0～0.5 m，采樣不能接觸沉積物；把鐵桶內(nèi)的水樣倒進(jìn)棕色采樣玻璃瓶中，灌滿后立刻蓋緊瓶塞，然后放入裝有冰袋的保溫箱中。同時(shí)，用經(jīng)緯度儀記錄采樣地點(diǎn)的經(jīng)緯度，用便攜式測(cè)定儀對(duì)水樣的實(shí)時(shí)pH值、溫度進(jìn)行測(cè)定并做好記錄。本研究中枯水期和豐水期各采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度、水樣pH值和溫度信息記錄于表3中。可以看出：枯水期和豐水期各采樣點(diǎn)水樣的pH值變化不大，均在7～9之間；溫度變化較大，豐水期水樣溫度顯著高于枯水期水樣溫度，平均高9℃左右，這主要是由于季節(jié)性氣溫差異導(dǎo)致。

1.3 水樣處理與檢測(cè)

采用張 佩等[6]的研究方法對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，水體中阿特拉津的檢測(cè)分析參考朱小亮等[5]的方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 枯水期資江冷水江段阿特拉津的殘留水平

本研究在2019年3月中下旬進(jìn)行了2次水樣采集，共在12個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣24份。采集的水樣經(jīng)冷藏運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室后，采用張 佩等[6]的方法對(duì)水樣預(yù)處理，并以玻璃纖維濾膜過濾去除懸浮顆粒，水體中阿特拉津的檢測(cè)分析參考朱小亮等[7]的方法進(jìn)行，每處理平行3次。

通過分析得到枯水期資江冷水江段的阿特拉津殘留水平如圖1所示；枯水期資江冷水江段上下游阿特拉津殘留水平為0.235～1.045 μg/L，阿特拉津殘留濃度從上游到下游大體上呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。其中，茂古坪是資江進(jìn)入冷水江市前的采樣點(diǎn)，阿特拉津殘留濃度最高，達(dá)到1.045 μg/L，顯著高于冷水江市域內(nèi)資江水樣中的阿特拉津殘留水平。這說(shuō)明枯水期資江冷水江段的阿特拉津可能主要來(lái)源于上游的阿特拉津輸入。從資江兩岸的農(nóng)田和果園分布情況來(lái)看，資江進(jìn)入冷水江市前其上游的農(nóng)田和果園比較多，在種植過程中會(huì)使用阿特拉津，這是冷水江段水體阿特拉津殘留的主要來(lái)源。資江村是資江冷水江段第3個(gè)樣點(diǎn)，阿特拉津檢出濃度為0.832 μg/L，要高于八房山的檢出濃度（0.769 μg/L），分析原因主要是由于資江村段兩岸有大量玉米田和果園，會(huì)用到阿特拉津，導(dǎo)致阿特拉津的輸入量增大。雖然3月尚未開始使用阿特拉津，但是之前用過阿特拉津的土壤會(huì)有殘留，由地表徑流、干/濕沉降、淋溶等遷入資江，導(dǎo)致該樣點(diǎn)的阿特拉津殘留濃度高于八房山?；a頭是冷水江段之后下游的樣點(diǎn)，其阿特拉津濃度為0.423 μg/L，數(shù)值升高。通過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其附近也有農(nóng)田，農(nóng)田土壤中殘留的阿特拉津可能會(huì)遷移到河流中，導(dǎo)致該河段阿特拉津濃度升高。

2.2 豐水期資江冷水江段阿特拉津的殘留水平

本研究于2019年7月中旬和下旬進(jìn)行了2次水樣采集，共在12個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣24份。水樣處理與檢測(cè)方法同前。

豐水期資江冷水江段的阿特拉津殘留水平如圖2所示，豐水期資江冷水江段上下游阿特拉津殘留水平為0.723～3.742 μg/L，阿特拉津的殘留濃度從茂古坪到八房山呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，阿特拉津的濃度從3.453 μg/L下降到2.045 μg/L。這主要是由于茂古坪附近有大量的農(nóng)田和果園導(dǎo)致殘留濃度比較高，而石井和八房山段兩岸的農(nóng)田比較少，這2個(gè)樣點(diǎn)中的阿特拉津主要來(lái)自茂古坪段的輸入。資江村阿特拉津的殘留濃度是12個(gè)樣點(diǎn)中最高的，達(dá)到3.742 μg/L。這是由于資江村附近兩岸有大量的農(nóng)田和果園會(huì)使用阿特拉津，并進(jìn)入資江村范圍的水域，而且加上上游的輸入，導(dǎo)致該點(diǎn)的阿特拉津殘留濃度甚至高于茂古坪的阿特拉津殘留水平。從資江村到浪絲灘，阿特拉津殘留濃度呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，由3.742 μg/L下降到0.732 μg/L。 這主要是由于袁家門前至浪絲灘兩岸沒有農(nóng)田和果園，阿特拉津主要來(lái)源于上游輸入?；a頭的阿特拉津濃度又出現(xiàn)了上升趨勢(shì)，達(dá)到2.145 μg/L，這主要是由于化溪碼頭附近農(nóng)田的輸入。

2.3 資江冷水江段豐水期和枯水期阿特拉津殘留的對(duì)比分析

資江冷水江段的豐水期和枯水期阿特拉津殘留濃度對(duì)比如圖3所示。從中可以看出，豐水期12個(gè)樣點(diǎn)的阿特拉津濃度水平顯著高于枯水期，說(shuō)明資江冷水江段豐水期阿特拉津的殘留水平要顯著高于枯水期。各樣點(diǎn)豐水期阿特拉津殘留濃度與枯水期阿特拉津殘留濃度的比值范圍為2.7～5.1。其中，八房山豐水期阿特拉津殘留濃度與枯水期阿特拉津殘留濃度的比值最低，化溪碼頭豐水期阿特拉津殘留濃度與枯水期阿特拉津殘留濃度的比值最高。

2.4 資江冷水江段阿特拉津的殘留來(lái)源分析

從豐水期和枯水期資江冷水江段阿特拉津殘留監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，該河段豐水期阿特拉津的殘留水平高于枯水期。資江冷水江段阿特拉津殘留濃度總體上呈現(xiàn)從上游到下游逐漸下降的趨勢(shì)，說(shuō)明資江冷水江段阿特拉津的殘留主要來(lái)源于上游。資江村的阿特拉津濃度出現(xiàn)了異常升高，尤其是豐水期濃度最高，這是因?yàn)樵摌狱c(diǎn)附近兩岸有農(nóng)田和果園，該樣點(diǎn)的阿特拉津除了來(lái)源于上游以外，還來(lái)自附近的農(nóng)田和果園。

豐水期雨水增多，會(huì)引起以下變化。一是導(dǎo)致資江水量大幅增加，在一定程度上對(duì)水中阿特拉津濃度起到稀釋作用，引起資江阿特拉津殘留濃度下降；二是雨水會(huì)對(duì)土壤中的農(nóng)藥起到?jīng)_刷和濕沉降作用，導(dǎo)致土壤和大氣顆粒中的阿特拉津輸入資江，引起水中阿特拉津殘留濃度升高。更重要的是，豐水期正值阿特拉津使用后，土壤中當(dāng)年施用的阿特拉津通過淋溶進(jìn)入資江，導(dǎo)致資江中的阿特拉津殘留濃度顯著升高?？菟诋?dāng)年尚未施用阿特拉津，資江中的阿特拉津主要來(lái)自上游輸入和往年土壤中阿特拉津的殘留。綜合來(lái)看，豐水期資江冷水江段阿特拉津來(lái)源于附近農(nóng)田輸入、上游河流輸入、沉降，枯水期資江冷水江段阿特拉津來(lái)源于上游河流輸入。

3 結(jié)論

本研究在枯水期（3月）和豐水期（7月）2個(gè)時(shí)期采集了資江冷水江段水樣，從上游到下游共設(shè)置12個(gè)采樣點(diǎn)并測(cè)試水樣中阿特拉津的殘留濃度，分析阿特拉津殘留水平在資江冷水江段的時(shí)空變化，嘗試分析阿特拉津的主要來(lái)源[8]。主要得到以下研究結(jié)果：

枯水期資江冷水江段水體中的阿特拉津殘留水平為0.235～1.045 μg/L，阿特拉津殘留濃度從上游到下游大體上呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。

豐水期資江冷水江段水體中阿特拉津的殘留水平為0.723～3.742 μg/L，阿特拉津殘留濃度從茂古坪到八房山呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。資江村的阿特拉津殘留濃度是12個(gè)樣點(diǎn)中最高的，達(dá)到3.742 μg/L。從資江村到浪絲灘阿特拉津殘留濃度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。

豐水期12個(gè)樣點(diǎn)的阿特拉津濃度水平顯著高于枯水期，其中資江村阿特拉津殘留濃度最高。豐水期資江冷水江段資江村的阿特拉津來(lái)源于附近農(nóng)田輸入、上游河流輸入、沉降，枯水期資江冷水江段的阿特拉津來(lái)源于上游河流輸入，這與李 娜等[9]的結(jié)論類同。