中国西南绵竹和盐亭地区谷类和蔬菜中有机氯农药残留及其在土壤-作物体内迁移特征研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangchong122
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由于有机氯农药在全世界的广泛使用,以及在环境中许多自然条件下迁移性十分稳定,所以这种外源性化学物质已经成为生物圈的一部分。通过省土壤和农作物中有机氯农药污染程度的调查研究发现,四川省成都经济区的农业和工业土壤中存在有机氯农药污染情况,有些地区农业土壤中有机氯农药的残留量超过了其最大允许残留量,因此选取这些农田土壤污染严重地区进行了有机氯在土壤和农作物体内残留情况研究。研究内容主要调查了成都经济区的绵竹和盐亭地区谷物和蔬菜的污染状况,及其对消费者的潜在风险,同时通过对该区域土壤中的有机氯农药残留情况的评估来揭示其重大意义。   由于在上述初步研究结果中,发现成都经济区的绵竹(包括彭州,绵竹,什邡和广汉市)和盐亭地区的有机氯农药残留量相对较高,所以选择这些地区进行深入研究。在物种选择上,选择在中国饮食中占主导地位的谷物和蔬菜作为研究的对象。农作物样品直接采于研究区,包括18个谷物样品和34个蔬菜样品(样本总数为52),30个来自绵竹地区,22个来自盐亭地区,采集时间分两季,2007年春季和秋季。2007年5月11日到26日采集了26个春季样品,9月22日到23日采集了26个秋季样品,其中选取17个秋季样品用来研究有机氯农药在土壤和作物中的转移。此外,选择代表性采样地点和土壤剖面(0-100cm;间隔20cm),研究有机氯农药积累与纵向迁移。采用索氏提取法对植物样品中有机氯农药进行提取,首先用二氯甲烷和丙酮(2∶1)抽提48小时,然后用浓硫酸进行脱脂。土壤样品先用二氯甲烷抽提24小时,然后将萃取物通过氧化铝/硅胶柱(体积比1∶2),并用二氯甲烷/正己烷(2∶3)洗脱,采用GC-ECD进行有机氯农药的定量分析。所有样品都检测两次,目标物为24种有机氯化合物或异构体,包括滴滴涕(DDT)、六氯环己烷(六六六)、六氯苯(HCB)、氯丹、七氯、艾氏剂、狄氏剂、硫丹和甲氧滴滴涕等,检测限为0.01ng g-1。   分析结果表明,植物和土壤样品有有机氯农药检出率为100%。植物样品中六氯苯、六氯环己烷异构体、滴滴涕及其异构体、七氯的检出率分别为96.15%,92.31%,88.46%和82.69%。艾氏剂检出率为46.15%,硫丹为42.16%,而甲氧滴滴涕为26.92%,顺,反-九氯为25.00%,顺,反-氯丹为21.15%,异狄氏剂为17.31%,但这些污染物并不常见。此外,顺式氯丹的检出率为1.92%,硫丹Ⅱ为5.77%,异狄氏剂醛为9.62%,异狄氏剂为11.54%,异狄氏剂酮为13.46%。   农作物中的农药残留量非常低,所有有机氯的残留量总和为0.34ng g-1到3.38±6.58ng g-1之间,而平均值为3.38±6.58 ng g-1,中位数为1.31 ng g-1(个别青椒样品中的DDT含量除外)。所有植物样品的平均浓度如下:六氯苯(0.66)>总氯丹(0.54)>硫丹(0.49)>异狄氏剂(0.36)>HCH(0.35)>七氯(0.29)>滴滴涕(0.23)≈甲氧滴滴涕(0.23)>艾氏剂(0.21)。只有以下农药的中值大于0(按照降序排列),六氯苯(0.53),β-六氯环己烷(0.07),七氯(0.06),p,p-DDE(0.04),γ-六氯环己烷(0.04)和a-六氯环己烷(0.02),说明它们可能是这些地区最重要的污染物。谷物受有机氯农药的污染情况要比蔬菜严重,但根据单因素方差分析(ANOVA,p=0.77;0.05 level),并没有太显著的差异。谷物中有机氯农药残留量浓度顺序为:玉米>大米>小麦,而蔬菜的是:果实>根>绿叶>大豆。其中盐亭的青椒样品中的农药残留超过了中国和欧盟的法定最高残留量,反式氯丹(14.11),p,p-DDE(61.41),o,p-DDT(82.59)和总异狄氏剂(14.26)。通过风险评估可知,其对消费者的健康构成的危险很有限。   在所有的表层土壤样品中,滴滴涕,六氯苯,六氯环己烷,硫丹和异狄氏剂具有较高的检出率。然而,其它类型的有机氯农药浓度较低。绵竹地区土壤受污染程度比盐亭地区要严重。在绵竹的8个样品中,有机氯农药的含量为13.68-298.27ng g-1(dw),平均值为117.19±129.58 ng g-1(dw),中位数为33.04 ng g-1(dw),而在盐亭为0.77-12.44 ng g-1(dw),平均值为3.11±3.64 ng g-1(dw),中位数为1.88 ng g-1(dw)。在土壤中滴滴涕的含量占了总有机氯农药的80%以上。但是,绵竹地区的滴滴涕含量(平均含量:96.43±126.39ng g-1(dw),中位数:12.23 ng g-1(dw),范围为2.20-286.20 ng g-1 dw)明显高于盐亭地区(平均含量1.38±1.04 ng g-1(dw),中位数:12.23 ng g-1(dw),范围为0.16-3.17 ng g-1(dw)。绵竹地区土壤中的有机氯农药平均含量超过了国家规定的最大值(50ng g-1),但并没有明显富集地表富集。在绵竹土壤剖面,有机氯农药的范围是0.65-16.27ng g-1 dw(深度为0-20cm),而盐亭为3.84-13.92 ng g-1(深度为60-80cm)。根据这些异构体的对比及来源分析,建议对该地区滴滴涕,林丹,六氯苯和七氯的近期输入情况做进一步的研究。   在盐亭地区,农作物正在以不同速率摄取有机氯农药,其受污染的风险要高于绵竹地区,但是通过线性回归分析并没有发现显土壤和相关作物中的有机氯农药残留有明显的对应关系。   结论为(1)虽然有机氯农药污染很普遍,但在农作物中的残留量较低,在当前的毒理学知识中,本研究区并未发现明显对健康构成风险的情况。我们可以推断这是因为在中国有机氯农药的生产和使用情况受到限制;(2)土壤中农药的含量不是农作物残留量的决定因素,而可能是大气远距离传输。因此,现在已经几乎找不到绿色农产品产地和农产品了。   本研究为成都经济区绵竹和盐亭地区的农作物和土壤污染状况提供了重要数据,研究成果可作为评价该区摄取有机氯农药情况的今后工作的起点,同时也可用于污染控制政策的制定和探索保护人和生态健康的依据。虽然有机氯农药残留量仍然很低,但所有样品的污染令人担忧,事实上考虑到农药蓄积在脂肪组织,并能在环境中持续存在,强烈建议进行更深层次的调查,以查明其来源并防止其进一步污染。
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