东江流域杀菌剂时空分布特征及生态风险研究:支流作为污染热点区的关键作用

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Journal of Hazardous Materials 11.3

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  针对支流水体杀菌剂污染研究空白,北京师范大学团队系统调查了东江流域7种杀菌剂的时空分布特征。研究发现支流因农业密集和稀释效应弱成为污染热点,卡菌丹(carbendazim)等化合物存在显著慢性生态风险,为流域精准治理提供科学依据。

  

随着全球农药使用量持续增长,杀菌剂(fungicides)在农业生产中的广泛应用已成为双刃剑。作为防治作物真菌病害的关键手段,这类化合物占全球农药市场的35%以上,但其通过地表径流、淋溶等途径进入水体后,可能对水生生态系统构成长期威胁。尽管主流河流的农药污染研究已较充分,支流这类"毛细血管"却长期被监测网络忽视——而它们往往毗邻农田,更易成为污染物进入水系的"第一站"。在粤港澳大湾区重要水源地东江流域,以往研究多聚焦有机氯农药和杀虫剂,对杀菌剂的系统调查尤其支流动态认知严重不足。

北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院的研究团队通过两季采样,首次揭示了东江干流与支流杀菌剂的时空分异规律。研究发现7种目标杀菌剂检出率达100%,其中苯并咪唑类杀菌剂卡菌丹(carbendazim)、三唑类戊唑醇(tebuconazole)和三环唑(tricyclazole)构成主要污染组分,总浓度秋季(中位数106.35 ng/L)显著高于春季(59.91 ng/L)。支流因紧邻农田且水力稀释能力弱,成为污染热点区,上游尤为突出。环境因子分析表明电导率、总磷(TP)等参数与杀菌剂分布显著相关。值得警惕的是,虽然急性毒性风险可忽略,但卡菌丹在多数位点呈现不可忽视的慢性风险。该成果发表于《Journal of Hazardous Materials》,为流域精准治理提供了关键数据支撑。

研究采用系统网格布点法在雨季(秋季)和旱季(春季)采集东江流域53个点位水样,结合固相萃取-液相色谱串联质谱(SPE-LC-MS/MS)进行高灵敏度检测。通过风险商值法(RQ)评估生态风险,并运用地理信息系统(GIS)空间分析与广义可加模型(GAM)解析环境驱动因子。

主要发现

  1. 污染普遍性:所有样品均检出7种杀菌剂,反映监管漏洞。卡菌丹(中位数28.34 ng/L)和稻瘟灵(isoprothiolane)占比最高,与当地水稻种植模式高度相关。
  2. 时空分异:秋季浓度较春季高77.5%,与雨季农业活动增强及降水驱动径流有关。空间上呈现"支流>干流、上游>下游"格局,如某支流秋季总浓度达476.52 ng/L。
  3. 驱动机制:电导率(反映离子强度)与总磷(农业面源指标)是关键预测因子,耕地比例每增加10%,邻近水体杀菌剂浓度上升15%-20%。
  4. 生态风险:虽然急性风险商值(RQacute)均<0.1,但慢性风险商值(RQchronic)在83%位点超过阈值,卡菌丹贡献率达61%。

这项研究首次证实支流在流域农药输移中的枢纽地位,提出将电导率等常规参数作为杀菌剂污染预警指标。鉴于卡菌丹的潜在内分泌干扰效应,作者建议将其列入优先管控清单,并在支流流域推广生态沟渠等缓冲措施。该成果不仅为粤港澳大湾区水源保护提供直接依据,其"支流热点"理论框架更可推广至全球类似农业流域,对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"清洁饮水和卫生设施"目标具有实践意义。

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