關(guān)鍵詞：蘋果園土壤；有機(jī)氯農(nóng)藥；污染特征；修復(fù)技術(shù)

前言

不合理的農(nóng)藥使用和殘留問題導(dǎo)致土壤、水源和生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴(yán)重污染，有機(jī)氯農(nóng)藥的廣泛使用使得土壤污染問題日益嚴(yán)重。有機(jī)氯農(nóng)藥的存在會抑制土壤酶的活性，導(dǎo)致土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)受阻，影響土壤的健康狀況。此外，有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中的殘留可能會被農(nóng)作物吸收，并在體內(nèi)積累，對農(nóng)作物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量產(chǎn)生不良影響。因此，需對蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征，以及如何有效修復(fù)進(jìn)行研究。

物理修復(fù)方法，如換土、深耕等可以有效地去除土壤中的污染物，但操作復(fù)雜、成本高，且可能引起二次污染?；瘜W(xué)修復(fù)方法，如氧化還原、萃取等可以在一定程度上降解農(nóng)藥，但可能會產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)，且不適用于大面積污染治理。生物修復(fù)方法，尤其是植物修復(fù)和微生物修復(fù)，因成本低、效果好、無二次污染等特點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注，然而生物修復(fù)方法主要適用于有機(jī)污染和重金屬污染，對于一些無機(jī)污染物或不溶性污染物，生物修復(fù)可能無法取得理想的效果。

針對有機(jī)氯農(nóng)藥對土壤造成的污染問題，進(jìn)行蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征及修復(fù)技術(shù)研究。通過此研究，可以降低土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留量，減少對環(huán)境和人體健康的危害。

1研究區(qū)概況

以某蘋果園一部分區(qū)域?yàn)槔?，該蘋果園占地面積約235.32公頃，其內(nèi)土壤類型主要為棕壤和草甸土，具有較好的通氣性和透水性，適合蘋果的生長。果園內(nèi)主要種植了不同品種的蘋果樹，是當(dāng)?shù)刂饕奶O果產(chǎn)地之一。該蘋果園的果農(nóng)主要采用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行病蟲害防治，常用的農(nóng)藥包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等。根據(jù)調(diào)查，果農(nóng)在噴灑農(nóng)藥時存在不規(guī)范操作的情況，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量超標(biāo)。此外，該地區(qū)的氣候條件和土壤性質(zhì)也可能對農(nóng)藥殘留產(chǎn)生一定影響。

2蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征分析

2.1土壤樣本采集

在蘋果園內(nèi)，根據(jù)果樹的種植密度、生長狀況和土壤類型等因素，選擇具有代表性的區(qū)域進(jìn)行土壤采樣。以下是采集土壤樣本的一般步驟：

（1）確定采樣點(diǎn)：在蘋果園中，選擇具有代表性的果樹周圍進(jìn)行采樣。

（2）準(zhǔn)備工具和材料：采集土壤樣本需要使用一些工具和材料。確保工具干凈、無污染，并提前準(zhǔn)備好足夠的塑料袋和標(biāo)簽。

（3）采集土壤樣本：使用鏟子或鉆子在選定的采樣點(diǎn)挖掘或鉆取土壤。通常采集0～20厘米深度的土壤。在每個選定的采樣點(diǎn)周圍，根據(jù)需要選擇5～10個分點(diǎn)進(jìn)行土壤采集，將每個分點(diǎn)采集的土壤放人一個干凈的容器中。在采集完所有分點(diǎn)的土壤后，將各個分點(diǎn)的土壤充分混合在一起。

（4）記錄采樣信息：在采樣過程中，記錄采樣點(diǎn)的位置、土壤顏色、質(zhì)地、濕度等信息。

（5）運(yùn)輸：在采樣當(dāng)天及時將樣品送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，避免樣品變質(zhì)或受到污染。

注意事項(xiàng)：不同采樣點(diǎn)的土壤應(yīng)該分別包裝并標(biāo)記清楚。此外，采樣時應(yīng)遵守當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)和相關(guān)規(guī)定，確保采集過程合法合規(guī)。通過以上步驟，可以采集到具有代表性的土壤樣本。

2.2材料與設(shè)備

有機(jī)氯農(nóng)藥污染特征分析中所需要的材料與設(shè)備見表1。

2.3蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染特征分析方法

蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染特征分析是一項(xiàng)重要的工作，它可以幫助我們了解土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的種類、含量和分布情況。以下是進(jìn)行蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染特征分析的步驟：

2.3.1土壤樣品預(yù)處理

（1）樣品破碎：將采集的土壤樣品進(jìn)行破碎，以減小土壤顆粒的粒徑，增加樣品表面積，有利于后續(xù)的提取和分離?？梢允褂们蚰C(jī)、粉碎機(jī)等設(shè)備進(jìn)行破碎。

（2）樣品研磨：對于需要更細(xì)粒度的土壤樣品，需要進(jìn)行研磨。研磨的目的是將土壤樣品中的顆粒研磨成更小的粒徑‘引，以便后續(xù)的分析測試。可以使用研磨機(jī)或球磨機(jī)進(jìn)行研磨。

（3）過篩：土壤樣品放入篩子中，用適當(dāng)?shù)牧Χ容p輕敲打或振動篩子，使樣品通過篩孔。通常，土壤樣品需要過篩的粒度范圍在60目（0.3毫米）至200目（0.075毫米）之間。

2.3.2土壤萃取

（1）稱取樣品：稱取土壤樣品、硅藻土并混合放入萃取池中。

（2）選擇萃取溶劑：根據(jù)目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥的溶解度選擇合適的萃取溶劑。常用的萃取溶劑有丙酮、甲醇等。

（3）設(shè)定萃取條件：在快速溶劑萃取儀中設(shè)定適當(dāng)?shù)臏囟取毫洼腿r間等條件。

（4）開始萃?。簩⑤腿〕胤湃肟焖偃軇┹腿x中，根據(jù)設(shè)定的條件進(jìn)行萃取。在萃取過程中，溶劑在高溫高壓下快速通過樣品，將目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥提取出來。

（5）收集萃取液：經(jīng)過一定時間的萃取后，將萃取液收集到指定的容器中?？梢愿鶕?jù)需要多次萃取，以充分提取目標(biāo)有機(jī)氯農(nóng)藥。

（6）濃縮：將適量的無水硫酸鈉按照1：1的體積比加入到萃取液中，確保無水硫酸鈉完全溶解。使用攪拌器將萃取液和無水硫酸鈉混合均勻，然后靜置一段時間，通常為10～30分鐘。使用過濾紙或?yàn)V膜將混合液過濾，去除其中的無水硫酸鈉。將過濾后的濾液收集到指定的容器中，然后將容器放置在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的加熱槽中，使萃取液在低真空條件下緩慢蒸發(fā)。當(dāng)萃取液濃縮至近干時，停止加熱和旋轉(zhuǎn)。使用移液管或注射器向濃縮瓶中加入約5mL的正己烷。重新開啟旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的加熱和旋轉(zhuǎn)功能，使正己烷中的水分緩慢蒸發(fā)。重復(fù)此步驟直到正己烷層接近干燥。重復(fù)上述濃縮和加入正己烷的步驟2次或更多次，以置換掉萃取液里更多的雜質(zhì)和殘留丙酮溶劑。

（7）定容：將正己烷容量瓶中的樣品定容至1ml。確保正己烷完全覆蓋樣品，并輕輕搖動容量瓶以混合均勻。

2.3.3有機(jī)氯農(nóng)藥檢測

對于有機(jī)氯農(nóng)藥的檢測，一般采用氣相色譜一三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行測定。該方法利用氣相色譜將樣品中的化合物分離成單獨(dú)的組分，然后將每個組分導(dǎo)入質(zhì)譜中進(jìn)行測定。該方法可以同時測定混合物中的多種化合物，并且具有高分離效能、高靈敏度和高準(zhǔn)確性。該方法具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，可以檢測出土壤中微量的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留。檢測過程如下：在氣相色譜分析中，將樣品注入進(jìn)樣器，通過色譜柱的分離作用，使不同化合物按照沸點(diǎn)順序分離。分離后的化合物通過傳輸線進(jìn)入三重四級桿質(zhì)譜儀，進(jìn)行分離檢測，生成質(zhì)譜圖。通過對比標(biāo)準(zhǔn)品和未知樣的質(zhì)譜圖，確定有機(jī)氯農(nóng)藥類別和含量，并使用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2.3.4土壤污染指數(shù)

土壤污染指數(shù)是用于評估土壤中污染物含量的指標(biāo)，通常用于評估土壤質(zhì)量、環(huán)境污染程度以及土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等方面。根據(jù)單項(xiàng)污染指數(shù)確定綜合污染指數(shù)，反映了土壤中多種污染物的綜合影響，可以更全面地評估土壤質(zhì)量，由此劃分污染等級，即安全級（1級）、警戒級（2級）、輕污染（3級）、中污染（4級）、重污染（5級）。

2.4蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染特征

2.4.1土壤有機(jī)氯農(nóng)藥組成特征

土壤有機(jī)氯農(nóng)藥組成分布見表2。

根據(jù)表格2數(shù)據(jù)，可以看出土壤中存在13種有機(jī)氯農(nóng)藥，且不同有機(jī)氯農(nóng)藥的污染濃度存在差異。其中，滴滴涕、狄氏劑、異狄氏劑、艾氏劑的污染濃度較高，超過了0.3mg/kg的安全閾值?？傮w而言，表格中的數(shù)據(jù)表明某些有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中存在一定的殘留，尤其是艾氏劑及其衍生物。因此，需要采取相應(yīng)的措施來控制這些農(nóng)藥的使用和排放，以減少對環(huán)境和人體健康的危害。

2.4.2土壤有機(jī)氯農(nóng)藥時空分布特征

土壤有機(jī)氯農(nóng)藥時空分布特征見圖1。

從圖1中可以看出，時間分布特征：在1月-6月氣候溫和的春季和夏季，有機(jī)氯農(nóng)藥的綜合污染指數(shù)小，污染等級低，這是由于溫度和濕度較高，有利于農(nóng)藥的降解和轉(zhuǎn)化。而在7月-12月氣候寒冷的秋季和冬季，溫度較低，濕度也較低，農(nóng)藥的降解速率可能會減慢，土壤中的農(nóng)藥殘留量和污染等級可能會相對較高。空間分布特征：有機(jī)氯農(nóng)藥分布主要集中在西北方向，污染程度較高，而東南方污染程度較低，污染呈現(xiàn)階梯分布特征。主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)經(jīng)常刮西北風(fēng)導(dǎo)致西北方向的區(qū)域較干燥，干燥的條件可能減緩農(nóng)藥的降解速度，另外西北地區(qū)為低洼地，導(dǎo)致農(nóng)藥更容易在該區(qū)域積累和聚積，從而提高西北方向的農(nóng)藥殘留量。

3蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥污染修復(fù)研究

通過對蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該果園存在一定程度的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留問題。為了保障食品安全和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，需要采取有效的治理和修復(fù)措施，加強(qiáng)果園管理和監(jiān)管力度。未來研究可進(jìn)一步探討有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估及生物修復(fù)技術(shù)等方面的內(nèi)容，為解決農(nóng)業(yè)土壤污染問題提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

3.1修復(fù)技術(shù)

此研究中采取表面活性劑強(qiáng)化電動一過硫酸鈉修復(fù)方法進(jìn)行有機(jī)氯農(nóng)藥污染治理。該方法以表面活性劑作為一種表面活性劑，可以通過降低表面張力、增加溶解度和提高物質(zhì)的傳遞性能等方式，提高有機(jī)氯農(nóng)藥的去除效率。而過硫酸鈉則可以作為一種氧化劑，將有機(jī)氯農(nóng)藥氧化成低毒或無毒的物質(zhì)，從而降低對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的危害。具體修復(fù)過程如下：

步驟1：稱取一定量的表面活性劑TX-100。

步驟2：按照1：10d比例稀釋表面活性劑TX-100，制成淋洗液。

步驟3：將淋洗液均勻地噴灑在土壤表面，或者將土壤與淋洗液混合攪拌。在TX-100的增溶作用下，土壤中的污染物會被提取到水箱中，形成溶解態(tài)或乳濁態(tài)。最后，收集并處理淋洗液，使污染物得以去除。

步驟4：電動修復(fù)。將過硫酸鈉和共溶劑混合制成電解液。在試驗(yàn)中，過硫酸鈉作為電解液的主要成分，能夠提供大量的自由基和氧化劑，促進(jìn)污染物的氧化降解。共溶劑的作用是提高電解液的導(dǎo)電性和擴(kuò)散性，同時也可以增加污染物的溶解度和可傳遞性，從而提高修復(fù)效率。電解液噴灑到土壤中，然后在電場的作用下有機(jī)氯農(nóng)藥與電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而完成有機(jī)氯農(nóng)藥污染修復(fù)。

步驟5：持續(xù)進(jìn)行電動修復(fù)和化學(xué)氧化反應(yīng)，直到達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。

步驟6：對修復(fù)后的土壤進(jìn)行檢測和評估，確保有機(jī)氯農(nóng)藥的去除率和土壤生態(tài)的安全性。

經(jīng)過上述流程，完成修復(fù)技術(shù)研究。

3.2修復(fù)效果分析

針對表面活性劑強(qiáng)化電動一過硫酸鈉修復(fù)方法，通過去除率進(jìn)行修復(fù)效果分析。修復(fù)效果見表3。

從表3中可以看出，經(jīng)過表面活性劑強(qiáng)化電動一過硫酸鈉修復(fù)后，各種有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度大大降低，去除率均達(dá)到了90%以上，由此證明了該方法的修復(fù)效果。

4結(jié)束語

為了降低農(nóng)藥污染對環(huán)境和人類健康的影響，提出蘋果園土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的污染特征及修復(fù)技術(shù)。以某蘋果園一部分區(qū)域?yàn)槔瑢μO果園土壤樣品的檢測，了解了有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中的分布特征。通過多種方法的試驗(yàn)和分析，提出了表面活性劑強(qiáng)化電動一過硫酸鈉修復(fù)技術(shù)。結(jié)果表明：土壤中存在13種有機(jī)氯農(nóng)藥且不同有機(jī)氯農(nóng)藥的污染濃度存在差異。時間分布特征：在1月-6月氣候溫和的春季和夏季，有機(jī)氯農(nóng)藥的綜合污染指數(shù)小，污染等級低，而在7月- 12月氣候寒冷的秋季和冬季，有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量和污染等級可能會相對較高。經(jīng)過表面活性劑強(qiáng)化電動-過硫酸鈉修復(fù)后，各種有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度降低，去除率達(dá)到了90%以上，證明了該方法的修復(fù)效果。