《Marine Environmental Research》：Spatiotemporal Distribution and Ecological Risk of Pesticides in Tropical Estuarine Environments: A Study of Water and Sediment in Sanya, China
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摘要高效热带农业的扩张和海南省农业的快速现代化引发了人们对农药残留导致的生态污染的担忧。本研究利用GC-MS和LC-MS/MS技术，调查了海南省三亚市六条河口河流在湿润季节和干燥季节的水样和沉积物样本中农药的时空分布特征及其 partitioning 行为。此外，还评估了农药向沿
摘要
高效热带农业的扩张和海南省农业的快速现代化引发了人们对农药残留导致的生态污染的担忧。本研究利用GC-MS和LC-MS/MS技术，调查了海南省三亚市六条河口河流在湿润季节和干燥季节的水样和沉积物样本中农药的时空分布特征及其 partitioning 行为。此外，还评估了农药向沿海海域的迁移量及其潜在的生态风险。杀菌剂是最常检测到的类别，其次是杀虫剂和除草剂。三唑类杀菌剂是主要的化学物质组，其中 paclobutrazol 在水样中的检测频率达到100%。湿润季节水样的平均总农药浓度为80.1 ng/L，沉积物中为21.0 ng/g，而干燥季节分别为56.4 ng/L 和 8.90 ng/g。测得的 Log Kocr 和 Kd 值表明，这些农药表现出广泛的 partitioning 行为。高迁移性的新烟碱类杀虫剂更倾向于水相，而其他化合物（如某些杀菌剂和老式有机氯农药）则表现出中等至强的吸附亲和力。生态风险评估结果表明，当前的水体并未显示出显著的高生态风险（RQ > 1）；然而，在局部地区和特定化合物中存在中等风险。此外，农业区域的水生无脊椎动物的风险商（RQ）高于鱼类和藻类。 overall 上，农业区域的生态风险高于旅游区和住宅区，农药的综合生态风险也高于其他用途的农药。这些发现强调了在热带河口地区需要制定季节性和特定土地利用的农药管理策略。
引言
农药作为现代农业生产的基本组成部分，被广泛认为在提高作物产量和保障粮食安全方面发挥着关键作用。然而，它们的广泛使用导致了严重的环境污染，影响了全球约2800万平方公里的农业用地（Hough, 2021）。在中国，受农药污染的农田面积约为290万平方公里，其中27万平方公里受到复合农药的污染（含有20多种活性成分），主要集中在生物多样性高且水资源有限的生态敏感区域（Tang et al., 2021）。尽管农药在农业、工业和公共卫生领域的应用仍然必要，但其残留物和转化产物对人类健康和生态系统的潜在风险日益明显（Punniyakotti et al., 2024）。深入理解农药的环境命运将有助于更好地认识这些风险，而这取决于它们的物理化学性质。例如，辛醇-水分配系数（Kow）和半衰期等特性在很大程度上决定了它们在环境系统中的多介质迁移和转化过程。这些过程包括土壤吸附-解吸（影响地下水质量，Zheng et al., 2025）、大气挥发（实现远距离传输，Mayer et al., 2024）以及水溶解-沉淀（导致沉积物积累，Lu et al., 2024）。这些复杂的环境过程使得农药残留物不仅在人类活动频繁的地区（如河流流域和沿海海域，Folorunsho et al., 2025; Ma et al., 2021）广泛分布，也在偏远的极地生态系统（Ding et al., 2023）中存在，从而展示了它们的全球扩散特性。
尽管农药普遍存在，但其环境命运和生态影响因气候区而异。越来越多的证据表明，热带地区的这些动态与温带地区存在显著差异。这些差异主要是由独特的气候条件驱动的，包括强烈的太阳辐射、高温和较高的微生物活性。
在热带环境中，这些因素共同加速了土壤和水系统中农药的降解和挥发（Gentil et al., 2020; Liu et al., 2017）。例如，热带土壤中的农药半衰期通常比温带地区短30-50%。然而，快速转化并不一定意味着降低环境风险。农药代谢物的生态毒性可能等于甚至高于母体化合物（Gentil et al., 2020）。氯吡硫磷就是一个典型例子：其水解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCP）对水生无脊椎动物的急性毒性是母体化合物的2.3倍。这突显了全面评估代谢物风险的重要性。因此，仅基于温带地区的研究进行的风险评估可能会严重低估热带农业生态系统的实际风险。
作为中国重要的热带农业生产区，海南省三亚市的农业用地（包括耕地、果园、林地、草地和设施农业用地）占该市总面积的80%以上。农业产业发展迅速，具有明显的区域特色。西部地区主要种植豇豆和水稻，并开展南繁项目，粮食作物（如高产水稻和种子生产水稻）的种植面积超过6600公顷（统计数据，2023年）。中部和南部地区以秋葵生产和热带水果种植为主，同时发展都市农业和休闲农业。东部地区及城市周边地区则以玉米、辣椒、百香果和榴莲等热带水果和蔬菜为主。北部山区则侧重于粮食作物、生态农业和林下经济。在政府政策的支持下，三亚市的农药使用量逐年减少，2020年至2024年年均消费量为2,372吨。然而，由于农业生产规模庞大，化学合成的农药仍然不可或缺。此外，三亚的海洋生态系统正在持续恢复并显示出稳步改善（Xia et al., 2022; Zhao et al., 2025）。然而，持续投入农药对这些敏感栖息地的潜在影响仍不甚明了。为填补这一知识空白，本研究调查了三亚六条河口中46种常用农药的时空分布、partitioning 特性和迁移量。这些发现为热带农业区的非点源污染控制和沿海海域的生态恢复提供了全面的污染水平及潜在生态风险评估。
章节片段
研究区域和样本信息
研究区域位于中国海南省的热带沿海地区三亚市（图1）。选择了关键的河流和海湾，包括三亚河、林春河、韶淇河、洪沙河、腾桥河、宁远河、亚洲湾、三亚湾、亚龙湾和海棠湾。采样工作分别在湿润季节（2022年7月）和干燥季节（2022年12月）进行。共采集了35个水样（21个河流样本和14个海湾样本）和42个沉积物样本（26个河流样本和16个海湾样本）。
农药的存在情况
在三亚的河流和海湾中共检测到46种农药，包括20种杀菌剂、19种杀虫剂、4种除草剂和1种植物生长调节剂（图2）。杀菌剂和杀虫剂的检测频率较高，这可能与热带作物的高强度生产有关，高湿度和温度促进了真菌病害和害虫的频繁爆发，从而需要频繁使用农药。根据化学性质进行分类时...
环境管理意义
应优先考虑逐步淘汰或限制对非目标水生生物具有高毒性和强环境持久性的农药。在热带水果生产系统中推广低生态毒性的替代品并采用综合害虫管理（IPM）是缓解这些风险的关键步骤。具体而言，观察到的农药浓度季节性变化表明，推广服务应在湿润季节之前提供针对性的培训。
结论
本研究全面评估了三亚河口当前使用和遗留农药的存在情况、时空分布及其生态风险。三亚的水体中检测到46种农药，其中三唑类杀菌剂（44-51%）和新烟碱类杀虫剂（13-18%）是主要的化学压力源。高检测频率表明...
作者贡献声明
Na Guangshui:撰写 – 审稿与编辑、监督、项目管理、资金筹集。Zhao Junfu:资源准备、调查。Lin Jiquan:监督、资源准备。Liu Yao:可视化、数据分析。Zhang Yintian:撰写 – 初稿、方法学设计、调查、数据分析、概念化。Cao Shengkai:撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、数据分析。Zhang Xiaodi:可视化、调查、数据管理。Hu Meiyan:资源准备、数据收集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本研究工作的财务或个人利益冲突。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务或个人利益冲突。
致谢
本工作得到了海南省重点研发计划（ZDYF2024SHFZ085, ZDYF2025SHFZ062）、国家自然科学基金（U24A20185, 编号42376234）、海南省自然科学基金（编号424QN361）、海南省海岸海洋生态环境过程与碳汇重点实验室基金（2025SYSKFKT03）以及海南热带海洋大学科学研究基金（RHDRC202201, RHDRCZK202508）的支持。
张殷天|曹胜凯|张晓迪|胡梅艳|刘瑶|赵俊富|林继全|Na广水
