城市土壤中常用农药及其转化产物的污染特征与生态风险评估——以底特律都会区为例

《Journal of Hazardous Materials》：Urban soil contamination by current-use pesticides and their transformation products: Insights from targeted analysis and suspect screening

本研究通过靶向分析和疑似物筛查技术，系统揭示了城市土壤中常用农药（CUPs）及其转化产物的污染分布规律。研究发现住宅区土壤农药浓度最高，生态风险评估显示啶虫脒（imidacloprid）在29%住宅地块存在高风险（RQ≥1），溴苯腈（bromoxynil）在70%空置/住宅地块呈中度风险。研究强调了转化产物在风险评估中的重要性，为城市农药管控提供科学依据。

　　

研究亮点

城市土壤作为城市环境中常用农药的来源和汇，其污染范围仍未被充分认知。本研究结合靶向分析和疑似物筛查，调查了美国密歇根州底特律都会区四种城市土地利用类型（公园、空置地块、住宅地块和城市农场）及三个不同社会经济水平社区的60份土壤样本。

靶向分析在不同城市土地利用类型中检出的农药

靶向分析共检出20种农药，包括4种杀虫剂、13种除草剂和3种杀菌剂（图1）。苯并哒嗪、啶虫脒和西玛津未检出。所有点位均检出农药混合物，每个点位检出农药数量为4-15种，平均8.5种（表B4和图1）。住宅地块土壤的农药总浓度最高，其次是空置地块、公园和城市农场（图1A）。住宅地块中检出浓度最高的农药包括新烟碱类杀虫剂啶虫脒（高达78 ng g^-1）、苯氧羧酸类除草剂2,4-D（高达84 ng g^-1）和溴苯腈（高达46 ng g^-1）（图1B）。空置地块中除草剂麦草畏（高达30 ng g^-1）和溴苯腈（高达27 ng g^-1）浓度最高。公园中除草剂氟乐灵（高达24 ng g^-1）和二甲戊乐灵（高达15 ng g^-1）浓度最高。城市农场中杀菌剂嘧菌酯（高达11 ng g^-1）和多菌灵（高达7.8 ng g^-1）浓度最高。

结论

本研究通过靶向分析和疑似物筛查，对不同土地利用类型和社会经济背景下的城市土壤中常用农药及其转化产物进行了全面评估。靶向分析60份土壤样本检出20种CUPs——4种杀虫剂、13种除草剂和3种杀菌剂，每个点位检出4-15种农药。在四种城市土地利用类型中，住宅地块的农药浓度最高，尤其是新烟碱类杀虫剂啶虫脒（高达78 ng g^-1）、溴苯腈（高达46 ng g^-1）和2,4-D（高达84 ng g^-1）。高收入社区的新烟碱类杀虫剂啶虫脒、芽前除草剂氨氟乐灵和杀菌剂丙环唑的检出频率最高。中低收入社区则以芽后除草剂2,4-D和溴苯腈以及嘧菌酯、多菌灵等杀菌剂为主。初步生态风险评估表明，29%的住宅地块中啶虫脒存在高风险（RQ ≥ 1），70%以上的空置和住宅地块中溴苯腈存在中度风险。疑似物筛查识别出100多种可能的农药及其潜在转化产物，其中一些转化产物的检出水平显著高于其母体化合物。这些发现揭示了农药分布特征随土地利用类型和社会经济状况的显著差异。本研究也强调了在 urban 农药风险评估中纳入转化产物的重要性。