山東省土壤有機氯農藥污染的研究進展

肖鵬飛

摘 要：土壤有機氯農藥污染的防治是當前面臨的環境熱點問題，進行土壤污染現狀、分布規律、來源解析及風險評價研究對于開展土壤污染治理工作有重要的指導意義。本文查閱了近年來相關的研究文獻，從有機氯農藥在土壤中的殘留含量、組成、來源及生態風險等方面對山東省不同地區土壤中有機氯農藥的污染現狀進行了綜述。

關鍵詞：山東省 有機氯農藥 土壤污染 來源解析 生態風險

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

當前，我國土壤環境總體狀況堪憂，部分地區污染較為嚴重，已成為全面建成小康社會的制約因素之一。為切實加強土壤污染防治，逐步改善土壤環境質量，國務院于2016年5月印發了《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。山東省作為我國東部沿海經濟發達地區，省內土壤環境面臨污染的威脅，但目前省內土壤環境的總體污染狀況如何、土壤污染的生態風險程度如何等問題，目前尚不完全清楚。2016年12月，為了深入貫徹國務院《土壤污染防治行動計劃》，山東省政府印發了《山東省土壤污染防治工作方案》，在全面梳理國家“土十條”各項任務要求，分析查找全省土壤污染防治關鍵問題的基礎上，提出了土壤污染防治的主要任務、具體措施和有關要求，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土壤中農藥污染現狀進行了調查。本文總結了近年來在山東省土壤中有機氯農藥污染方面的研究成果，對土壤污染現狀及特征進行評述，為揭示該地區土壤有機氯農藥污染規律以及今后的防治工作提供依據。

1 山東省不同地區土壤中有機氯農藥的檢出率

總體上看，省內不同地區土壤中有機氯農藥的檢出率較高。于娜等[1]發現濟南市南部山區周邊土壤中，15種有機氯農藥均有很高的檢出率，且各HCHs異構體、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的檢出率達到95.2%[4]。魯西糧食主產區耕地土壤中DDE的檢出率為各異構體最高，達到92.7%[5]。龐緒貴等[6]發現煙臺市表層土壤中DDTs和HCHs的檢出率較低，分別只有33.82%和1.96%。而史冰潔等[7]發現煙臺地區不同蘋果果園根系土壤中DDTs的檢出率達到100%，HCHs的檢出率為19.7%，這與果園歷史上的農藥使用有關。朱英月等[8]研究發現，山東半島DDT的檢出率為100%，DDE的檢出率高于95%，表明半島地區土壤中DDTs依然普遍存在。微山湖西北地區土壤中DDTs和HCHs各異構體的檢出率也均在80%～100%之間[9]。此外，對黃河三角洲地區土壤中有機氯農藥的殘留研究表明，17種有機氯農藥均存在于全部或大部分樣品中[10，11]。

2 山東省不同地區土壤中有機氯農藥的含量

山東省不同地區土壤中代表性有機氯農藥DDTs和HCHs的含量見表1。根據《中國土壤環境質量標準》（GB15618-2008）的規定，DDTs和HCHs的第一級標準值分別為50和10μg/kg，而第二級（農業用地）標準值分別為100和50μg/kg。按照該標準，山東省大部分調查樣點土壤中有機氯農藥的含量符合二級質量標準，其中大多數樣點土壤中的平均HCHs含量符合一級質量標準，個別地區土壤中有機氯農藥的含量超出二級標準。而從最大值看，多個樣點的殘留濃度已經超過二級標準，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準的土壤樣品分別占樣品總數的4.53%和9.05%[8]。煙臺不同地區采集到的408個土壤樣品中，DDTs含量超過國家一級和二級標準的樣點分別為53個和10個，而HCHs含量超過國家一級和二級標準的樣點分別為5個和1個，可見該地區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準值[14]。秦承剛等[2]研究表明棗莊市典型蔬菜種植區土壤中的有機氯農藥含量均沒有超出《食用農產品產地環境質量評價標準》（HJ/T332-2006）；而林勇等[12]也發現濟南市可耕土壤中HCHs的含量也全部低于此標準，DDTs的超標率也僅為3.3%。對濱州地區土壤中DDTs的研究發現，大部分土壤樣品中的DDTs含量在輕度污染范圍內，10%的土壤樣品中DDTs濃度屬于中度或重度污染[3]。

3 山東省不同地區土壤中有機氯農藥的來源解析

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農藥施用時間較長，沒有新的污染源出現；若比值大于1，說明母體DDT含量占優勢，DDT農藥施用時間很短，有新的污染源存在。黃河三角洲地區土壤中DDTs主要是過去輸入環境的DDT的殘留物，僅有少數區域有新的DDT農藥的輸入，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果表明該地區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]。魯西地區耕地土壤中的DDTs殘留主要來源于歷史上DDT的輸入，經過多年的土壤微生物作用，大部分已經降解轉化為DDE和DDD[5]。青島地區大部分土壤中該比值小于1，但仍有少數個別地方大于1，表明該地區土壤中的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雜質的農藥[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；但少數地區該比值大于1，可能存在新的DDTs污染源，應引起高度重視[6]。endprint

3.2 HCHs的來源解析

α-HCH/γ-HCH的變化可以作為環境中是否有新的HCHs輸入的一個判斷指標，當α-HCH/γ-HCH的比值介于4～7之間，則可能源于近期工業HCHs的輸入；比值接近于0，說明近期有林丹的使用；當比值增大則說明HCHs可能來源于大氣的長距離運輸[11]。濟南南部土壤樣品中該比值均在0～2之間，可認為該地區環境中的HCHs主要來源于工業品和林丹的使用[1]。青島地區該比值基本上大于1.2，說明該區域內沒有新的HCHs使用源[13]。張可心[11]通過分析黃河三角洲地區土壤中的HCHs含量后認為該地區的殘留普遍源于農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歷史上曾大量輸入過HCHs，或者近期內有林丹的輸入[4]。龐緒貴等[6]對煙臺市土壤中HCHs來源分析表明，該地區曾經使用過工業級HCHs，但使用時間較長，其組分已經通過物理、化學等作用發生了很大變化，近期沒有新源輸入。

4 不同類型土壤中有機氯農藥的殘留

土地的種植方式決定了種植作物及農藥的施用量，而土壤利用方式會影響土壤的理化性質和微生物活動強弱不同，進而導致不同類型土壤中農藥的降解程度不同。山東半島各地區不同種植土壤中總有機氯農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氯農藥殘留，其殘留總量由高到低依次為菜園地、農田、公路邊。可見，相對于農田，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致殘留量偏高。對微山湖西北地區不同類型土壤中有機氯農藥殘留的研究表明，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-郊區-農村梯度，土壤中DDTs的濃度呈現顯著的上升趨勢，農村土壤中DDTs的濃度約為城區土壤中DDTs濃度的5倍，可見該研究區土壤中的DDTs殘留主要來源于農業生產[3]。

5 土壤有機氯農藥污染的生態風險分析

目前尚未建立土壤環境生態風險評價的統一標準，采用較多的是Urzelai和Jongbloed提出的方法。Urzelai提出以標準土壤中污染物質對無脊椎動物產生的毒性影響為基準，計算得出導致50%土壤物種風險殘留的HCHs各異構體的濃度值。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行判斷，聊城市土壤中各HCHs異構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的生態風險很低；而聊城市大多數采樣點的DDTs污染均對土壤生物及鳥類產生了毒性，其中臨清市生態風險最高，已經對哺乳動物產生了生態風險[14]。

Long等人基于經驗性分析提出的低毒性效應值ERL（生物效應幾率<10%）和毒性效應中值ERM（生物效應幾率>50%）等來表征土壤中有機氯農藥的潛在生物效應，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值則會對生物產生危害作用。張可心[11]調查發現黃河三角洲地區一些樣點土壤中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，表明該地區的有機氯農藥仍然對該區域的野生生物存在一定的暴露風險，值得進一步關注。袁紅明等[10]采用相同方法對黃河三角洲表層土壤進行了生態風險評價，結果表明所監測樣點中僅有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DDTs殘留的生態風險較小，但個別點源污染要引起一定的重視。

6 結語

總體上看，經過多年的禁用后，山東省土壤中有機氯農藥的殘留量較低，大多數土壤中的含量低于國家土壤環境質量二級標準，但仍有部分農業用地土壤中有機氯農藥含量超標。來源分析表明HCHs和DDTs在大多數地區土壤中的殘留來自歷史上的使用，少數地區可能存在新源的輸入。一些地區土壤中有機氯農藥殘留對土壤動物及鳥類具有一定的生態風險。省內土壤中有機氯農藥含量雖然處于低水平含量，但考慮到其在環境中的持久性和生物蓄積性，對土壤環境質量和農產品質量的潛在影響仍不容忽視，需要加強重視。

參考文獻

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