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珠江三角洲是我国重要的经济发展中心，地处亚热带，常年闷热多雨，蚊虫肆虐，从而导致农药的广泛使用，而当前使用农药在该区域的分布、迁移和效应等研究却相当缺乏。本论文以珠三角为研究区域，分析城市水体沉积物中常见农药（包括传统有机氯农药以及拟除虫菊酯等当前使用农药）的分布特征，结合毒性测试和化学分析评价沉积物毒性，推测主要毒性贡献者，并验证生物可利用毒性单位在城市水体沉积物毒性评价中的应用;探讨沉积物中污染物生物可利用性的影响因素，并进行操作方法的条件优化;了解该区域当前使用农药的环境迁移行为，并探讨迁移过程及其对区域毒性风险评价的指导意义;最后利用多级生态风险评价手段对广州市内河涌水体中典型当前使用农药的整体生态风险进行评价，并利用毒性测试结果验证该多级生态风险评价手段的适用性。 珠三角城市（广州、东莞和深圳）水体沉积物中常见农药的调查结果显示，拟除虫菊酯是该区域沉积物中最主要的农药残留，浓度达到4.26～219 ng/g dry weight，平均占总农药残留的65％，其中，氯氰菊酯的检出率为100％，且残留量最高。除此以外，传统有机氯农药（如滴滴涕）和当前正在使用的有机磷农药（以毒死蜱为主）均被广泛检出。农药的空间分布及其结构组成显示，城市区域的发展状况，如城市化率和人口密度等，与城市水体沉积物中常见农药的分布密切相关。来源分析推测，农业和城市使用都是环境中农药的输入源，而城市绿化维护和家庭卫生害虫控制可能是城市中拟除虫菊酯的主要来源之一。本论文首次报道了珠三角城市水体沉积物中当前使用农药（拟除虫菊酯和有机磷）的分布特征，这为进一步探讨其环境行为和生态风险奠定了基础。 结合生物毒性测试和化学分析手段对珠三角城市水体沉积物进行毒性评价。生物测试结果显示，71％的沉积物对底栖动物摇蚊幼虫具有显著的急性毒性，更有甚者，33％的沉积物导致摇蚊幼虫全部死亡。毒性单位评价显示，沉积物中拟除虫菊酯类农药，特别是氯氰菊酯有重要毒性贡献，而特定毒性鉴别与评价技术进一步验证了拟除虫菊酯的毒性。珠三角城市水体毒性评价表明该区域城市水体环境严重恶化，沉积物中污染物浓度高，且对底栖动物有较强的毒性。 在珠三角城市水体沉积物毒性评价的基础上，选择典型城市水体广州车陂涌为研究对象，进一步探讨沉积物中污染物生物可利用性在毒性评价中的应用。首先，广州车陂涌沉积物对底栖动物摇蚊幼虫和钩虾均表现出强致死性，毒性单位法推测当前使用农药是主要的毒性来源。其中，氯氰菊酯、阿维菌素和氟虫腈及其降解产物是摇蚊幼虫的主要毒性贡献者，而对于钩虾，氯氰菊酯是最主要的毒性贡献者。高毒性和高农药残留的沉积物主要采自车陂涌的中下游，即典型的人口密集区域。此外，基于有机碳标准化沉积物总浓度的传统毒性单位显著高估了沉积物中氯氰菊酯对钩虾的毒性，而污染物在沉积物中的锁定现象以及沉积物中重金属和氯氰菊酯的拮抗作用可能是导致毒性高估的主要原因。最后，利用Tenax萃取和固相微萃取法测定生物可利用浓度，用于计算生物可利用毒性单位，显著提高了毒性评价的准确性，说明准确测定沉积物中污染物的生物可利用性是有效评价沉积物毒性的重要保证。相对于以解吸为基础的仿生萃取方法（如Tenax萃取），以化学活度为基础的被动采样技术（如固相微萃取）更准确地预测了沉积物对钩虾的毒性。另外，两种底栖动物摇蚊幼虫和钩虾对不同类型农药的敏感性存在显著差异，造成其对沉积物毒性的差异，说明使用单一物种进行毒性评价存在一定的局限性。因此，进行准确的沉积物毒性风险评价，需要深入了解并定量测定沉积物中污染物的生物可利用性，同时考虑生物敏感性。本论文首次成功地利用固相微萃取测定了高毒性农药在沉积物孔隙水中的自由溶解态浓度，并以此进行毒性评价，为测定沉积物中高毒性污染物的生物可利用性提供了有效手段，拓宽了被动采样技术在沉积物毒性评价中的应用范围。 为了进一步认识沉积物中污染物生物可利用性的微观调控机制，本研究结合生物累积实验和仿生萃取技术，探讨了生物可利用性的影响因素，包括沉积物粒径分布、化合物疏水性和分子大小等。不同粒径分布的沉积物中污染物的动力学参数和沉积物孔隙水中污染物的自由溶解态浓度存在显著差异，即粗颗粒沉积物中污染物的解吸速率更快且自由溶解态浓度更高。另外，沉积物累积实验中生物进食对生物体内浓度和生物可利用性的影响也不可忽略，特别是细颗粒沉积物的进食对生物可利用性的影响仍需进一步探讨。沉积物中超高疏水性有机污染物能被底栖动物夹杂带丝蚓吸收利用，随着疏水性和分子大小的升高，生物可利用性降低。固相微萃取技术测定了超高疏水性有机污染物在沉积物孔隙水中的自由溶解态浓度，极低的自由溶解态浓度验证了它们的低生物可利用性。对于疏水性相对较低的多氯联苯，固相微萃取能够准确地预测其生物体内浓度，但是对超高疏水性有机污染物，固相微萃取的测定指标显著低估了它们在夹杂带丝蚓体内的浓度，污染物在蛋白质相的分配可能是导致低估的原因之一。因此，在评价超高疏水性有机污染物的生物累积能力时，不可忽略其在底栖无脊椎动物体内蛋白质相间的分配作用。 本论文首次报道了我国华南地区大气中当前使用农药的残留及其季节性分布，并就广州市区大气中农药残留对不同年龄段人群的呼吸暴露风险进行了初步评估。毒死蜱和以氯氰菊酯为主的8种拟除虫菊酯类农药在广州大气中被频繁检出，峰值出现在夏季和秋季，与该区域农药使用时间一致。尽管广州大气中当前使用农药残留对各个年龄段人群的呼吸暴露均不具有显著风险，但是它们对婴幼儿和小孩的暴露风险，特别是神经系统发育的危害仍需引起重视。进一步利用多相传输模型研究了广州市当前使用农药在大气-水（土壤）-沉积物体系间的传输过程，并探讨其传输通量的测定在区域毒性风险评价中的应用。大气输入是水体中毒死蜱的主要来源，而对于拟除虫菊酯，除大气来源外，还存在其他更重要的来源，如地表径流等。沉积物是环境中毒死蜱和拟除虫菊酯主要的汇。动态传输过程可能会降低毒死蜱对人体的呼吸暴露风险，而对水生动物的毒性风险并无显著影响;相反地，拟除虫菊酯的动态传输过程不仅增加人体呼吸暴露的风险，而且显著地增强底栖动物的毒性风险。本论文创新性地结合传输通量和毒性评价，发现当前使用农药对摇蚊幼虫和钩虾的通量毒性单位与相应沉积物实际浓度所得的毒性单位具有一致性，从而验证了多相迁移模型的准确性，同时为预测城市水体沉积物中当前使用农药的动态毒性风险提供了新的思路。 最后，结合毒性单位评价手段和多级生态风险评价方法对我国南方典型城市水体广州车陂涌中当前使用农药的生态风险进行综合评价。其中，75％的车陂涌水样对钩虾产生急性毒性，毒性单位法推测氯氰菊酯是主要的毒性贡献者。多级生态风险评价结果显示，氯氰菊酯对车陂涌水生生物的急性整体风险概率为7.3％，而当急性-慢性比为125时，慢性整体风险概率达到50％。利用多级生态风险评价中的联合概率曲线计算可知，82％的车陂涌水体对钩虾会产生急性毒性，与实际毒性测试结果（75％的水样产生急性毒性）接近，验证了该方法在评价城市水体中当前使用农药生态风险的准确性和适用性。尽管评价结果具有一定的不确定性，但多级生态风险评价对车陂涌水体中氯氰菊酯的生态风险进行了整体评价，为城市水体中拟除虫菊酯的风险管理和控制提供了有效的方法和基础数据。