罗马尼亚 Cop?a Mic? 土壤中有机氯农药的遗留与持久性:生态与健康风险评估

《Journal of Environmental Sciences》:Legacy and persistence of organochlorine pesticides in the soils of Cop?a Mic?, Romania: Ecological and health risk assessment

【字体: 时间:2026年07月18日 来源:Journal of Environmental Sciences 6.5

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  本研究针对罗马尼亚 Cop?a Mic? 地区土壤中有机氯农药(OCPs)的污染现状开展调查,分析 16 种 OCPs 及其代谢产物的空间分布、来源指示特征、与有机质(OM)的关系,并评估生态与人体健康风险。结果表明,研究区土壤中 OCPs 主要反映历史使用与

  
本研究针对罗马尼亚 Cop?a Mic? 地区土壤中有机氯农药(OCPs)的污染现状开展调查,分析 16 种 OCPs 及其代谢产物的空间分布、来源指示特征、与有机质(OM)的关系,并评估生态与人体健康风险。结果表明,研究区土壤中 OCPs 主要反映历史使用与长期环境持久性,污染热点多位于前工业区附近;DDTs(滴滴涕类)最为常见,HCHs(六氯环己烷类)以γ-HCH 为主,提示历史性 lindane 使用。生态风险与人体健康风险整体较低,但部分样品仍超出罗马尼亚部分限值,说明该类持久性有机污染物(POPs)在后工业农业区仍需持续监测。
研究背景:有机氯农药(OCPs)因高效杀虫曾被广泛使用,但其化学稳定性强、环境降解慢、易生物富集,已被列为持久性有机污染物(POPs)。尽管多数国家已禁用,土壤仍可能长期保存其历史残留,尤其是在曾受农业施药与工业排放共同影响的地区。Cop?a Mic? 是罗马尼亚典型后工业农业区,曾受碳黑(CB)生产和有色金属冶炼严重污染,且其土壤中 OCPs 的区域数据稀缺,因此有必要开展本研究,以厘清历史污染遗留、污染来源及其风险水平。

研究人员以 Cop?a Mic? 地区 3 类土壤(农业区 A1、A2 与非耕作区 NC)为对象,共采集 50 个土壤样品,重点分析 0–5 cm 与 5–20 cm 土层的 OCPs 分布。研究采用超声辅助提取(UAE)结合气相色谱-质谱(GC-MS)定量 16 种 OCPs,并计算有机质(OM)含量、风险商(RQ)、最大累积比(MCR)、危害商(HQ)、危害指数(HI)与增量终生致癌风险(ILCR),同时借助相关性分析、热图和三元图识别来源与降解路径。研究得出:Cop?a Mic? 土壤中的 OCPs 以历史输入为主,工业遗留碳黑可能增强了疏水性污染物的滞留;生态与健康风险总体处于较低水平,但部分 HCHs 和 DDTs 仍显示明显残留,具有持续监测意义。这一结论对后工业地区 POPs 管理与土壤修复具有重要参考价值。

研究方法概括:研究人员在 Cop?a Mic? 选取农业地和非耕作地共 50 个土样,测定 OM 含量,并用 UAE-GC-MS 分析 16 种 OCPs;结合 Spearman 相关、诊断比值(如 α-HCH/γ-HCH、DDD/DDE)、热图、三元图及 RQ/HI/ILCR 模型,完成污染来源解析与风险评价。

研究结果

4.1 Concentrations and distribution of OCPs
共检出 16 种 OCPs,∑OCPs 范围为 8.06–103.63 ng/g。A2 农业区总体污染最高,5–20 cm 层中 A2、NC、A1 的平均 ∑OCPs 分别为 48.77、40.66 和 31.95 ng/g,提示污染热点靠近前 Carbosin 工业平台。0–5 cm 层仍可见较高残留,但 5–20 cm 层更能代表历史累积。

4.1.1 HCHs: Profile and source identification
HCH 异构体以γ-HCH 为主,α-HCH/γ-HCH 平均值为 0.84,符合历史 lindane 使用特征。A2 区 HCHs 含量最高,且热图显示γ-HCH 与δ-HCH 超标更明显,说明该区域存在持续性历史残留与局地富集。

4.1.2 DDTs: Transformation pathways and degradation status
∑DDTs 平均为 23.82 ng/g,A2 高于 NC 与 A1。DDD/DDE 比值及三元图表明,土壤中 DDT 主要经历了以厌氧降解为主的转化过程,且残留以历史输入为主,未见近期施用证据。

4.1.3 Other organochlorine pesticides
除 DDTs 和 HCHs 外,还检出 aldrin、dieldrin、endrin、endrin aldehyde、endosulfan I、methoxychlor、chlordane 相关化合物及 heptachlor 等。多数为低浓度但广泛检出,说明这些化合物同样体现出长期环境持久性。

4.2 Influence of organic matter (OM)
OM 与 4,4′-DDD、4,4′-DDE、ENDO I 及 ∑OCPs 呈中等正相关,表明 OM 可通过吸附作用增强疏水性 OCPs 的滞留。HCH 异构体中δ-HCH、α-HCH、γ-HCH 与 OM 亦存在正相关,而β-HCH 相关性很弱,说明其分布更受自身化学稳定性影响。

5. Risk assessment
与罗马尼亚标准相比,5–20 cm 层中 29% 的样品 ∑HCHs 超过正常值,γ-HCH 超标最突出;按荷兰更严格标准,∑DDTs、∑HCHs 及γ-HCH 超标更普遍。生态风险方面,所有 RQ 均小于 1,MCR 平均值为 1.50,表明毒性主要由单一化合物驱动,但总体无即时生态威胁。人体健康风险方面,摄入是主要暴露途径,其次为皮肤接触,吸入贡献极低;儿童 HI 高于成人,但均低于 1,ILCR 也普遍低于 10-6,说明致癌与非致癌风险整体较低。

讨论与结论
本研究证明,Cop?a Mic? 土壤中的 OCPs 主要属于历史遗留污染,而非近期输入。DDTs 和 HCHs 是最主要污染组分,空间上在靠近前工业平台和部分农业地中更为突出,提示工业碳黑残留与农业施药共同影响了污染格局。OM 与部分 OCPs 的正相关说明土壤有机质可增强其吸附和持久性;同时,DDT 的代谢比值表明其主要经历厌氧转化,HCH 组成则支持历史 lindane 使用。尽管生态风险和人体健康风险总体较低,但部分样品超过法规限值,且γ-HCH 的持续检出表明此类污染物具有长期残留特征。研究人员据此指出,Cop?a Mic? 及类似后工业农业系统需纳入持续监测与 POPs 管理框架,并应关注土壤—作物迁移、修复措施与多污染物综合风险评估,以更全面地反映长期环境与健康影响。
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