沈阳城郊设施农业区土壤有机氯农药污染空间分布特征及风险评价

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有机氯农药作为典型的持久性有机污染物,具有高毒性、持久性、迁移性和生物蓄积性等特点,禁用30年后在环境中依然有残留。土壤中的有机氯农药可能沿食物链进入人体,对人体健康产生威胁。沈阳市是东北地区的中心城市,也是我国主要的农产品产区,现约有耕地面积66.5万hm2,其中70%为设施农业用地。对沈阳城郊设施农业区土壤有机氯的空间分布特征和生态风险进行研究具有现实意义。  本研究于2013年9月-11月在沈阳周边设施农业区采集70个表层土壤样品,测定了12种有机氯农药的残留浓度,对有机氯农药残留的统计学特征、空间分布和成因进行了分析,并对其潜在的生态风险进行了评价。结果如下:  (1)12种有机氯农药的检出率和检出浓度有差异。土壤中总OCPs浓度范围在4.07-282.74ng/g,均值为65.31ng/g。有机氯农药残留种类主要为HCHs和DDTs,检出率都在90%以上。六氯苯检出率较高,但浓度较低。艾氏剂,狄氏剂和异狄氏剂的检出浓度和检出率都较低。总有机氯农药检出浓度均值最大的为沈阳东南方向,检出浓度较低的是沈阳东和沈阳南。利用地统计学方法绘制有机氯农药残留的等值线图,总体上,沈阳周边设施农业区表层土壤中有机氯农药残留状况较轻,不同有机氯农药残留的空间分布存在一定的差异。  (2)从浓度对数频数分布图可以看出沈阳城郊设施农业区土壤中有机氯农药残留近期受到人类活动的影响。根据HCHs和DDTs各异构体相互之间残留浓度比例确定有机氯农药的来源,结果显示HCHs主要来自林丹使用残留,大气中工业HCH沉降也是土壤中HCHs的可能来源。沈阳西近年来没有DDTs输入,沈阳北,沈阳南,沈阳东南和沈阳东都有不同程度的DDT输入。  (3)研究区HCHs生态风险较低,46%的采样点DDTs对土壤生物,鸟类有风险,对哺乳动物具有潜在生态风险的占1%。使用RBCA模型对土壤健康风险进行评价,结果显示:土壤有机氯农药污染物的综合致癌风险值范围为4.66×10-6-0.000279,有四个采样点超过USEPA设定的致癌风险上限值10-4。HCHs,DDTs和七氯对综合致癌风险贡献较大。经口摄入风险贡献远大于皮肤接触和呼吸摄入风险。
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