東北農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中農(nóng)藥殘留特征及風(fēng)險(xiǎn)識別.pdf

1、農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用減少了病蟲草害，提高了糧食產(chǎn)量。由于農(nóng)藥有效利用率僅有20%~30%，噴灑的農(nóng)藥大部分都進(jìn)入到土壤環(huán)境中。一些農(nóng)藥因具有致癌性、內(nèi)分泌干擾性、生物蓄積性等特點(diǎn)，對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成威脅。東北農(nóng)業(yè)區(qū)作為我國三大主要糧食生產(chǎn)基地之一，2014年糧食總產(chǎn)量超過1.15億噸，農(nóng)藥年使用量超過20萬噸，然而當(dāng)前對于東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的殘留特征及風(fēng)險(xiǎn)情況尚不清楚。本研究以東北農(nóng)業(yè)區(qū)為研究區(qū)域，通過野外采樣并分析檢測土壤中農(nóng)藥

2、殘留濃度，通過主成分分析方法識別了東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的殘留特征，并采用美國環(huán)保局建議的風(fēng)險(xiǎn)評估方法識別了該區(qū)域的健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
　　采用 QuEChERS方法作為前處理方法，結(jié)合高效液相色譜串聯(lián)二級質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS）測試，建立了土壤中110種農(nóng)藥的多殘留檢測方法。通過對前處理?xiàng)l件和儀器條件的優(yōu)化，能夠快速準(zhǔn)確測定土壤中110種農(nóng)藥的殘留濃度。110種農(nóng)藥在5~500μg/L濃度

3、范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，r2在0.9652~0.9996之間。由HPLC-MS/MS測定的43種農(nóng)藥的平均回收率范圍為59.1%~129.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.3%~15%之間；由GC-MS測定的67種農(nóng)藥的平均回收率范圍為44.9%~168.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.5%~20%之間。方法的檢出限范圍為0.01~5.00μg/kg。本方法具有操作簡單、靈敏度高、檢測農(nóng)藥種類多等特點(diǎn)。
　　在東北農(nóng)業(yè)區(qū)采集了179個土壤樣品，并進(jìn)行分

4、析檢測。結(jié)果表明，東北農(nóng)業(yè)區(qū)總殘留濃度范圍為80.7μg/kg~2799.1μg/kg，其中在遼寧省盤錦市、遼陽市、鞍山市北部、沈陽市南部等地的農(nóng)藥殘留濃度較高，總殘留濃度均在1200μg/kg以上，樣點(diǎn)中農(nóng)藥檢出個數(shù)為17~82，主要檢出農(nóng)藥包括阿特拉津、西瑪津、乙草胺、丁草胺、六六六、滴滴涕、乙硫磷、對硫磷、伏殺硫磷等。根據(jù)國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中農(nóng)藥殘留的超標(biāo)率較低（超標(biāo)率≤3%）。通過主成分分析，將較多

5、的農(nóng)藥變量轉(zhuǎn)化為20個主成分，其中13個主成分代表了13個主要?dú)埩粼?，它們所包含的農(nóng)藥因?yàn)榫哂邢嗨频慕Y(jié)構(gòu)性質(zhì)，在玉米田或者水稻田中具有相似的病蟲草防治效果，或者具有較好的協(xié)同作用被制成混劑使用等原因而被歸為一類。結(jié)果表明東北農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中農(nóng)藥殘留存在區(qū)域差異，殘留水平較高的殘留源常分布在遼寧省營口市大石橋市，盤錦市大洼縣、盤山縣，遼陽市燈塔市、弓長嶺區(qū)，鞍山市臺安縣、海城市，沈陽市遼中縣，內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市喀喇沁旗、克什克騰旗、林西縣、翁

6、牛特旗等地。
　　東北農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中農(nóng)藥殘留的成人總致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為4.29×10-7~1.48×10-5，兒童總致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為2.64×10-6~9.14×10-5?？傮w來講，東北農(nóng)業(yè)區(qū)所有區(qū)域農(nóng)田土壤中農(nóng)藥殘留的總致癌風(fēng)險(xiǎn)值均小于1×10-4，即認(rèn)為致癌風(fēng)險(xiǎn)低，不會對當(dāng)?shù)厝祟惤】翟斐奢^大的威脅。東北農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中農(nóng)藥殘留成人非致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為6.19×10-5~4.98×10-2，兒童總非致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為3.82×10-4~3.07×1

7、0-1。整個東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中農(nóng)藥殘留的總非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)遠(yuǎn)小于1，風(fēng)險(xiǎn)基本可以忽略。
　　東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中農(nóng)藥殘留對蚯蚓的總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值范圍為1~344，可見所有區(qū)域均具有生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。其中遼寧省盤錦市、鞍山市、營口市等地總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大，最高可達(dá)到344。通過主成分分析，識別出東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)藥殘留源的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)存在區(qū)域差異，其分布與殘留水平較高的殘留源的分布基本一致。
　　總體來講，東北農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田土壤中存在多種農(nóng)藥的殘留，不同地