摘要:有机氯农药作为一种高残留农药,虽经过二十多年的降解,土壤环境中的残留量仍十分可观,通过食物链富集仍可威胁到人体健康。本文总结了近年国内外对土壤中OCPs残留研究的最新成果,阐述了OCPs在我国土壤中的残留情况和生态毒性,并分析了影响其残留的因素。
Abstract: Organochlorine Pesticides, as one of the high residual pesticides, although degradation in soil over 20 years,their residues can be abundant in soils and produce potential bad effects on human health through the food chains.This paper summarizes the advanced studies on OCPs residue in soil, and enunciates OCPs about its ecological toxicity and residual situation in soil of our country, moreover, analyses the influencing factor of residue.
关键词:有机氯农药;滴滴涕;六六六
Key word: organochlorine Pesticides; DDTs; HCHs
中图分类号:S48文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0225-01
1我国土壤中有机氯农药的残留情况
我国自20世纪50年代开始使用有机氯农药到1983年禁止使用,除艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂未形成生产规模以及灭蚁灵未工业化生产外,其余有机氯农药均有一定的生产、使用。历史上大规模使用过的主要有六六六和滴滴涕两种。三十多年来,我国共累计施用DDTs约40万吨,HCHs约490万吨,分别占全球同期生产总量的20%和33%。
由于还没有找到理想的替代品,含γ-HCH率在90%以上的林丹仍可以注册使用;DDTs用于防治疟疾和作为三氯杀螨醇的中间体仍在生产;HCB既可被用作杀虫剂也可被用作工业化学品。同时,由于某些地区非法使用OCPs的存在,导致该地区OCPs污染严重[1]。
2有机氯农药的生态毒性
2.1 对内分泌系统的影响内分泌是生物体内特殊组织或腺体分泌合成的特殊化学物质,不经导管,直接进人血液循环的过程称为“内分泌”。这些特殊的化学物质就称为激素。美国环保局报道,环境激素对内分泌以下过程产生干扰:激素的合成、贮存、释放、传递、清除以及对受体的识别,受体的结合与受体结合后信号的传递过程等[1]。
2.2 对生殖和发育的影响近年来,在自然界发现了许多奇形怪状的鸟、大量的畸形蛙、发育不良和生殖器异常的鳄鱼(美国)和贝类(日本),研究证明,跟有机氯农药的毒性作用有关[2]。OCPs对人类的生殖健康产生了威胁。刘国红等[1]研究表明,有机氯农药体内残留物对胎儿的生长发育有毒性作用,可导致不良妊娠结局的增加。
2.3 致癌作用有机氯农药,特别是DDT的致癌作用已有明确证据。据报道,它们使女性患乳腺癌、子宫癌等生殖器官的恶性肿瘤和子宫内膜疾病的危险明显增加[1];乳腺脂肪组织及血浆中DDT浓度与乳腺癌有极强的相关性[1]。流行病学研究显示,从事农业工作的人员得脑癌的几率较高。国际癌症研究机构(LARC)在大量的动物实验及调查基础上,对持久性有机污染物进行了分类,其中:氯丹、滴滴涕、七氯、六氯苯、灭蚁灵和毒杀酚均被列为ⅡB类(可能的人体致癌物)[1]。
2.4 对免疫系统的毒性OCPs可以抑制生物体免疫系统的功能,包括抑制免疫系统正常反应的发生,影响巨噬细胞的活性,降低生物体对病毒的抵抗能力等。通过对加拿大因纽特人的婴儿研究发现,母乳喂养和奶粉喂养婴儿的健康T细胞和受感染T细胞的比率与母乳的喂养时间及母乳中有机氯的含量密切相关。
3OCPs残留的影响因素
3.1 历史使用情况的影响在中国,由于各地历史使用量差异较大,OCPs残留在区域规模上具有空间多样性。与其它农药在土壤中的空间分布规律一样,DDTs和HCHs的浓度分布规律为:南部>中部>北部。而中国的东南部为使用农药最多的地方,OCPs每年平均使用量为2.4~4.5kg/ha。
3.2 土地利用方式的影响不同的土地利用方式因土壤条件的差异而影响历史使用情况和OCPs的消耗,从而影响OCPs在土壤环境中的残留。如,DDTs在水稻田中经厌氧菌降解可迅速减少,而在旱地中不易被厌氧菌分解,长期累积下来导致残留量大。土地利用方式对DDTs的降解起重要作用。
3.3 土壤的理化性质的影响农药在土壤中残留时间的长短,除主要决定于农药本身的性质外,还与土壤的理化性质密切相关。研究表明有机氯农药具有低水溶性和亲脂性特点,容易吸附在土壤有机质中,且主要锁定在有机质的微小孔隙中。同时,土壤中有机质含量的增加能够提供更多的碳源从而促进有机氯农药的微生物降解。土壤PH通过改变土壤微生物的活性、矿物质和有机质的分解,进而影响和制约了有机污染物在土壤中的积累、转化和降解。
3.4 气候的影响气候在较大范围内影响了土壤有机质的分解和积累及土壤PH值的大小,进而影响了土壤中OCPs的残留。温度高、雨量多的地区,风化淋溶较强,盐基易淋失,容易形成酸性的自然土壤。在热带、亚热带地区间歇性阵雨和干湿交替对厌氧、好氧细菌的增殖均有利,比单纯的还原或氧化条件更有利于有机农药分子结构的降解。特别是有环状结构的农药,因其环开裂反应需要氧的参与,如DDT的开环反应。一般来讲,在0～35℃温度范围内,提高温度能促进有机物质的分解,加速土壤微生物的生物周转,从而提高有机农药的降解速率[1]。
4总结和展望
有机氯农药作为一种有机污染物,近年来,我国对其来源、转化机制和环境现状等方面进行了较多的研究。虽然已有的数据显示,OCPs在我国土壤中的污染程度较轻,但考虑到其难降解性和毒性的生物累积性,我们必须对其加以重视。关于有机氯农药危害的防治问题,由于世界各国基本都已采取了禁产禁用措施,因此主要应该研究从环境中清除的方法,目前的研究主要集中在微生物降解方法和光催化氧化方法。
另一方面,由于对OCPs分析测试能力的不足,我国在OCPs残留方面的研究起步较晚,缺乏相关的环境背景资料,研究基础相对薄弱。在以后的工作中,我国应对土壤环境中OCPs的污染状况进行普查和长期的动态监测。同时,也应重视有机氯农药在土壤环境中迁移转化、分布模式和微生物降解等方面的研究,从而提出有效的控制和治理方法,保证人民的健康和国民经济的可持续发展。
参考文献:
[1]王伟,李兴红,陆海,等.银川城市土壤中有机氯农药残留及其潜在风险[J].温州大学学报,2008,29(2):32-37.
[2]Hongtao Hao,Bo Sun,Zhenhua Zhao. Effect of land use change from paddy to vegetable field on the residues of organochlorine pesticides in soils[J]. Environmental Pollution,2008:1-7.
