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有机氯农药是公认的环境优先控制污染物,具有难降解性、半挥发性、生物蓄积性和高毒性,在自然界中可长期存在,且能在大气环境中长距离迁移,对人类健康和环境造成严重危害的有机化学物质。尽管有机氯农药已被禁用20多年,但以OCPs污染为主要特征的持久性有机污染物在土壤中的残留仍然不容乐观,并且中国是传统农业大国,也是农药生产和使用大国,由此带来的土壤污染问题也更为严重。近年,国内研究人员对土壤中有机氯农药也做了较多的研究。本文借助项目《福建省有机氯农药等农残背景值调查与评价》,通过对漳州地区表层土壤有机氯农药的研究,探讨了土壤环境中有机氯农药的地球化学行为。研究对象为20种有机氯农药污染物,以美国EPA和我国优先控制的持久性有机污染物HCHs(α-HCH、β-HCH、δ-HCH、γ-HCH)和DDTs(p,p-DDD、p,p-DDE、P,P-DDT、o,p-DDT)为代表化合物,六氯苯、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、硫丹Ⅰ、硫丹Ⅱ、硫丹硫酸盐、顺式氯丹、反式氯丹、七氯、七氯环氧化物、甲氧滴滴涕。整个实验过程共获得土壤样品共计143件,其中包括一期表层样品93件,二期表层样品40件和土壤柱样品10件。
漳州市位于福建省东南部,省第二大河流九龙江横贯全境,总面积1.26万平方公里,其中耕地、园地、林地占全市总面积的73%左右,是全国农业最发达的地区之一,有全国第二批农产品无公害示范县、闽台农业合作示范县和高优农业示范区南靖县。农田土壤中的持久性有机污染物通过农产品而带来的潜在风险必然成为环境安全领域的一大关注热点。
研究结果表明:第一期共采集的93个表层土壤样品中HCHs和DDTs的检出率均为100%,总体上看,HCH在被禁用之后,污染强度已经大幅度降低,同系物的分布趋向均匀。DDT因其较高的辛水分配系数和较低的挥发性,使得DDT及其代谢物更容易在土壤中残留富集。漳州地区表层土壤HCHs的含量占有机氯农药总量的15.48%,DDTs的含量占有机氯农药的39.98%,其他有机氯农药占总量的44.54%,所检测的其他十二种物质除了异狄试剂为43.01%外均有较高的检出率。对水田、菜地、水果园三种不同利用类型的土壤有机氯残留状况分析的结果表明,在不同的提地利用类型中,HCHs残留量最高的是水田,DDTs残留量最高的为水果园;但是OCP总量残留量最高的是菜地中的土壤。
HCHs和DDTs空间分布DDTs总体残留量要明显高于HCHs总体残留量。总HCHs除了在龙海市角美镇为16.82ng/g,平和县福丘镇为30.16ng/g,其他地区浓度均低于10ng/g。DDTs的高值区域呈面状分布,异常区主要分布在芗城、龙文、龙海三区。其他十二种有机污染物异狄试剂、硫丹硫酸盐、甲氧滴滴涕为主要污染物,总OCPs异常区主要分布在芗城、龙文、龙海三区(>120ng/g)。
异常区六六六含量范围在0.38-43.44ng/g,平均值是9.62,明显高于第一期的总六六六平均值3.87ng/g。DDTs含量范围为0.94-4593.24ng/g,平均值为215.85ng/g,与第一期DDTs平均值9.79ng/g相比要高出近23倍。异常区其他有机氯农药占总量的14.64%。污染较为严重的是硫丹硫酸盐、硫丹Ⅱ和甲氧滴滴涕,该检查结果与一期检查结果一致。土壤垂直剖面中,HCHs、DDTs和其他十二种有机氯分别占总OCPs的平均百分比为10.62%、35.94%、53.45%,整个垂直剖面上γ-HCH含量较低,β-HCH含量较高,α-HCH和δ-HCH呈相似降低趋势,从剖面50cm处各类异构体含量急剧降低。DDTs中p,p-DDD和p,p-DDE为该剖面DDTs的主要污染物,各类衍生物在50cm往下都呈急剧降低的趋势。
土壤α-HCH/γ-HCH比值范围为0.56-3.54,平均值为1.18,显示曾经使用过工业级HCH和林丹,并且局部地区可能有新的污染源存在。异常比值带主要分布在龙海、龙文、长泰县、华安县北部和诏安县南部地区,表现为该比值小于1,说明这些地区环境中可能有林丹的使用。p,p-DDE/p,p-DDD比值除华安县马坑镇外均大于1,整个漳州地区土壤表现为氧化环境。o,p-DDT/p,p-DDT比值绝大部分都在1.5以上,在龙文、部分龙海地区、芗城南靖县、长泰县和华安县表现出该比值的高值区,表明这些地区可能在近年使用了含DDT成分的三氯杀螨醇。(p,p-DDD+p,p-DDE)/p,pDDT比值的异常区主要分布在龙海,此外还包括南靖县南部和漳浦县东南方向。这些地区的该比值小于0.8,表明母体DDT含量占主要优势,DDT农药施用时间较短,可能有新的DDT农药的使用。除此之外的大部分地区该比值要大于1.8,表明DDT使用历史较长,土壤中的DDT主要为农药残留。
一期93个表层土壤HCH残留量主要分布在0-5ng/g之间,占总量的81%,含量均没有超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)一级标准(50ng/g)。DDT残留量主要分布在0-10ng/g,占总量的82%。有5.4%的DDT样品超过国家一级标准。二期异常点查证40个表层土壤样HCH残留量有接近70%的样品个数含量在0-10ng/g之间,均未超过一级标准。有五个点位的DDT残留量在一级标准(50ng/g)和二级标准(500ng/g)之间,占总量的25%,超过二级标准的点位有龙海颜厝为636.11ng/g、龙海九湖镇路边村为700.99。超过三级标准(1000ng/g)的店在龙海市榜山镇岭口村高达1856.03ng/g。