辽宁省土壤有机氯农药污染的研究进展

摘 要：土壤有机氯农药污染的防治是当前面临的环境热点问题，进行土壤污染现状、分布规律、来源解析及风险评价研究对于开展土壤污染治理工作有重要的指导意义。该文查阅了近年来相关的研究文献，从有机氯农药在土壤中的残留含量、污染水平、来源解析及生态风险等方面对辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的污染问题进行了综述。

关键词：辽宁省 有机氯农药 土壤污染 研究进展

中图分类号：X508 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0135-03

辽宁省是东北老工业基地的重要组成部分，长期以来对我国的经济建设做出了重要的贡献。但几十年来在一味追求经济增长的发展模式下，当地的土壤环境受到一定程度的污染，对当地的生态环境和人群健康造成潜在的威胁。长期以来，辽宁省土壤环境的总体污染状况缺乏足够的认识，土壤中有机氯农药的含量水平及污染程度如何，是否存在有机氯的潜在生态风险及风险程度如何等问题，目前尚不完全清楚。2016年8月，为了深入贯彻国务院《土壤污染防治行动计划》，辽宁省政府印发了《辽宁省土壤污染防治工作方案》，提出了今后辽宁省土壤污染防治的总体要求和行动目标[1]。近年来，一些学者对辽宁省部分地区土壤中有机氯农药污染现状进行了研究和调查。文章总结了近年来在辽宁省土壤中有机氯农药污染方面的研究成果，对有机氯农药的污染现状及特征进行评述，为揭示该地区土壤有机氯农药污染规律以及今后的防治工作提供依据和支持。

1 辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的检出率

总体上看，省内不同地区土壤中有机氯农药的检出率较高。崔健等[1]在沈阳郊区采集到21个土壤表层样品中，有机氯农药的总检出率为95.2%，其变异系数均超过100%，表明其局部富集程度高，含量起伏变化大。土壤中3大类农药的检出率大小顺序为：DDTs（85.7%）>HCHs（76.2%）>HCB（57.1%），说明沈阳郊区土壤中DDTs和HCHs的残留更为普遍。程彤[2]调查了沈阳城郊农业区70个土壤样品中的有机氯农药的残留情况，发现12种有机氯农药的检出率和检出浓度有较大差异，其中HCHs、DDTs、六氯苯和七氯的检出率分别达到100%、91%、91%和83%，而狄氏剂、艾氏剂和异狄氏剂的检出率均小于40%。在凌海市城区表土中，检测的22种有机氯农药在29个土壤样品中均有不同程度的检出，但检出率和残留量存在较大差异[3]。HCHs、DDTs和六氯苯的检出率较高；而硫丹、氯丹、七氯、狄氏剂类检出率均较低，表明此类农药使用很少或者没有使用源。在辽北铁岭市农田耕作层54个土壤样本中，王万红等[4]发现六氯苯、狄氏剂和艾氏剂的检出率分别达到100%、40.7%和7.4%，但七氯、硫丹和异狄氏剂并未检出。朱英月等[5]研究了辽东半岛地区有机氯农药的残留情况，发现长海、普兰店、庄河、盖州地区HCH单体的检出率达100%，而DDT的降解产物DDE和DDD的检出率也都在90%左右，而DDT略低于DDE和DDD，表明土壤中DDT大部分通过生物降解转化为DDD和DDE。

2 辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的含量

国内一些学者调查了辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的残留含量，其主要污染物以DDTs和HCHs为主，其含量匯总在表1。

根据中国土壤环境质量标准（GB15618-2008）的规定，DDTs和HCHs的第一级标准值分别为50和10 μg/kg，而第二级（农业用地）标准中的限值分别为100和50 μg/kg。按照该标准，辽宁省大部分调查样点土壤中有机氯农药的平均含量符合一级质量标准，少数地区土壤中有机氯农药的含量超出一级质量标准和二级质量标准之间，个别地区土壤中有机氯农药的含量已经超出二级标准。从最大值看，多个样点的残留浓度已经超过二级标准，表明污染程度较高。

吕晓佼[10]发现丹东主要蔬菜种植基地土壤15个点位中，14个点位HCHs含量达标，仅有1个点位超过国家二级质量标准两倍多，为轻微污染。辽东半岛6个土壤样品HCHs残留量超过土壤环境质量标准一级标准，2个土壤样品HCHs残留量超过二级标准；12个土壤样品DDTs残留量超过一级标准，2个土壤样品DDTs残留量超过二级标准，其中盖州、大连土壤的平均DDTs浓度超过一级标准，兴城土壤的平均DDTs浓度超过二级标准[5]。鞍钢厂区及周边土壤中DDTs和HCHs的平均含量均超出农业用地二级标准至少两倍以上，但未超出工业用地二级标准（4 000 μg/kg）[8]。辽宁省10个烟草种植市县土壤中两种有机氯农药残留量均达到土壤环境质量一级标准[11]。多个研究表明沈阳郊区农田土壤中DDTs和HCHs的平均残留含量均符合农业用地二级标准，但少数样点出现超标的情况[1，2，6，7]。

3 辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的空间分布特征

研究发现，辽东半岛地区DDT平均残留量高低顺序为兴城>盖州>大连>瓦房店>凌海>普兰店>绥中>长海>庄河>大洼；HCHs平均残留量高低顺序为盖州>大连>普兰店>长海>瓦房店>兴城>绥中>凌海>庄河>大洼；硫丹平均残留量高低顺序为兴城>瓦房店>普兰店>大连>盖州>庄河>绥中>凌海>长海>大洼[5]。

对沈阳城郊总有机氯农药的分布特征研究发现，浓度均值最大的为沈阳东南方向，其次为沈阳北和沈阳西，检出浓度较低的是沈阳东和沈阳南[2]。这是由于沈阳东南方向的采样点种植时间长，使用有机氯农药的历史久，有机氯残留浓度高。沈阳北的采样点离工业区较近，有机氯农药的检出浓度高。沈阳西采样点位于新民市，是沈阳市重要的蔬菜生产基地，种植蔬菜类型多样，大棚中一年三茬交替运作，有机氯农药使用和残留浓度高。

4 辽宁省不同地区土壤中有机氯农药的来源解析

4.1 DDTs的来源解析

（DDE+DDD）/DDT的比值可以大致反映环境中DDT的降解行为，经常用来追踪是否有新的DDT输入源。一般情况下，（DDE+DDD）/DDT的比值大于1，表明母体DDT大部分已经降解为降解产物，DDT农药施用时间较长，没有新的污染源出现；若比值小于1，说明母体DDT含量占优势，DDT农药施用时间很短，有新的污染源存在。程彤[2]利用该比值研究了沈阳城郊农业区土壤中DDTs的来源，结果表明沈阳西郊近年来没有新DDTs输入，沈阳北、沈阳南、沈阳东南和沈阳东都有不同程度的DDTs输入。大凌河口地区31%的土壤采样点位的该比值小于0.5，表明该地区虽然大部分土壤中为历史上的残留，但部分区域（菜田和公园草地）有新的外源类污染物质的输入[3]。崔健等[1]发现沈阳郊区大部分地区土壤中DDTs施用时间较长，近几个样点处短期内仍有DDTs使用，这些点位主要集中分布在沈阳西部近郊区。顾连军等[12]发现铁岭农业区土壤中（DDE+DDD）/DDT的比值大于1，表明该地区的污染是过去形成的，母体DDT大部分已经降解，农药使用时间较长，没有新的污染源出现。朱英月等[5]发现辽东半岛土壤中DDTs含量呈上升趋势，说明该地区可能有DDTs的输入。

4.2 HCHs的来源解析

α-HCH/γ-HCH的变化可以作为环境中是否有新的HCHs输入的一个判断指标，当α-HCH/γ-HCH的比值<1，HCHs可能源于林丹的使用，若接近于0，说明近期有林丹的使用；当比值介于3.44～5.0，则可能源于近期工业HCHs；比值大于此区间，HCHs可能是源于早期的HCHs或发生生物降解作用[1]。采用以上指标对沈阳郊区土壤中各HCHs含量进行分析显示，该地区土壤中HCHs残留主要源于林丹的长期使用，仅少数地点来源于早期工业HCHs的输入[1]。程彤[2]对沈阳城郊设施农业区土壤的研究结果同样表明该地区土壤中的HCHs主要为历史残留污染，同时工业大气沉降也是土壤中HCHs的可能来源。而薛源等[7]根据沈阳市细河周边农田土壤中的α-HCH/γ-HCH的比值也判断出该地区不排除近些年有使用林丹的可能；同时一部分水体中的HCHs也可通过扩散的方式进入细河周围的农田土壤。研究发现，辽东半岛土壤中α-HCH/γ-HCH的比值接近1，表明该地区最近可能有林丹的使用[5]。分析表明，凌海地区土壤中的HCHs主要来自于历史上的残留，但近期可能有林丹的使用[3]。

5 不同利用方式土壤中有机氯农药的残留情况

不同利用方式下土地的种植方式不同，种植作物、种植方式以及农药施用量不同；并且不同土壤利用方式形成土壤的理化性质、翻耕程度和微生物活动强弱不同，进而造成农药降解程度不同，影响有机氯农药的环境归宿，所以导致不同类型土壤中农药的残留浓度存在一定的差异。王荦[3]比较了不同土地利用方式下，凌海地区土壤中有机氯农药总残留量，发现土壤有机氯农药残留量大小依次为城市公园草地>菜田>玉米地、荒地及林地。这是由于公园草地施药量较大，并且不经常翻耕，残留在土壤中的不易分解也不易流失所导致的。朱英月等[5]发现辽东半岛地区不同种植方式土壤中10种有机氯农药的总残留量大小顺序为果园>玉米地>菜地>草地>水稻田，其中HCHs为菜地>果园>草地>玉米地>水稻田；DDTs为玉米地>果园>菜地>草地>水稻田，可见干燥条件不利于有机氯的脱氯还原降解，相反，潮湿环境中其脱氯还原降解更易进行。王万红等[4]对辽北农田不同土壤利用类型中三种有机氯除草剂残留量进行了比较，发现六氯苯残留量呈现蔬菜地>水稻地>玉米地的规律，且在不同类型土壤间的含量呈现出显著的差异；但狄氏剂残留量在不同土壤利用类型中没有显著性差异。

6 土壤有机氯农药污染的生态风险分析

生态风险评估方法是一种用来预测土壤中污染物质可能引起的生态效应，同时可以定量地评估风险产生的大小及概率。目前尚未建立土壤环境生态风险评价的统一标准，采用较多的是Urzelai和Jongbloed提出的方法。Urzelai提出以标准土壤中污染物质对无脊椎动物产生的毒性影响为基准，计算得出导致50%土壤物种风险残留的HCHs各异构体的浓度值。而Jongbloed等以简单食物链模型计算得出的土壤DDTs的临界水平：对土壤生物、鸟类和哺乳动物分别为10、11和190 μg/kg。根据以上两种模型，得出辽宁凌海地区土壤中HCHs对外界的生态风险比较低，而DDTs的残留量可能会对该地区土壤生物和鸟类具有一定的潜在生态风险[3]。薛源等[7]同样根据以上两种模型得出沈阳细河周边土壤中HCHs的生态风险较低，DDTs类农药可能对鸟类和土壤生物具有一定的潜在生态风险的结论。崔健等[1]借鉴Long等给出的风险评估低值ERL和风险评估中值ERM探讨了沈阳市郊区表土中有机氯农药的生态风险，表明近3/4的土壤样品中DDTs总量在低值ERL和中值ERM之间，表明DDTs对该地区生物造成不利影响的可能性较大，存在一定的生态风险。

7 结语

总体上看，经过多年的禁用后，辽宁省土壤中有机氯农药的残留量较低，绝大多数土壤中的含量低于国家土壤环境质量标准，表明大部分地区土壤中的农药污染已经降低到安全水平。来源分析表明HCHs和DDTs在当地土壤中长时间没有新源输入，其残留来自历史上的使用。有机氯农药在省内空间分布具有一定的差异性，同时不同功能区土壤中残留量也有所差异，个别样点中的有机氯农药具有一定的生态风险。有机氯农药虽然残留量较低，但却容易通过食物链的富集作用危害人体健康。因此考虑到有机氯农药具有的潜在危害性，省内土壤的有机氯农药污染及使用状况仍需引起足够的重视。

参考文献

[1]崔健，王晓光，都基众，等.沈阳郊区表层土壤有机氯农药残留特征及风险评价[J].中国地质，2014，41（5）：1705-1715.

[2]程彤.沈阳城郊设施农业区土壤有机氯农药污染空间分布特性及风险评价[D].沈阳大学，2014.

[3]王荦.大凌河口地区有机氯农药污染特征研究[D].大连海事大学，2013.

[4]王万红，王颜红，王世成，等.辽北农田土壤除草剂和有机氯农药残留特征[J].土壤通报，2010，41（3）：716-722.

[5]朱英月，刘全永，李贺，等.辽东与山东半岛土壤中有机氯农药残留特征研究[J].土壤学报，2015（4）：888-901.

[6]崔健，都基众，马宏伟，等.沈阳市城郊表层土壤有机污染评价[J].生态学报，2012，32（24）：7874-7882.

[7]薛源，杨永亮，万奎元，等.沈阳市细河周边农田土壤和大气中有机氯农药和多氯联苯初步研究[J].岩矿测试， 2011，30（1）：27-32.

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[10]吕晓佼.丹东市主要蔬菜种植基地土壤环境质量污染现状及防治措施[J].安徽农业科学，2014，42（6）：1629-1630.

[11]黄五星，白晓婷，许自成，等.辽宁植烟土壤重金属含量和农药残留量调查与评价[J].河南农业科学，2016，45（1）：57-60.

[12]顾连军.铁岭农业区土壤中DDT残留模型研究及土壤修复[D].辽宁工程技术大学，2008.

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