逸度模型在湖泊流域农药多介质归趋研究中的应用与展望

农药的施用在促进农业经济发展的同时,也带来了诸多环境问题.农药由农业活动排放进入到环境后会通过不同的途径在各介质之间进行迁移和转化,最后由径流作用汇聚于湖泊中,破坏生态环境,影响人类健康.因此,研究湖泊流域生态系统中农药的多介质归趋具有重要意义.使用基于逸度的多介质模型模拟农药在环境中的行为是一个十分有效的方法.逸度模型利用"逸度"的概念描述污染物在各个环境介质之间的迁移和转化过程趋势,其结果建立在化学物质自身物化性质和环境系统性质之上,不仅适用于预测农药在环境各介质中的残留水平,还可以揭示区域内污染的空间分布特征,是湖泊流域生态系统管理中一个重要的工具.本文综述了逸度模型的理论基础,对近年来国内外逸度模型的发展现状、相关环境模型及其在农药归趋研究和湖泊流域生态系统管理中的运用进行了总结,并展望了逸度模型在农药多介质研究中的应用前景,以期对我国农药的管理、合理施用方面提供科学与技术支持.     

北京通州某改造区土壤中DDTs和HCHs的地球化学特征及风险评价

选取北京通州环球影城附近某改造区为研究区域,共采集15件表层土壤样品,主要分析了该地区土壤中DDTs和HCHs的空间分布地球化学特征;采集垂向样品,并分析了DDTs和HCHs在土壤垂向剖面中的分布情况。表层土壤样品中大部分的DDTs和HCHs有检出,ΣDDTs的残留量为494~19615 μg·kg-1,ΣHCHs为082~1021 μg·kg-1。土壤垂向剖面分析结果表明,DDTs部分有检出,两剖面中残留量整体随深度变化不明显,但局部出现突变现象;HCHs全部检出,两剖面中残留量整体随着深度增加不断减少。参照国家相关标准对该区土壤环境整体进行评价,初步分析通州区环球影城地区土壤中残留DDTs除个别点符合二级标准外,其余都处于一级标准,残留风险较低;土壤中残留HCHs基本符合一级标准。结合不同异构体之间含量特征及分布,认为该地区局部近期可能存在HCHs输入现象。最后,对该改造区进行了健康风险评价,结果表明该区DDTs和HCHs在致癌风险和部分非致癌风险方面影响较小。     

利用多介质模型研究有机氯农药的环境行为

应用Ⅲ级多介质逸度环境模型研究了研究区3种有机氯农药p,p-’DDT、p,p-’DDE、p,p-’DDD的多介质行为。模型的计算结果表明:在研究区大气、水和沉积物中p,p-’DDT的浓度分别为0.019 8g/m3、0.016 8ng/L0、.313ng/g;p,p-’DDE的浓度分别为0.019 9g/m30、.001 65ng/L、0.124ng/g;p,p-’DDD的浓度分别为0.001 98g/m3、0.004 68ng/L、0.083 2ng/g。沉积物中的有机氯农药的含量占环境中有机氯农药总滞留量的99%以上,是有机氯农药的最主要的汇。然后计算了3种有机氯农药在环境中的相间迁移通量,其中水-沉积物迁移和沉积物-水迁移是最重要的迁移过程。     

超声提取-固相萃取小柱净化-气相色谱法测定土壤中14种有机氯农药

对土壤中14种有机氯农药的超声提取技术和磺化、固相萃取小柱两种净化方法进行系统研究。结果表明,超声提取节省提取时间,提高分析效率;磺化法和固相萃取小柱法都有净化作用,但磺化法使样品中的艾氏剂、狄氏剂和异狄氏剂全部损失;固相萃取小柱净化当丙酮-正己烷淋洗液体积比为1∶9、淋洗液收集8 mL时回收率>90%,干扰最小。方法检出限为0.63~2.59μg/kg,精密度(RSD,n=7)为1.17%~14.66%,基体加标平均回收率为82.78%~106.94%。方法用于生态地球化学调查评价批量土壤样品的实际分析,检测结果满足评价工作需要。     

电阻率CPTU在某农药厂污染场地评价中的应用

电阻率孔压静力触探(RCPTU)除了包含常规的孔压静力触探测试功能之外,还可以提供连续的电阻率变化曲线,因而在环境岩土工程领域具有广阔的应用前景。电阻率是表征土体导电性的基本参数,是土的固有物性之一,每种类型的土都有固有的电阻率,其变异可能意味着受到污染。本文根据某农药厂污染场地的RCPTU试验结果,分析了不同污染物类型对电阻率的影响,并初步研究了基于电阻率指标的污染物分布与污染程度的鉴别。考虑到孔隙比或相对密实度对土体积电阻率也会产生较大影响,利用RCPTU可测相对密实度的优点,本文提出可将实测电阻率值等效至某一特定的相对密实度下,再将等效电阻率值与相应的背景值进行对比分析,根据等效电阻率值与背景值的偏差量与偏差率进行污染范围与污染程度的确定。结果表明电阻率指标能够精确反应污染物的存在与受污染的程度。     

表层岩溶带土壤中有机氯农药的分布及来源特征研究——以重庆南川区为例

为了研究有机氯农药(OCPs)在表层岩溶带土壤中的分布趋势、组成特征和来源,采用气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μECD)分析了重庆市南川区水房泉、后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉等典型表层带岩溶泉上覆土层中有机氯农药的浓度。结果显示,总体上表层岩溶带土壤中的OCPs的浓度范围是7.13~323.37ng/g,其中后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉表层土壤中的17种OCPs检出率为100%,水房泉土壤中除p,p'-DDD外其余全部检出,但不同种类有机氯含量差异较大。其中HCHs、DDTs、CHLs、灭蚁灵是主要检出物。研究区内土壤样品中的HCHs来源于工业品HCHs和林丹使用的残留,且由于环境影响,土壤中HCH的同系物组成发生了明显变化。水房泉和柏树湾泉土壤中的DDTs来自于工业DDTs和三氯杀螨醇的混合源,而后沟泉和兰花沟泉土壤中的DDTs可能来自于工业DDTs的使用,而非三氯杀螨醇类型的DDT。对比中国和荷兰的土壤质量标准,柏树湾泉土壤中DDTs浓度接近于荷兰无污染土壤的参考值,兰花沟泉土壤中的DDTs应属于轻度污染,后沟泉土壤中的DDTs和氯丹类化合物污染程度较重,而水房泉土壤为无污染土壤。      

广州地区蔬菜生产基地有机污染物含量状况及分布

为了解广州地区蔬菜基地有机污染物的分布情况,选取了6个代表性基地进行调查采样,测试分析了表层土壤、蔬菜及灌溉水中15种邻苯二甲酸酯(PAEs)化合物、16种多环芳烃(PAHs)化合物和19种有机氯农药(OCPs)化合物的质量分数及质量浓度.结果表明:在15种PAEs化合物的总质量分数(w(ΣPAEs))中,土壤样品为158.0~4 321.0 ng/g,蔬菜样品为1 134.0~48 576.0 ng/g;水样中15种PAEs化合物的总质量浓度(ρ(ΣPAEs))为632.0~14 271.0 ng/L;就单个化合物而言,以DiBP、DBP、DEHP三种污染物为主,其三项之和占所有PAEs质量分数的97.5%~99.1%;在16种PAHs化合物的总质量分数(w(ΣPAHs))中,土壤样品为28.48~1 121.96 ng/g,蔬菜样品为238.09~1 000.61 ng/g;水样中16种PAHs化合物的总质量浓度(ρ(ΣPAHs))为338.21~1 239.78 ng/L;在19种OCPs化合物的总质量分数(w(ΣOCPs))中,土壤为0.04~71.28 ng/g,蔬菜为1.08~9.18 ng/g.总体上看,各基地土壤中DBP质量分数均超标,多环芳烃类在灵山、花东、黄埔菜地土壤中存在轻微污染,有机氯农药均未出现污染.     

长江入海口浅层沉积物中典型有机氯农药分布特征

对长江入海口包括江苏启东,上海崇明岛、长兴岛、横沙岛等地区的浅层沉积物中典型有机氯农药(OCPs)的分布情况进行了研究。采用气相色谱-电子捕获检测器进行检测,方法检出限为0.10 ng/g,回收率为62.4%～116.7%,精密度(RSD)为2.7%～8.3%。调查分析结果显示,长江入海口沿岸均存在轻度和中度的OCPs污染,主要检出物总滴滴涕(DDTs)浓度范围为1.22～626.43 ng/g。深度(0～80 cm)采样检测结果表明,研究区表层及深度样品中DDTs均有不同程度检出,浅层沉积物中DDTs在0～20 cm区域占检出总量的58.1%;其次是20～40 cm区域,DDTs占总量的30.8%;40～60 cm区域DDTs占总量的8.2%;60～80 cm区域DDTs占总量的2.9%,即浅层沉积物中DDTs主要集中在0～40 cm区域,部分点位40～80 cm能够检出少量DDTs。本研究提供的数据为该地区OCPs垂直分布提供参考。     

全二维气相色谱-电子捕获检测器测定复杂基质土壤中24种有机氯和拟除虫菊酯类农药

目前针对环境样品中有机氯和拟除虫菊酯类农药的检测方法主要有气相色谱法和气相色谱-质谱法（GC-MS）,由于气相色谱法采用电子捕获检测器从而具有较高的灵敏度,在污染物的环境行为研究中得到广泛应用,GC-MS法的定性效果好,但检测灵敏度相对偏低。本文研究了2018年土壤详查江苏地区样品中有机氯农药和拟除虫菊酯的残留状况,结果显示,即使经过多次净化仍有20%的样品存在假阳性或基质干扰现象。为了提高定性准确度,同时保证检测灵敏度,实验建立了复杂基质土壤中20种有机氯农药和4种拟除虫菊酯的全二维气相色谱-电子捕获检测器检测方法,最终选择中等极性的TG-35MS为第一色谱柱,非极性的（DB-1）为第二色谱柱,将鲜样与无水硫酸钠混合均匀后,以正己烷-丙酮（1：1,V/V）为提取剂进行索氏提取,采用全二维气相色谱-电子捕获检测器进行检测,外标法定量。各物质的质量浓度均在1.0~500μg/L内与其峰面积呈线性关系,相关系数均大于0.995,检出限为0.02~0.17μg/kg。用标准加入法进行回收实验,测得回收率为80.7%~103.5%,测定值的相对标准偏差（n=6）为1.84%~10.12%。本方法将高灵敏度检测器与全二维色谱相结合,在保证检测灵敏度的同时增加了峰容量,有效去除了基质干扰。相比2018年土壤详查参考方法HJ 835—2017的检出限0.02~0.09mg/kg（全扫模式）,本方法检出限显著降低,且操作简单,可为复杂基质样品中的痕量超痕量检测提供参考。     

北京郊区农田土壤中HCH残留调查及评价

北京郊区农田分析区的土壤样品中,均有不同程度的各种HCH异构体检出.在所测样品中,HCH异构体平均含量由高到低排序为σ-HCH、β-HCH、γ-HCH、α-HCH,而且在各个样品中γ-HCH都没有占据主导地位,说明在土壤中没有新的HCH进入.与商品HCH进行比较,w(α-HCH)和w(γ-HCH)明显下降,w(β-HCH)和w(σ-HCH)却相对上升了,分析得出异构体之间的降解转化速率由大到小排序为α-HCH、γ-HCH、σ-HCH、β-HCH.初步评价近年没有新的HCH来源污染本区,但仍有一定风险.