陳 敏 ,陳 莉 ,黃 平 (.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 50275；2.浩藍(lán)環(huán)保股份有限公司,廣東 廣州 50630；3.北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所,北京 00097)

烏魯木齊地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留特征及來(lái)源分析

陳 敏1,2,陳 莉3*,黃 平1(1.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510275；2.浩藍(lán)環(huán)保股份有限公司,廣東 廣州 510630；3.北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所,北京 100097)

在烏魯木齊地區(qū),采集了28個(gè)表層土壤樣品,采用氣相色譜法對(duì)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留進(jìn)行了分析,揭示了烏魯木齊地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留水平,分布及來(lái)源.結(jié)果表明,研究區(qū)域內(nèi)土壤中 DDTs,HCHs和甲氧滴滴涕均有較高的檢出率(68%～93%),是土壤中的主要污染物.烏魯木齊表層土壤中 OCPs的含量在 16.40～84.86μg/kg,平均值為(41.89±16.25)μg/kg.有機(jī)氯組成特征表明,土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留主要來(lái)源于歷史上的使用.土壤有機(jī)碳是影響有機(jī)氯分布的重要因素.與國(guó)內(nèi)外同類研究及中國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較發(fā)現(xiàn),研究區(qū)土壤中DDTs、HCHs的殘留均處于較低水平.

土壤；有機(jī)氯農(nóng)藥；滴滴涕；六六六；烏魯木齊

有機(jī)氯農(nóng)藥是20世紀(jì)40年代之后逐漸引入到環(huán)境中的,曾為農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)豐收發(fā)揮了積極的作用.20世紀(jì)60年代,人們發(fā)現(xiàn)部分有機(jī)氯農(nóng)藥在環(huán)境中具有高殘留、高富集,對(duì)生物體毒害性強(qiáng)等特點(diǎn),是典型的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的持久性污染物[1],因此,在1970年,瑞典、美國(guó)、加拿大已停止生產(chǎn)和使用有機(jī)氯農(nóng)藥,我國(guó)在1983年開始禁止使用有機(jī)氯農(nóng)藥,但幾十年后在土壤[2],蔬菜[3]、茶葉[4]、水體[5]中大量檢出,而且許多研究表明一些地區(qū)有新的有機(jī)氯污染源輸入[6-7],其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人體健康仍存在潛在的威脅[8].因此,開展土壤中有機(jī)氯污染分析與防治的研究具有重要意義.

烏魯木齊是西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心之一,過(guò)去曾大量使用有機(jī)氯農(nóng)藥,在污灌區(qū)土壤、飲用水和底泥等環(huán)境介質(zhì)中都有不同程度的檢出[9-10],然而,目前針對(duì)烏魯木齊城區(qū)及郊區(qū)土壤中有機(jī)氯殘留、危害、來(lái)源、及潛在風(fēng)險(xiǎn)的研究工作還比較缺乏.本研究以烏魯木齊城區(qū)及郊區(qū)表層土壤為研究對(duì)象,旨在分析有機(jī)氯在表層土壤中的污染種類、組成及分布特征,對(duì)土壤中有機(jī)氯的污染來(lái)源進(jìn)行解析,探討土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留風(fēng)險(xiǎn),以期為當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門制定合理的土壤污染總量控制方案及有機(jī)氯污染風(fēng)險(xiǎn)管理提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2011年5月12日在烏魯木齊地區(qū)采集了28個(gè)表層土壤樣品,根據(jù)不同的土地利用類型選擇了五個(gè)功能區(qū)進(jìn)行采樣.分別為:公園區(qū)(1#～3#)、交通繁忙區(qū)(路邊)(4#～11#)、居民/商業(yè)區(qū)(12#～15#)、農(nóng)業(yè)區(qū)(16#～19#)和工業(yè)區(qū)(20#～28#).采樣點(diǎn)的分布見圖1.

圖1 烏魯木齊市區(qū)及郊區(qū)采樣點(diǎn)示意Fig.1 Map of soil samples distribution in Urumqi, China

1.2 樣品的采集與處理

采樣前先去除地表礫石及動(dòng)植物殘?bào)w,每個(gè)采樣點(diǎn)區(qū)域大約為 100m2的范圍,采用五點(diǎn)法進(jìn)行采樣,將五點(diǎn)土樣均勻混合,然后用四分法去除多余土樣,每個(gè)土樣采集大約 500g,作為該樣點(diǎn)的代表性樣品.

土壤樣品的處理:土壤樣品在室溫下風(fēng)干,并揀出小石子和植物根,研磨過(guò)100目篩,低溫保存至分析.

1.3 土壤有機(jī)碳的測(cè)定

土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定[11].

1.4 土壤中有機(jī)氯的測(cè)定

1.4.1 樣品的提取與凈化 提取:稱取10g土壤樣品置于250mL具塞三角瓶中,精確至0.0001g,加入10g無(wú)水硫酸鈉混合均勻后,再加入1mL四氯間二甲苯TCMX,100g/mL)作為回收率指示物.然后加入200mL丙酮和正已烷混合液(V/V=1:1),用超聲提取 1.5h后,用離心機(jī)離心 15min,1600r/min,這個(gè)過(guò)程被重復(fù)2次.提取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至約1mL后,加入10mL正己烷,濃縮至1～2mL以轉(zhuǎn)換溶劑.

凈化:提取液用去活化的硅膠柱被進(jìn)一步的分離凈化.凈化柱為25cm×1cm內(nèi)徑的玻璃柱,依次裝入玻璃棉,6g去活化硅膠,2cm無(wú)水硫酸鈉.放入樣品后,分別用80mL的正己烷和35mL正己烷和二氯甲烷的混合液(V/V =7:3)淋洗,將兩部分淋洗液混合濃縮后,經(jīng)正已烷轉(zhuǎn)換溶劑,用高純氮?dú)獯抵?.2mL.

1.4.2 樣品的分析 定量分析:所用儀器為Agilent氣相色譜63Ni電子捕獲檢測(cè)器(μECD);色譜條件:色譜柱為 DB-5柱(30m×0.25mm×0.25μm);載氣為,高純氦氣(99.99%),載氣流量為1.0mL/min;色譜柱升溫程序?yàn)?初始溫度為50℃,持續(xù) 2min,以 10℃/min增加到 180℃,然后 15℃/min增加到280℃持續(xù)25min,至樣品完全流出色譜柱.采用不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量為1μL.

定性分析:所用儀器為 Agilent 氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀(6890/5975,GC/MS),色譜條件:色譜柱為 DB-5 柱(30m×0.25mm×0.25μm);載氣為,高純氦氣(99.99%),載氣流量為 1.0mL/min,初始溫度為50℃,持續(xù)2min,以10℃/min增加到180℃,然后 15℃/min增加到 280℃持續(xù) 25min;質(zhì)譜條件:離子源為 EI源,電子能量 70Ev,離子源溫度200℃;接口溫度 230℃;質(zhì)量分析器為單四極桿;質(zhì)量掃描范圍m/z 20～500amu,SIM模式,檢測(cè)電壓1200V.

1.4.3 質(zhì)量控制 采用USEPA推薦的質(zhì)量控制方法,方法檢測(cè)限、回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1,樣品中指示物的回收率為 69.4%～96.3%之間.方法空白及樣品空白中無(wú)待測(cè)物檢出.

表1 有機(jī)氯農(nóng)藥檢測(cè)限、加標(biāo)回收率、方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1 The limit of detections, spiked recoveries and RSD of the method

1.5 數(shù)據(jù)處理

分析主要采用軟件為 Origin8.0、SPSS18.0,采樣點(diǎn)繪圖由Photoshop、ArcGIS10.0完成.

2 結(jié)果與討論

2.1 有機(jī)氯農(nóng)藥殘留狀況

烏魯木齊表層土壤中OCPs種類、平均值、最小值、最大值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)及檢測(cè)率見表2,在烏魯木齊土壤中,所有OCPs中除了順式氯丹之外,都有不同程度的檢出,但殘留量與檢出率都有較大的差異.根據(jù)濃度和檢測(cè)率顯示,14種OCPs中HCHs、DDTs和甲氧滴滴涕的含量和檢測(cè)率是較高的(68%～93%),是土壤中的主要污染物.從總體來(lái)看,烏魯木齊表層土壤中 OCPs的含量在 16.40～84.86μg/kg,平均值為(41.89 ±16.25)μg/kg (n=28),其中 OCPs濃度含量最高的樣點(diǎn)是 17#(位于農(nóng)業(yè)區(qū)),濃度最低的樣點(diǎn)是28#(位于工業(yè)區(qū)),見圖2.從五個(gè)功能區(qū)中 OCPs濃度含量來(lái)看,從農(nóng)業(yè)區(qū)[(66.35±17.70)μg/kg]＞路邊[(49.21±4.22)μg/kg]＞公園區(qū)[(43.47±2.75)μg/kg]＞ 居 民 /商 業(yè) 區(qū) [(38.35±3.39)μg/kg]＞ 工 業(yè) 區(qū) [(25.55±9.03)μg/kg],表 明在不同的功能區(qū)中OCPs的濃度分布存在很大的不同.

表2 烏魯木齊地區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留狀況Table 2 Concentrations of individual OCPs in soil samples from Urumqi

圖2 烏魯木齊表層土壤中OCPs的濃度Fig.2 OCPs concentration in surface soil of Urumqi area

2.2 DDTs的分布特征及來(lái)源識(shí)別

從表2可以看出,DDT的異構(gòu)體和其代謝產(chǎn)物(p,p’-DDT,p,p’-DDD,p,p’-DDE,和 o,p’-DDT)都有不同程度的檢出(檢出率為 68%～89%),其中檢出率是高的是 p,p’-DDT.總的 DDTs(為p,p’-DDT,p,p’-DDD, p,p’-DDE, o,p’-DDT 之和)的濃度為 5.02～40.03μg/kg,平均值為,(18.51±7.82)μg/kg,其中 DDTs殘留濃度最高的樣點(diǎn)為18#(位于農(nóng)業(yè)區(qū))殘留濃度最低的樣點(diǎn)為 27#(位于工業(yè)區(qū)).在不同的采樣點(diǎn)之間 DDT的含量變異較大,高濃度的 DDT主要集中的農(nóng)業(yè)區(qū),路邊和公園區(qū).這可能與DDT在土壤中的遷移性相對(duì)較弱有關(guān),在公園區(qū)和路邊主要是受過(guò)去施用DDT的影響,使得DDT殘留量較高,農(nóng)業(yè)區(qū)主要是傳統(tǒng)的小麥、果樹和蔬菜的生產(chǎn)區(qū),含量相對(duì)高是與過(guò)去施用DDT有關(guān).

DDT在土壤中的降解途徑有2種,在好氧條件下降解為 DDE,在厭氧條件下被轉(zhuǎn)化為 DDD.向DDD的轉(zhuǎn)化可以直接轉(zhuǎn)化,也可以通過(guò)DDE間接轉(zhuǎn)化[12].土壤樣品中 DDTs的百分比組成如圖3所示.在五個(gè)功能區(qū)中,p,p’-DDE的含量最高,平 均 占 38.81%,其 次 為 p,p'-DDD 占22.31%,p,p'-DDT和o,p'-DDT分別占20.26%、18.79%.另外,在本研究區(qū)土壤中較高含量的p,p’-DDE和低含量的 p,p'-DDD比例可以推斷采樣點(diǎn)土壤多處于好氣環(huán)境中.

圖3 表層土壤樣品中DDTs的組成Fig.3 Composition of DDTs in surface soils of Urumqi area

研究表明[13],o,p’-DDT/p,p’-DDT 的比值可區(qū)分環(huán)境中DDTs的工業(yè)DDTs來(lái)源和三氯殺螨醇來(lái)源.三氯殺螨醇是DDTs的替代品,其結(jié)構(gòu)與DDTs相似,在工業(yè)DDTs中o,p’-DDT / p,p’-DDT比值在 0.2～0.3之間,而在三氯殺螨醇中其值在1.3～9.3或是更高.在本研究區(qū)域內(nèi),土壤中此值介于0～18.64之間,平均值為2.58其中在所有土壤樣本中,大于1.3的,占32.14%,其主要分布在路邊、農(nóng)業(yè)及工業(yè)區(qū)域的采樣點(diǎn),表明在研究區(qū)內(nèi)三氯殺螨醇是 DDTs的一個(gè)重要來(lái)源.此外,p,p’-DDT/( p,p’-DDE+ p,p’-DDD)的比值與 1 作比較,可以來(lái)判斷有無(wú)新的 DDT的輸入,若比值小于 1,說(shuō)明施用的 DDTs已大部分降解為p,p’-DDE 和p,p’-DDD,土壤中的DDT 來(lái)源于歷史上的施用.反之則表明有新的污染源的存在[13].在本研究中,所有土壤樣品 p,p’-DDT/ (p,p’-DDE+p,p’-DDD)的比值在0～0.88之間,小于1(圖4),可知,烏魯木齊表層土壤中的 DDTs來(lái)源于早期農(nóng)藥施用的殘留.在本研究區(qū)域內(nèi)土壤中DDTs主要來(lái)源于工業(yè)DDTs與三氯殺螨醇的混合源.

圖4 烏魯木齊土壤中DDTs的組成特征Fig.4 Composition of DDTs in surface soils of Urumqi area

2.3 HCHs的分布特征及來(lái)源識(shí)別

從表 2,可知,烏魯木齊表層土壤中HCHs包括: α-HCH, β-HCH 和 γ-HCH),檢測(cè)率分別為75%,68%, 71%.研究區(qū)土壤樣品中HCHs總殘留濃 度 為 n.d.～30.86μg/kg,平 均 值 ,(14.37±8.83)μg/kg,經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),濃度最高的樣點(diǎn)為 4#(位于路邊區(qū)),濃度最低的樣點(diǎn)為 22#(位于工業(yè)區(qū)).從研究區(qū)域土壤中 HCHs殘留來(lái)看,三個(gè)異構(gòu)體殘留濃度順序?yàn)?β-HCH＞γ-HCH＞α-HCH.其中 β-HCH 的殘留濃度為 n.d.～25.27μg/kg[平均值(10.96±4.91)μg/kg],α-HCH 和 γ-HCH 的濃度分別為(5.34±3.64)μg/kg和(3.01±1.95)μg/kg.從5個(gè)功能區(qū)中總 HCHs濃度來(lái)看,濃度最高的是在路邊和農(nóng)業(yè)區(qū),低濃度采樣點(diǎn)主要集中在工業(yè)區(qū).

在工業(yè) HCH中,異構(gòu)體組成比例為 α型;60%～70%,β型:為 5%～12%,γ型:10%～12%,δ型6%～10%,具有殺蟲功效的單體是 γ-HCH,即林丹,林丹幾乎為純的γ-HCH[14].在5個(gè)功能區(qū)中,各個(gè)HCH異構(gòu)體的比例可見圖 5,在 5個(gè)功能區(qū)中,β-HCH 的含量最高,平均占 60.01%,其次為γ-HCHs 占 21.15%,α-HCH 含量占 18.83%.這主要是由于 β-HCH的結(jié)構(gòu)比其他異構(gòu)體更穩(wěn)定,是環(huán)境中最穩(wěn)定和最難降解的 HCH異構(gòu)體,同時(shí),其它異構(gòu)體還會(huì)在環(huán)境中轉(zhuǎn)化為 β-HCH 以達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài).

圖5 表層土壤樣品中HCHs的組成Fig.5 Composition of DDTs in surface soils of Urumqi area

圖6 烏魯木齊土壤中HCHs的組成特征Fig.6 Composition of DDTs in surface soils of Urumqi

另外,有研究表明,在工業(yè) HCHs中,α-HCH/γ-HCH 的組分比值在 4.64～5.83 之間,而在林丹中 α-HCH/γ-HCH 的比值接近于 0,因此,可以用α-HCH/γ-HCH的比值來(lái)判斷環(huán)境中HCHs的來(lái)源及大氣長(zhǎng)距離傳輸?shù)耐緩絒14].本研究(圖6),發(fā)現(xiàn),α-HCH/γ-HCH 的比值在 0～5.79 之間,平均值為 0.837,表明,烏魯木齊表層土壤中 HCHs來(lái)源于工業(yè)HCHs和林丹的混合使用.

同時(shí),可根據(jù) β-HCH/(α-HCH+γ-HCH)的比值來(lái)判斷土壤中 HCHs是否是歷史污染,β-HCH/(α-HCH+γ-HCH)大于 0.5,表明該處土壤中的 HCHs主是是歷史污染,否則,表明土壤中的HCHs來(lái)自于近期農(nóng)藥的使用或來(lái)自于大氣的干濕沉降[15].大部分的土壤樣本中的 β-HCH/(α-HCH+γ-HCH)大于0.5(圖6),表明,在本研究區(qū)內(nèi),并沒有新的HCHs輸入.

2.4 其他類有機(jī)氯農(nóng)藥的分布特征

研究區(qū)內(nèi)甲氧滴滴涕、艾氏劑、硫丹、異狄氏劑、七氯、六氯苯殘留量的大小依次為:甲氧滴滴涕＞艾氏劑＞硫丹＞異狄氏劑＞七氯＞六氯苯.甲氧滴滴涕殺蟲效果明顯優(yōu)于滴滴涕,相對(duì)于滴滴涕較易降解,因而已取代滴滴涕成為一種使用日益廣泛的殺蟲劑[16].本研究中28個(gè)樣品中,甲氧滴滴涕的檢測(cè)率為 93%,殘留濃度為 n.d.～11.95μg/kg,平均值為,(3.35±2.82)μg/kg,在所有采樣區(qū)域均有分布,其含量大小為:農(nóng)業(yè)區(qū)＞路邊區(qū)＞居民/商業(yè)區(qū)=公園區(qū)＞工業(yè)區(qū),在烏魯木齊表層土壤中,甲氧滴滴涕的檢出率很高,這表明甲氧滴滴涕是烏魯木齊表層土壤中普遍存在的一類持久性有機(jī)污染物.艾氏劑、狄氏劑是高效的殺蟲劑,這 2種有機(jī)氯農(nóng)藥未曾在我國(guó)生產(chǎn)和使用過(guò),目前,這類化合物在熱帶地區(qū)的一些發(fā)展中國(guó)家還在使用,因而,其存在的原因要?dú)w于大氣的輸送和沉降[17].在本研究中,艾氏劑的殘留量為 n.d.～39.01μg/kg,平均值為,(15.05±20.89)μg/kg,主要分布有農(nóng)業(yè)區(qū)和居民/商業(yè)區(qū)及公園區(qū).異狄氏劑的殘留量為(7.76±7.63)μg/kg,其主要分布在農(nóng)業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū).硫丹是一類廣大譜殺蟲殺螨劑,由于其高毒性,工業(yè)硫丹已被許多國(guó)家禁用,然而在中國(guó)硫丹仍被用于棉花等作物的害蟲防治[17].在本研究中,硫丹(=硫丹 I+硫丹 II)的殘留量為 nd～11.80μg/kg,平均值(8.60±4.43)μg/kg,主要分布于農(nóng)業(yè)區(qū)和路邊區(qū)域.七氯是氯丹類化合物的一種,氯丹在自然界中極難降解,本研究中,七氯的殘留量為 n.d. ～24.37μg/kg,(6.85±8.99)μg/kg,主要分布于路邊區(qū),居民/商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū).六氯苯具有較低的蒸汽壓和較高的揮發(fā)性,持久性強(qiáng),會(huì)在大氣中充分地混合與傳輸[14].在本研究中六氯苯的殘留量為 n.d.～3.79μg/kg,平均值為(0.94±1.64)μg/kg,主要分布于農(nóng)業(yè)區(qū),居民/商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū).

2.5 土壤有機(jī)碳與各有機(jī)氯含量的相關(guān)性分析

有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中的分布除受化學(xué)降解、揮發(fā)等作用影響外,還與土壤有機(jī)碳等多種因素有關(guān).

表3 烏魯木齊表層土壤中OCPs與TOC相關(guān)性分析Table 3 Correlations among OCPs and TOC in surface soils from Urumqi

表3為土壤有機(jī)碳與各OCPs之間的相關(guān)性分析,結(jié)果表明,土壤有機(jī)碳與 β?HCH,∑HCHs, p,p’?DDE,∑DDTs,∑OCPs 之間存在顯著性的相關(guān)性,這表明土壤對(duì)這些化合物有較強(qiáng)的吸附作用并影響它們的分布,而土壤有機(jī)碳與其他的 OCPs單體之間不存在顯著的相關(guān)性,這可能與土壤質(zhì)地,有機(jī)質(zhì)組成以及OCPs的物理化學(xué)特征對(duì)OCPs單體殘留的影響等因素有關(guān).同時(shí)發(fā)現(xiàn),ΣOCPs與 ΣHCHs、ΣDDTs; ΣHCHs與ΣDDTs之間存在顯著的相關(guān)性,這表明ΣHCHs和ΣDDTs對(duì)ΣOCPs的殘留具有重要的貢獻(xiàn),同時(shí)它們之間具有相同或相近的源.

2.6 基于主成分分析解析OCPs的來(lái)源

采用主成分分析方法對(duì)有機(jī)氯的來(lái)源進(jìn)行進(jìn)一步的分析.針對(duì)28個(gè)表層土壤樣品的有機(jī)氯含量進(jìn)行主成分分析,見圖7,主成分 1解釋了總方差的 35.5%,其中占有較高載荷的化合物為:∑DDTs、 p,p’-DDT 、 p,p'-DDE 、 o,p’-DDT 、p,p'-DDD,主成分2解釋了總方差的18.7%,其中占有較高載荷的化合物為,HCHs,β-HCH,γ-HCH,α-HCH.相關(guān)性分析表明,DDTs 及代謝物與∑OCPs,∑HCHs與∑OCPs之間具有顯著的相關(guān)性,這表明它們可能來(lái)自相同的源.同時(shí)方差分析表明,HCHs和DDTs在城市和農(nóng)業(yè)用地沒有顯著性的差異(P＞0.05),這可能歸因于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城市綠化過(guò)程中曾經(jīng)有較大的用量[18].而對(duì)于艾氏劑、狄氏劑、甲氧滴滴涕,硫丹,六氯苯,七氯在PC1和PC2上都具有較低的載荷,同時(shí)它們?cè)谕寥乐械臍埩袅亢艿?表明土壤中這類化合物可能來(lái)源于近些年區(qū)域性的大氣沉降,也可能是區(qū)域擴(kuò)散的結(jié)果[19].

圖7 主成分分析Fig.7 Principal Component Analysis

2.7 土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留水平比較及其污染評(píng)價(jià)分析

與本區(qū)域其他環(huán)境介質(zhì)中有機(jī)氯的含量相比,在地表飲用水源地水體中 9種有機(jī)氯化合物的總質(zhì)量濃度為 15.1～41.2ng/L[9];水磨河底泥中HCHs和 DDTs的含量分別為 0.107～111.69μg/kg(平均值 24.262μg/kg)和 0.476～66.512μg/kg(平均值13.565μg/kg),污灌區(qū)土壤中HCHs和DDTs的含量分別為0.194～6.97μg/kg(平均值4.396μg/kg)和0.520～10.438μg/kg(平均值 3.416μg/kg)[10];本研究中土壤中相應(yīng)各含量見表3.從總體來(lái)看,本區(qū)域中飲用水體中的有機(jī)氯的含量未對(duì)人體健康造成明顯危害;底泥中的有3個(gè)樣點(diǎn)的HCHs和DDTs的含量較高(＞50μg/kg);土壤中的HCHs和DDTs的含量未超過(guò)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(50μg/kg)[20].與國(guó)內(nèi)外其他地區(qū)土壤中 HCHs和 DDTs含量相比(表 4),研究區(qū)DDTs的水平低于天津地區(qū)、北京公園區(qū)、上海市區(qū)的土壤,高于香港城市和農(nóng)業(yè)區(qū)土壤、銀川、哈爾濱地區(qū)的土壤.與國(guó)外其它地區(qū)的相比來(lái)看,烏魯木齊地表層土壤中 DDTs含量低于印度的城區(qū)與農(nóng)業(yè)區(qū)土壤、波蘭、美國(guó)南部地區(qū)土壤以及羅馬尼亞地區(qū)的土壤.從總體來(lái)看,烏魯木齊表層土壤中DDTs的殘留含量相對(duì)來(lái)說(shuō),是低的,或者是未受到污染的;研究區(qū) HCHs殘留量高于北京公園土壤、銀川、哈爾濱、香港、上海,而低于天津地區(qū)的土壤.與國(guó)外其他地區(qū)相比,高于波蘭、美國(guó)南部地區(qū)土壤,但低于印度、羅馬尼亞地區(qū)的土壤,相比較而言,烏魯木齊表層土壤中的HCHs殘留水平是低的.

表4 不同地區(qū)土壤中HCHs和DDTs 的含量Table 4 Comparison of HCHs and DDTs concentrations in soil from areas

根據(jù)我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)[20],中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),土壤環(huán)境質(zhì)量可以劃分為3個(gè)級(jí)別:第一級(jí),DDTs和HCHs的殘留量均小于50μg/kg;第二級(jí),DDTs和HCHs的殘留量在50～500μg/kg;第三級(jí),DDTs和 HCHs的殘留量在1000μg/kg之間.本研究中各點(diǎn)土壤中 DDTs和HCHs的殘留量均低于第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),因此,DDTs和 HCHs的污染處于低水平.根據(jù)荷蘭土壤保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),無(wú)污染土壤的 HCHs目標(biāo)值界定為小于10μg/kg,DDTs、六氯苯和氯丹類目標(biāo)值界定為小于 2.5μg/kg,異狄氏劑目標(biāo)值界定為小于1μg/kg,因此,研究區(qū)土壤中 HCHs,DDTs,六氯苯和七氯,異狄氏劑屬于中度污染.

3 結(jié)論

3.1 烏魯木齊表層土壤中,土壤中OCPs的含量在 16.40～84.86μg/kg,平 均 值 為 (41.89±16.25)μg/kg (n=28),其中 HCHs、DDTs和 methoxychlor的檢測(cè)率較高,DDTs和HCHs是主要的污染物,其中 p,p’-DDE、β-HCH含量最高. 5個(gè)功能區(qū)中,OCPs濃度含量,從農(nóng)業(yè)區(qū)＞路邊＞公園區(qū)＞居民/商業(yè)區(qū)＞工業(yè)區(qū),依次遞減.

3.2 土壤中OCPs的殘留主要來(lái)源于歷史上的應(yīng)用.其中土壤中DDTs主要來(lái)源于三氯殺螨醇和工業(yè)DDTs的混合使用;土壤中HCHs的來(lái)源為工業(yè)HCHs和林丹的混合使用.主成分分析表明,土壤中的有機(jī)氯主要來(lái)自DDTs和HCHs的貢獻(xiàn),其來(lái)源主要為過(guò)去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市綠化過(guò)程的大量施用及可能存在的區(qū)域大氣擴(kuò)散和沉降.土壤有機(jī)碳是影響有機(jī)氯農(nóng)藥分布的重要因素.

3.3 烏魯木齊表層土壤中OCPs殘留水平較低.根據(jù)我國(guó)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995),DDTs、HCHs的殘留全部低于一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn).

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Residues and possible sources of organochlorine pesticides in surface soil of Urumqi.

CHEN Min1,2, CHEN Li3*,HUANG Ping1(1.School of Environmental Science and Engineering of Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275,China；2.Cnhomeland Environmental Co., LTD, Guangzhou 510630, China；3.Institute of Plant Protection and Environmental Protection, Beijing Academy of Agricultural and Forestry Science, Beijing 100097, China). China Environmental Science, 2014,34(7)：1838～1846

Twenty-eight soil samples from Urumqi, China were collected and analyzed for 14 organochlorine pesticides(OCPs). The residues and possible sources of organochlorine pesticides (OCPs)in the soil samples were investigated with gas chromatography. The results showed that HCHs, DDTs and methoxychlor were main contaminations. The total OCPs concentrations in surface soils of Urumqi area ranged from 16.40～84.86 μg/kg with a mean of (41.89±16.25)μg/kg. The composition of OCPs indicated that OCPs in soil sample mainly came from historical application. Soil organic carbon was an important factor in the distribution of OCPs. Compared with the reference date and environmental quality standard for soils of China (GB15618-95), the concentrations of HCHs and DDTs in these samples stayed in a low pollution level.

surface soil；organochlorine pesticides；DDTs；HCHs；Urumqi

X53

A

1000-6923(2014)07-1838-09

2013-10-16

國(guó)家自然科學(xué)基金(41101482);北京市自然基金(8122021)

* 責(zé)任作者, 副研究員, chenli517@126.com

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陳 敏(1974-)女,河南商丘人,博士,主要從事土壤有機(jī)污染研究.發(fā)表論文10余篇.