【摘 要】
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在过去二十年间,新烟碱杀虫剂(NIIs)逐渐取代了部分传统农药(如有机磷杀虫剂),成为全球市场上最畅销,最典型的杀虫剂之一。新烟碱杀虫剂的广泛使用导致它们不断释放到自然环境中,对人类健康和生态系统造成潜在的不利影响。尽管新烟碱类杀虫剂在珠江三角洲地区的水体和沉积物中被频繁报道,但在珠江三角洲区域农业土壤中的污染情况尚不清楚。农田土壤不仅是有机污染物的主要富集场所,还是众多陆生生物的主要栖息地。因此
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(U1906224和21607057)
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在过去二十年间,新烟碱杀虫剂(NIIs)逐渐取代了部分传统农药(如有机磷杀虫剂),成为全球市场上最畅销,最典型的杀虫剂之一。新烟碱杀虫剂的广泛使用导致它们不断释放到自然环境中,对人类健康和生态系统造成潜在的不利影响。尽管新烟碱类杀虫剂在珠江三角洲地区的水体和沉积物中被频繁报道,但在珠江三角洲区域农业土壤中的污染情况尚不清楚。农田土壤不仅是有机污染物的主要富集场所,还是众多陆生生物的主要栖息地。因此,有必要监测珠江三角洲农业区土壤中新烟碱杀虫剂的赋存情况,并进一步评估人体暴露风险和生态风险。广东省广州市是我国经济快速发展地区,地处亚热带,潮湿和温暖的气候导致该区域蚊虫肆虐,且该地区农业活动频繁,因此农药在该地区被广泛用于害虫防治和农业种植。本研究旨在调查珠江三角洲区域不同类型农业土壤中新烟碱杀虫剂的污染现状,以广州市增城区为研究区域,分析该区域的水浇地(n=176)、水田(n=123)和果园(n=52)土壤中六种新烟碱杀虫剂(吡虫啉、噻虫胺、啶虫脒、氯噻胺、呋虫胺和氯啶虫酰胺)的赋存情况,通过饮食摄入、土壤摄入、皮肤接触和空气吸入四种暴露途径评估了普通人群的暴露风险,并通过非靶标生物的暴露毒性比评估土壤中新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的生态风险。研究表明,在所有农田土壤中至少有一种新烟碱类杀虫剂检出率达95%。水浇地、水田和果园土壤中∑6NII(吡虫啉、噻虫胺、啶虫脒、氯噻胺、呋虫胺和氯啶虫酰胺)浓度范围(中值)分别为0.26-390(23)ng g-1 d.w.,0.26-280(6.1)ng g-1 d.w.和0.26-120(5.0)ng g-1 d.w.。水浇地土壤样本中新烟碱类总浓度显著高于水田及果园土壤中新烟碱类的浓度(ANOVA,p<0.05),这可能是由于水浇地的作物轮作频率高,且叶菜类植物容易受病虫侵害,因此需要更加频繁地使用新烟碱类杀虫剂来防止病虫害,以保证农作物的产量。另外,水浇地、水田和果园土壤样品中新烟碱类杀虫剂组成成分相似,以吡虫啉、噻虫胺和啶虫脒三种污染物为主,其中吡虫啉最为常见,这可能归因于吡虫啉在土壤中的半衰期较长(100-1230天)。本研究通过饮食摄入、土壤摄入、皮肤接触和空气吸入四种暴露途径评估了普通人群每日摄入新烟碱类杀虫剂的暴露剂量。结果表明,通过饮食摄入的每日总暴露剂量比其他三种暴露途径的每日总暴露剂量至少高出三个数量级。说明饮食暴露仍是新烟碱类杀虫剂最主要的暴露途径。另外,通过计算危险系数(HI)评估人类暴露在土壤环境下的潜在风险,普通人群在农田土壤中接触新烟碱类杀虫剂的HI均小于1,说明暴露在新烟碱类杀虫剂的土壤环境下,该区域的普通人群非癌症风险可忽略不计。本研究利用非靶标生物的暴露毒性比(HQnon-target)进行生态风险评估。研究表明,在新烟碱一般污染的土壤环境条件下(平均浓度),土壤中有50%的非靶标无脊椎动物将暴露在新烟碱亚致死浓度下(HQnon-target≥0.01),7%的物种将暴露在有害浓度下(HQnon-target≥0.05)。在新烟碱极端污染的土壤环境条件下(最大浓度),土壤中所有物种都将暴露于新烟碱亚致死浓度下,57%的物种将暴露于新烟碱有害浓度下。由于水浇地中新烟碱类的残留水平比水田和果园土壤中的残留浓度高,因此栖居于水浇地的非靶标生物比栖居于水田和果园中的物种受到新烟碱类杀虫剂的影响更严重。综上,土壤中新烟碱类杀虫剂残留水平可能会对非靶标陆地生物造成亚致死或急性效应。
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