山东省土壤有机氯农药污染的研究进展

肖鹏飞

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。本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、组成、来源及生态风险等方面对山东省不同地区土壤中有机氯农药的污染现状进行了综述。

关键词：山东省 有机氯农药 土壤污染 来源解析 生态风险

中图分类号：X508 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0136-03

当前，我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重，已成为全面建成小康社会的制约因素之一。为切实加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，国务院于2016年5月印发了《土壤污染防治行动计划》，制定了近期土壤污染防治工作的总体要求和工作目标。山东省作为我国东部沿海经济发达地区，省内土壤环境面临污染的威胁，但目前省内土壤环境的总体污染状况如何、土壤污染的生态风险程度如何等问题，目前尚不完全清楚。2016年12月，为了深入贯彻国务院《土壤污染防治行动计划》，山东省政府印发了《山东省土壤污染防治工作方案》，在全面梳理国家“土十条”各项任务要求，分析查找全省土壤污染防治关键问题的基础上，提出了土壤污染防治的主要任务、具体措施和有关要求，为全省土壤污染防治指明了方向。近年来，一些研究相继对山东省部分地区土壤中农药污染现状进行了调查。本文总结了近年来在山东省土壤中有机氯农药污染方面的研究成果，对土壤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。

1 山东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。于娜等[1]发现济南市南部山区周边土壤中，15种有机氯农药均有很高的检出率，且各HCHs异构体、DDT、艾氏劑、狄氏剂、异狄氏剂、硫丹、甲氧滴滴涕的检出率均为100%。枣庄市3个典型蔬菜种植基地土壤中的六六六、DDT、氯丹、七氯均有检出[2]。陈爱萍等[3]研究表明，滨州市不同类型土壤中DDTs的检出率也达到了100%，但检出率在不同DDTs组分之间有所差异。聊城市耕地土壤中HCHs在59.8%的土样中有检出，而DDTs的检出率达到95.2%[4]。鲁西粮食主产区耕地土壤中DDE的检出率为各异构体最高，达到92.7%[5]。庞绪贵等[6]发现烟台市表层土壤中DDTs和HCHs的检出率较低，分别只有33.82%和1.96%。而史冰洁等[7]发现烟台地区不同苹果果园根系土壤中DDTs的检出率达到100%，HCHs的检出率为19.7%，这与果园历史上的农药使用有关。朱英月等[8]研究发现，山东半岛DDT的检出率为100%，DDE的检出率高于95%，表明半岛地区土壤中DDTs依然普遍存在。微山湖西北地区土壤中DDTs和HCHs各异构体的检出率也均在80%～100%之间[9]。此外，对黄河三角洲地区土壤中有机氯农药的残留研究表明，17种有机氯农药均存在于全部或大部分样品中[10，11]。

2 山东省不同地区土壤中有机氯农药的含量

山东省不同地区土壤中代表性有机氯农药DDTs和HCHs的含量见表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10μg/kg，而第二级（农业用地）标准值分别为100和50μg/kg。按照该标准，山东省大部分调查样点土壤中有机氯农药的含量符合二级质量标准，其中大多数样点土壤中的平均HCHs含量符合一级质量标准，个别地区土壤中有机氯农药的含量超出二级标准。而从最大值看，多个样点的残留浓度已经超过二级标准，表明一些样点的污染程度较高。

研究表明，山东半岛DDTs和HCHs残留量超过国家一级标准的土壤样品分别占样品总数的4.53%和9.05%[8]。烟台不同地区采集到的408个土壤样品中，DDTs含量超过国家一级和二级标准的样点分别为53个和10个，而HCHs含量超过国家一级和二级标准的样点分别为5个和1个，可见该地区DDTs残留较高[6]。聊城市136个耕地土壤样点中有135个样点的HCHs残留量低于国家一级标准值[14]。秦承刚等[2]研究表明枣庄市典型蔬菜种植区土壤中的有机氯农药含量均没有超出《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T332-2006）；而林勇等[12]也发现济南市可耕土壤中HCHs的含量也全部低于此标准，DDTs的超标率也仅为3.3%。对滨州地区土壤中DDTs的研究发现，大部分土壤样品中的DDTs含量在轻度污染范围内，10%的土壤样品中DDTs浓度属于中度或重度污染[3]。

3 山东省不同地区土壤中有机氯农药的来源解析

3.1 DDTs的来源解析

DDT/（DDE+DDD）的比值被广泛用来分析土壤中DDTs的来源，若比值小于1，表明DDT农药施用时间较长，没有新的污染源出现；若比值大于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。黄河三角洲地区土壤中DDTs主要是过去输入环境的DDT的残留物，仅有少数区域有新的DDT农药的输入，可能来源于三氯杀螨醇在防治棉铃虫中的使用[10]。滨州市土壤中该比值的分析结果表明该地区土壤中的残留主要来自于DDT的使用，但有三氯杀螨醇源DDTs的输入[3]。鲁西地区耕地土壤中的DDTs残留主要来源于历史上DDT的输入，经过多年的土壤微生物作用，大部分已经降解转化为DDE和DDD[5]。青岛地区大部分土壤中该比值小于1，但仍有少数个别地方大于1，表明该地区土壤中的DDTs残留主要是过去输入，但近年来个别地方仍使用DDT或含有DDT杂质的农药[13]。烟台市有95%地段土壤中该比值小于1，表明大部分地段的污染是过去形成的，没有新的污染源；但少数地区该比值大于1，可能存在新的DDTs污染源，应引起高度重视[6]。endprint

3.2 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的比值介于4～7之间，则可能源于近期工业HCHs的输入；比值接近于0，说明近期有林丹的使用；当比值增大则说明HCHs可能来源于大气的长距离运输[11]。济南南部土壤样品中该比值均在0～2之间，可认为该地区环境中的HCHs主要来源于工业品和林丹的使用[1]。青岛地区该比值基本上大于1.2，说明该区域内没有新的HCHs使用源[13]。张可心[11]通过分析黄河三角洲地区土壤中的HCHs含量后认为该地区的残留普遍源于农药残留和大气的长距离运输。山东半岛114个土壤采样点中9.6%的土壤样品该比值接近1，说明土壤中近期可能有林丹的使用；7%的土样中该比值大于7，表明土壤中HCHs受到环境变化的影响[8]。临清市土壤中γ-HCH的大量检出表明该地区历史上曾大量输入过HCHs，或者近期内有林丹的输入[4]。庞绪贵等[6]对烟台市土壤中HCHs来源分析表明，该地区曾经使用过工业级HCHs，但使用时间较长，其组分已经通过物理、化学等作用发生了很大变化，近期没有新源输入。

4 不同类型土壤中有机氯农药的残留

土地的种植方式决定了种植作物及农药的施用量，而土壤利用方式会影响土壤的理化性质和微生物活动强弱不同，进而导致不同类型土壤中农药的降解程度不同。山东半岛各地区不同种植土壤中总有机氯农药残留量大小顺序为果园>菜地>玉米地>麦田>棉田；其中土壤HCHs残留量为麦田>果园>菜地>棉田>玉米地；土壤DDTs残留量为果园>玉米地>菜地>棉田>麦田[8]。耿存珍等[13]研究了青岛市不同类型土壤中的有机氯农药残留，其残留总量由高到低依次为菜园地、农田、公路边。可见，相对于农田，菜园地由于所种植的蔬菜种类较多且易生虫，因而使用更多的杀虫剂导致残留量偏高。对微山湖西北地区不同类型土壤中有机氯农药残留的研究表明，HCHs的含量依次为水田>旱地>菜地>园地；而DDTs的含量依次为水田>旱地>园地>菜地[9]。而滨州市沿城区-郊区-农村梯度，土壤中DDTs的浓度呈现显著的上升趋势，农村土壤中DDTs的浓度约为城区土壤中DDTs浓度的5倍，可见该研究區土壤中的DDTs残留主要来源于农业生产[3]。

5 土壤有机氯农药污染的生态风险分析

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190μg/kg。利用以上两种模型进行判断，聊城市土壤中各HCHs异构体对土壤无脊椎动物均未造成毒性影响或影响很小，土壤HCHs的生态风险很低；而聊城市大多数采样点的DDTs污染均对土壤生物及鸟类产生了毒性，其中临清市生态风险最高，已经对哺乳动物产生了生态风险[14]。

Long等人基于经验性分析提出的低毒性效应值ERL（生物效应几率<10%）和毒性效应中值ERM（生物效应几率>50%）等来表征土壤中有机氯农药的潜在生物效应，浓度范围在ERL值以下说明污染物对该土壤生物几乎不会造成有害影响；而浓度值高于ERM值则会对生物产生危害作用。张可心[11]调查发现黄河三角洲地区一些样点土壤中HCHs和DDTs浓度的略高于其ERL值，而氯丹的浓度水平均处于ERM值和ERM之间，表明该地区的有机氯农药仍然对该区域的野生生物存在一定的暴露风险，值得进一步关注。袁红明等[10]采用相同方法对黄河三角洲表层土壤进行了生态风险评价，结果表明所监测样点中仅有1个站位DDE大于ERL值，3个站位的DDTs大于ERL值，表明该研究区DDTs残留的生态风险较小，但个别点源污染要引起一定的重视。

6 结语

总体上看，经过多年的禁用后，山东省土壤中有机氯农药的残留量较低，大多数土壤中的含量低于国家土壤环境质量二级标准，但仍有部分农业用地土壤中有机氯农药含量超标。来源分析表明HCHs和DDTs在大多数地区土壤中的残留来自历史上的使用，少数地区可能存在新源的输入。一些地区土壤中有机氯农药残留对土壤动物及鸟类具有一定的生态风险。省内土壤中有机氯农药含量虽然处于低水平含量，但考虑到其在环境中的持久性和生物蓄积性，对土壤环境质量和农产品质量的潜在影响仍不容忽视，需要加强重视。

参考文献

[1] 于娜.济南市南部水源涵养区含氯持久性污染物（POPs）迁移转化研究[D].山东建筑大学，2013.

[2] 秦承刚，王旭东，梁刚.典型蔬菜种植区土壤中有机氯农药及植物杀菌剂残留研究[J].安徽农业科学，2016，44（17）： 67-69.

[3] 陈爱萍，陆兆华，谢文军，等.黄河三角洲地区土壤中DDTs分布特征与风险分析[J].山东林业科技，2011（4）：1-4.

[4] 王岩，张保华，张力.聊城耕地土壤有机氯农药在地域间的残留差异[J].安全与环境学报，2012，12（3）：107-110.

[5] 曹建荣，张保华，董杰，等.鲁西粮食主产区耕地土壤重金属与有机氯农药污染状况研究[J].江苏农业科学，2010（1）：307-309.

[6] 庞绪贵，王红晋，高宗军，等.山东烟台市土壤中有机氯农药的分布特征[J].物探与化探，2011，35（5）：671-674.

[7] 史冰洁，李晓娜，帅琴，等.山东烟台地区苹果果园土壤中DDTs和HCHs残留分布特征与来源解析[J].岩矿测试，2012，31（2）：318-324.

[8] 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，2015，52（4）：888-901.

[9] 丁文文.微山湖地区农田土壤中残留有机氯农药的研究[J].安徽农业科学，2008，36（3）：1126-1127.

[10] 袁红明，叶思源，赵广明.黄河三角洲表层土壤有机氯农药分布及生态风险评价[J].海洋地质前沿，2012，28（11）：43-46.

[11] 张可心.黄河三角洲湿地土壤中典型持久性有毒物质污染特征研究[D].大连理工大学，2011.

[12] 林勇.济南市可耕土壤有机氯、多氯联苯污染分析[D].山东大学，2011.

[13] 耿存珍，李明伦，杨永亮，等.青岛地区土壤中OCPs和PCBs污染现状研究[J].青岛大学学报：工程技术版，2006，21（2）：42-48.

[14] 王岩，张保华，贾富，等.聊城耕地土壤中OCPs的残留特征和生态风险评价[J].中国农学通报，2012，28（8）：311-316.endprint