• 中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

黄河三角洲贝类增养殖区海水中16种除草剂污染特征及评价

韩典峰 秦华伟 张华威 任利华 彭中校 宫向红 刘慧慧 陈伟杰 张秀珍

引用本文:
Citation:

黄河三角洲贝类增养殖区海水中16种除草剂污染特征及评价

    作者简介: 韩典峰(1987-),男,山东滕州人,助理研究员,主要研究方向为海洋环境监测,E-mail:yantgongz@126.com;
    通讯作者: 张秀珍(1965-),女,研究员,主要研究方向为海洋生态环境监测,E-mail:zxz0535501@126.com
  • 基金项目: 山东省重点研发计划项目(2018GHY115041);山东省现代农业产业技术体系贝类创新团队项目(SDAIT-14-08)
  • 中图分类号: X52

Pollution characteristics and evaluation of 16 herbicides in seawater of shellfish culture area in Yellow River Delta

  • 摘要: 本文以黄河三角洲贝类增养殖区为研究对象,选取3个典型区域,采用气相色谱-质谱法分析16种除草剂在海水中的污染状况和分布特征。结果表明,黄河三角洲贝类增养殖区海水中检出阿特拉津等10种除草剂,其中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津和异丙甲草胺6种除草剂的检出率和平均检出浓度均较高;同区域7月海水中16种除草剂平均检出浓度的总量低于4月和10月;L区域16种除草剂平均检出浓度的总量低于H、K区域;聚类分析发现,扑草净、西草净和莠灭净的分布特征相似,异丙甲草胺与上述3种除草剂的分布特征不同,阿特拉津和扑灭津的分布特征不明显;生态风险分析发现,10月贝类增养殖区海水样品中阿特拉津、异丙甲草胺浓度存在中度风险,4月、7月和10月扑草净浓度存在中度生态风险。
  • 图 1  研究区域采样站位点

    Figure 1.  Sampling stations in the study area

    图 2  H区域 6种主要除草剂平均检出浓度

    Figure 2.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area H

    图 3  L区域 6种主要除草剂平均检出浓度

    Figure 3.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area L

    图 4  K区域 6种主要除草剂平均检出浓度

    Figure 4.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area K

    图 5  4月贝类增养殖区海水高检出率高除草剂Q型聚类

    Figure 5.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in April

    图 6  7月贝类增养殖区海水高检出率除草剂Q型聚类

    Figure 6.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in July

    图 7  10月贝类增养殖区海水高检出率除草剂Q型聚类

    Figure 7.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in October

    图 8  贝类增养殖区海水样品除草剂存在生态风险比例

    Figure 8.  The proportion of ecological risk of seawater herbicide in shellfish breeding area

    表 1  16种除草剂名称及定量限

    Table 1.  Names and quantitative limits of 16 herbicides

    序号名称分子式CAS编号海水中定量限
    /ng·L−1
    1阿特拉津C8H14ClN51912-24-910
    2扑草净C10H19N5S7287-19-610
    3西草净C8H15N5S1014-70-615
    4异丙甲草胺C15H22ClNO287392-12-910
    5扑灭津C9H16ClN5139-40-210
    6莠灭净C9H17N5S834-12-810
    7草净津C9H16ClN521725-46-220
    8特丁津C9H16ClN55915-41-310
    9西玛津C7H12ClN5122-34-910
    10乙草胺C14H20ClNO234256-82-115
    11甲草胺C14H20ClNO215972-60-815
    12环草津C9H14ClN522936-86-315
    13敌草净C8H15N5S1014-69-310
    14二甲戊乐灵C13H19N3O440487-42-120
    15丁草胺C17H26ClNO223184-66-915
    16丙草胺C17H26ClNO251218-49-615
    下载: 导出CSV

    表 2  其他区域除草剂检出浓度

    Table 2.  The concentrations of herbicides in different areas

    研究区域除草剂种类检出值/ng·L−1检出率/(%)
    莱州湾海域[10]阿特拉津均值31.3100
    莠灭净均值12.4100
    扑草净均值6.4997.7
    扑灭津均值1.5751.2
    桑沟湾[11]阿特拉津均值106.3\
    乳山湾海域[12]阿特拉津浓度范围7.90~170100
    扑草净浓度范围22~342100
    西草净浓度范围N.D.~308>90
    河口区海域[12]阿特拉津浓度范围52.4~614100
    扑草净浓度范围54.4~538100
    西草净浓度范围43.8~220100
    广饶海域[12]阿特拉津浓度范围66.2~350100
    扑草净浓度范围34.8~196100
    西草净浓度范围16.3~69.2100
    海南东北部海域[13]扑草净浓度范围N.D.~440\
    下载: 导出CSV
  • [1] 朱伟娟, 路 鹏, 孙叔宝. 我国化学除草剂的研发、生产和使用[J]. 中国农药, 2011 (9): 19-24.
    [2] DANION M, LE FLOCH S, LAMOUR F, et al. Effects of in vivo chronic exposure to pendimethalin on EROD activity and antioxidant defenses in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2014, 99: 21-27. doi: 10.1016/j.ecoenv.2013.09.024
    [3] 吴晓霞, 吴进才, 金银根, 等. 除草剂对水生植物的生理生态效应[J]. 生态学报, 2004, 24(9): 2037-2042. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2004.09.028
    [4] MAI C, THEOBALD N, LAMMEL G, et al. Spatial, seasonal and vertical distributions of currently- used pesticides in the marine boundary layer of the North Sea[J]. Atmospheric Environment, 2013, 75: 92-102. doi: 10.1016/j.atmosenv.2013.04.027
    [5] 葛会林, 刘树深, 苏冰霞. 通用浓度加和模型预测有机磷与三嗪农药对绿藻的联合毒性[J]. 中国环境科学, 2014, 34(9): 2413-2419.
    [6] GAO Y P, FANG J G, ZHANG J H, et al. The impact of the herbicide atrazine on growth and photosynthesis of seagrass, Zostera marina (L. ), seedlings[J]. Marine Pollution Bulletin, 2011, 62(8): 1628-1631. doi: 10.1016/j.marpolbul.2011.06.014
    [7] 徐蒋来, 胡乃娟, 张政文, 等. 两种除草剂对稻田土壤微生物数量和酶活性的影响[J]. 水土保持通报, 2015, 35(4): 168-171.
    [8] MUNARON D, TAPIE N, BUDZINSKI H, et al. Pharmaceuticals, alkylphenols and pesticides in Mediterranean coastal waters: results from a pilot survey using passive samplers[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2014, 114: 82-92.
    [9] CAMPILLO J A, ALBENTOSA M, VALDÉS N J, et al. Impact assessment of agricultural inputs into a Mediterranean coastal lagoon (Mar Menor, SE Spain) on transplanted clams (Ruditapes decussatus) by biochemical and physiological responses[J]. Aquatic Toxicology, 2013, 142/143: 365-379. doi: 10.1016/j.aquatox.2013.09.012
    [10] 徐英江, 刘慧慧, 任传博, 等. 莱州湾海域表层海水中三嗪类除草剂的分布特征[J]. 渔业科学进展, 2014, 35(3): 34-39. doi: 10.11758/yykxjz.20140305
    [11] 高亚平. 桑沟湾除草剂生态风险评估及其对海草的生态毒理作用研究[D]. 青岛: 中国科学院大学(中国科学院海洋研究所), 2018.
    [12] 乔 丹. 山东沿海贝类中除草剂污染特征及风险评价[D]. 上海: 上海海洋大学, 2017.
    [13] DSIKOWITZKY L, IVETA NGUYEN T M, KONZER L, et al. Occurrence and origin of triazine herbicides in a tropical coastal area in China: a potential ecosystem threat[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2020, 235: 106612. doi: 10.1016/j.ecss.2020.106612
    [14] DB37/T 4013-2020, 养殖水体中三嗪类、酰胺类、二硝基苯胺类除草剂的测定 气相色谱-质谱法[S].
    [15] 但丽霞. 胶州湾壬基酚陆源入海通量、污染特征及生态风险评价[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2010.
    [16] 张海丽. 大辽河口水环境污染生态风险评价指标体系与技术方法研究[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2013.
    [17] 李庆鹏, 秦 达, 崔文慧, 等. 我国水产品中农药扑草净残留超标的警示分析[J]. 食品安全质量检测学报, 2014, 5(1): 108-112.
    [18] 李如梅, 闫雨龙, 段小琳, 等. 基于聚类分析的长治市夏季VOCs来源及活性[J]. 中国环境科学, 2020, 40(8): 3249-3259. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2020.08.001
    [19] 徐 雄, 李春梅, 孙 静, 等. 我国重点流域地表水中29种农药污染及其生态风险评价[J]. 生态毒理学报, 2016, 11(2): 347-354.
    [20] 蔡卫丹, 刘惠君, 方治国. Rac-及S-异丙甲草胺对2种微藻毒性特征影响研究[J]. 环境科学, 2012, 33(2): 448-453.
    [21] 赵建亮, 应光国, 魏东斌, 等. 水体和沉积物中毒害污染物的生态风险评价方法体系研究进展[J]. 生态毒理学报, 2011, 6(6): 577-588.
  • [1] 符运拓杨红王春峰 . 长江口邻近海域表层沉积物重金属赋存形态及生态危害评估. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 534-542, 553. doi: 10.12111/j.mes2021-x-0060
    [2] 郑江鹏王长友赵永刚彭模魏爱泓 . 海州湾渔港经济区及邻近海域沉积物主要污染物分布特征和潜在风险. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 731-737. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0243
    [3] 徐冠球谭晓璇屠建波石海明何荣刘洋 . 天津大神堂牡蛎礁保护区海域海水水质变化趋势分析与评价. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 554-562. doi: 10.12111/j.mes2021-x-0051
    [4] 张耀文李海君连晨艳丁开放张文石凌翔罗志鑫肖佳裕 . 辽宁省兴城市海水入侵程度的熵权属性识别评价. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 774-782. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0169
    [5] 赵玉庭苏博马元庆谷伟丽邢红艳李佳蕙董晓晓孙珊 . 2018年山东近岸养殖区营养盐结构及限制特征. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 714-722, 730. doi: 10.12111/j.mes.2021x0014
    [6] 田娟娟韩刚刘海棠刘欢 . 国内外麻痹性贝类毒素风险预警及管控措施的比对分析. 海洋环境科学, 2019, 38(3): 464-470. doi: 10.12111/j.mes20190321
    [7] 关莹莹林军焦俊鹏刘洪生 . 高滤食压力下贻贝筏式养殖场及周边海域浮游植物群落特征. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 543-553. doi: 10.12111/j.mes2021-x-0018
    [8] 于兵刘子洲翟方国顾艳镇吴文凡 . 2020年夏季威海瑜泰海洋牧场底层海水溶解氧的日变化研究. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 563-571. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0070
    [9] 胡姣婵黄梦迪于浩洋李清波 . 基于哨兵二号遥感影像的近海养殖区提取方法研究. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 619-627. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-160
    [10] 赵思佳张媛媛余克服俞小鹏陈飚许勇前葛瑞琪 . 南海珊瑚礁区棘冠海星重金属含量及其生物积累特征分析. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 579-585. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0063
    [11] 王菲菲孟范平林雨霏王国善武江越段伟艳刘群群 . 海上泄漏事故中有机化学品的理化行为、生态危害与污染控制综述. 海洋环境科学, 2019, 38(3): 471-481. doi: 10.12111/j.mes20190322
    [12] 周寅杰刘强张晓琪 . 基于TSA-BP模型的温州站台风风暴潮增水预测. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 807-812. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-303
    [13] 陆昕雨彭模周超凡赵永刚姜龙 . 江苏近岸海域富营养化特征研究. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 745-752. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0207
    [14] 周凤霞袁柳婷陆旋陈法锦朱庆梅孟亚飞 . 湛江湾表层沉积物不同形态磷的变化特征. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 509-518. doi: 10.12111/j.mes.20210095
    [15] 岳建权姜玲玲王林邵鑫琪王龙霄李强 . 不同季节秦皇岛近岸水体颗粒物粒径分布特征研究. 海洋环境科学, 2022, 41(4): 586-594. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0064
    [16] 麻亮房吉敦刘萍韩旭李学平王书平张军 . 黄河入海口沉积物脂肪烃的分布特征及源解析. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 660-667. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0235
    [17] 查道军李嫒芳丁任业谢艺萱郑关超谭志军李玉江涛 . 大亚湾大鹏澳海域贝类和浮游植物中脂溶性毒素及软骨藻酸研究. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 753-760. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0251
    [18] 罗涛王遥平朱昀宋之光 . 雷州半岛红树林表层沉积物正构烷烃组成分布特征研究. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 668-675. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0201
    [19] 张淑坤明玥高磊 . 2020年夏季长江流域特大洪水期间长江口POC和DOC的分布特征. 海洋环境科学, 2022, 41(5): 653-659. doi: 10.12111/j.mes.2021-x-0221
    [20] 苏洁韩俊丽明红霞赵小慧石岩关道明樊景凤 . 北极新奥尔松地区土壤及沉积物中可培养细菌多样性及分布特征分析. 海洋环境科学, 2018, 37(2): 274-280, 293. doi: 10.12111/j.cnki.mes20180218
  • 加载中
图(8)表(2)
计量
  • 文章访问数:  513
  • HTML全文浏览量:  100
  • PDF下载量:  24
出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-13
  • 录用日期:  2021-12-23
  • 刊出日期:  2022-10-20

黄河三角洲贝类增养殖区海水中16种除草剂污染特征及评价

    作者简介:韩典峰(1987-),男,山东滕州人,助理研究员,主要研究方向为海洋环境监测,E-mail:yantgongz@126.com
    通讯作者: 张秀珍(1965-),女,研究员,主要研究方向为海洋生态环境监测,E-mail:zxz0535501@126.com
  • 1. 山东省海洋资源与环境研究院, 山东省海洋生态修复重点实验室, 山东 烟台 264006
  • 2. 上海海洋大学 食品学院, 上海 201306
  • 3. 山东省东营市垦利区海洋发展和渔业局, 山东 东营 257500
基金项目: 山东省重点研发计划项目(2018GHY115041);山东省现代农业产业技术体系贝类创新团队项目(SDAIT-14-08)

摘要: 本文以黄河三角洲贝类增养殖区为研究对象,选取3个典型区域,采用气相色谱-质谱法分析16种除草剂在海水中的污染状况和分布特征。结果表明,黄河三角洲贝类增养殖区海水中检出阿特拉津等10种除草剂,其中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津和异丙甲草胺6种除草剂的检出率和平均检出浓度均较高;同区域7月海水中16种除草剂平均检出浓度的总量低于4月和10月;L区域16种除草剂平均检出浓度的总量低于H、K区域;聚类分析发现,扑草净、西草净和莠灭净的分布特征相似,异丙甲草胺与上述3种除草剂的分布特征不同,阿特拉津和扑灭津的分布特征不明显;生态风险分析发现,10月贝类增养殖区海水样品中阿特拉津、异丙甲草胺浓度存在中度风险,4月、7月和10月扑草净浓度存在中度生态风险。

English Abstract

  • 除草剂在农业生产中被广泛使用,目前我国登记的化学除草剂有80余种,约占农药市场份额的44%[1]。除草剂的大量使用,引起了一系列的生态安全和食品安全问题,对水体、土壤和生物体造成了不利影响[2-4]。有研究表明,环境中的除草剂可影响浮游植物、底栖植物的光合作用和固氮作用[5-6],土壤中除草剂的残留可导致土壤微生物群落结构发生变化,扰乱生态环境的种群结构[7]。三嗪类除草剂阿特拉津可长期存在于作物、环境水体和土壤中[8]。海洋环境中的除草剂对贝类的酶活性具有一定的影响[9]

    目前,国内已有人员开展海域中除草剂污染状况的研究。徐英江等[10]对莱州湾海域表层海水中13种三嗪类除草剂污染状况进行调查,检出阿特拉津等5种除草剂。高亚平[11]对桑沟湾地区5种除草剂污染状况进行调查,发现阿特拉津平均检出浓度为106.3 ng/L。乔丹[12]对乳山湾、东营河口区海域、东营广饶县海域中16种除草剂的污染状况进行调查,其中,乳山湾检出阿特拉津等6种除草剂,东营河口区海域检出扑灭津等9种除草剂,东营广饶县海域检出扑灭津等8种除草剂。Larissa D等[13]对海南东北部海域中3种三嗪类除草剂含量进行调查,发现该区域扑草净的检出浓度较高。黄河三角洲生态系统类型独特,生物资源丰富,是我国三大河口三角洲之一。本文以黄河三角洲贝类增养殖区作为研究区域,分析和探讨了16种除草剂在海水中的污染状况和分布特征,可以为海洋生态环境保护和污染物防控提供基础数据。

    • 黄河三角洲贝类增养殖区滩涂面积广阔,沿岸海水养殖业发达,是我国滩涂贝类增养殖的主要区域之一。本研究在黄河三角洲贝类增养殖区选取三个典型研究区域,分别为H、L、K区域,其中H区域位于滨州和东营交界处海域,有流经工业生产和农业种植区的河流流入该海域,也有池塘养殖尾水排入该海域;L区域位于东营北部海域,比H区域更靠近黄河入海口,有池塘养殖尾水排入该海域;K区域位于黄河入海口南部、莱州湾西部海域,有养殖尾水排入该海域。各区域采样站位设置见图1

      图  1  研究区域采样站位点

      Figure 1.  Sampling stations in the study area

    • 采样方式:采样前用清水洗净1 L棕色磨口玻璃瓶,再用丙酮冲洗,烘干备用。使用时,用所取水样冲洗玻璃瓶3次,然后用水样完全充满玻璃瓶,于4 ℃下保存、待测。

      采样时间:2018年4月、7月、10月。

    • 参照《DB37/T 4013-2020养殖水体中三嗪类、酰胺类、二硝基苯胺类除草剂的测定 气相色谱−质谱法》[14],对采集水样中三嗪类、酰胺类、二硝基苯胺类等16种除草剂的含量进行测定,其名称及定量限见表1

      序号名称分子式CAS编号海水中定量限
      /ng·L−1
      1阿特拉津C8H14ClN51912-24-910
      2扑草净C10H19N5S7287-19-610
      3西草净C8H15N5S1014-70-615
      4异丙甲草胺C15H22ClNO287392-12-910
      5扑灭津C9H16ClN5139-40-210
      6莠灭净C9H17N5S834-12-810
      7草净津C9H16ClN521725-46-220
      8特丁津C9H16ClN55915-41-310
      9西玛津C7H12ClN5122-34-910
      10乙草胺C14H20ClNO234256-82-115
      11甲草胺C14H20ClNO215972-60-815
      12环草津C9H14ClN522936-86-315
      13敌草净C8H15N5S1014-69-310
      14二甲戊乐灵C13H19N3O440487-42-120
      15丁草胺C17H26ClNO223184-66-915
      16丙草胺C17H26ClNO251218-49-615

      表 1  16种除草剂名称及定量限

      Table 1.  Names and quantitative limits of 16 herbicides

    • 采用风险熵法表征污染物的风险[15],该方法采用实测浓度(measured effect concentration, MEC)与预测无效应浓度(predicted no effect concentration, PNEC)相比得到的风险熵(risk quotient, RQ)评估生态风险,计算公式为:RQ=MEC/PNEC。当RQ<0.1时,表明环境处于低风险状态;当0.1≤RQ≤1时,表明环境处于中度风险状态;当RQ>1时,表明环境处于高风险状态。当目标物质的毒性数据较少时,PNEC值可根据评估因子法进行推导,利用某个物种的急性毒性数据或慢性毒性数据除以评估因子,计算PNEC[16]

    • 数据统计、差异分析和聚类分析采用Excel和SPSS20.0处理,除草剂平均检出浓度图和风险比例图采用Origin2018绘制。

    • 2018年4月、7月、10月黄河三角洲贝类增养殖区海水中检出阿特拉津等10种除草剂,其中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津和异丙甲草胺6种除草剂的检出率和平均检出浓度较高。不同时段、不同区域贝类增养殖区海水中除草剂的污染状况不同。3个区域6种主要除草剂平均检出浓度见图2图4

      图  2  H区域 6种主要除草剂平均检出浓度

      Figure 2.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area H

      图  3  L区域 6种主要除草剂平均检出浓度

      Figure 3.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area L

      图  4  K区域 6种主要除草剂平均检出浓度

      Figure 4.  Average detected concentrations of 6 major herbicides in area K

      从调查区域看,K区域扑草净、西草净和莠灭净的平均检出浓度高于H、L区域;H区域异丙甲草胺的平均检出浓度高于L、K区域;L区域16种除草剂的平均检出浓度总量低于同期的H、K区域。从调查时间看,10月H区域和L区域异丙甲草胺、阿特拉津、扑灭津的平均检出浓度显著高于4月和7月(P<0.05);4月K区域扑草净和西草净的平均检出浓度显著高于7月和10月(P<0.05);7月16种除草剂的平均检出浓度总量为同区域内的最低值。

      与国内其他研究相比(见表2),本文调查区域的海水中阿特拉津、扑草净、扑灭津、莠灭净4种除草剂的平均检出浓度均高于莱州湾海域,阿特拉津的平均检出浓度高于桑沟湾海域,扑草净和西草净的最高检出浓度均高于乳山湾海域、河口区海域和广饶海域,扑草净的最高检出浓度高于海南东北部海域。有研究认为,近岸海水中的除草剂残留以陆源输入为主[10],既受上游工业和种植业生产的影响,也受下游水产养殖的影响[13,17]。本研究区域内海水养殖规模较大,养殖过程中使用含除草剂的净水剂、水质改良剂等药品随养殖尾水排入海洋,导致部分生物种类中的除草剂检出浓度较高。同时,黄河三角洲上游地区工、农业发达,使用和产生的除草剂最终均排入海洋,也可导致黄河三角洲贝类增养殖区海水中的部分种类除草剂检出浓度较高。

      研究区域除草剂种类检出值/ng·L−1检出率/(%)
      莱州湾海域[10]阿特拉津均值31.3100
      莠灭净均值12.4100
      扑草净均值6.4997.7
      扑灭津均值1.5751.2
      桑沟湾[11]阿特拉津均值106.3\
      乳山湾海域[12]阿特拉津浓度范围7.90~170100
      扑草净浓度范围22~342100
      西草净浓度范围N.D.~308>90
      河口区海域[12]阿特拉津浓度范围52.4~614100
      扑草净浓度范围54.4~538100
      西草净浓度范围43.8~220100
      广饶海域[12]阿特拉津浓度范围66.2~350100
      扑草净浓度范围34.8~196100
      西草净浓度范围16.3~69.2100
      海南东北部海域[13]扑草净浓度范围N.D.~440\

      表 2  其他区域除草剂检出浓度

      Table 2.  The concentrations of herbicides in different areas

    • 聚类分析法是研究样品或多个观测指标(变量)之间的相似性,把相似程度较大的指标聚为一类,把另外相似程度较大的指标聚为另一类的方法[18]。本研究对海水样品中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津、异丙甲草胺6种检出率高的除草剂进行聚类分析,使具有相似分布特征的除草剂聚为一类,形成一个谱系图,见图5图7

      图  5  4月贝类增养殖区海水高检出率高除草剂Q型聚类

      Figure 5.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in April

      图  6  7月贝类增养殖区海水高检出率除草剂Q型聚类

      Figure 6.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in July

      图  7  10月贝类增养殖区海水高检出率除草剂Q型聚类

      Figure 7.  Schematic diagram of herbicide Q-type clustering with high detection rate in shellfish breeding area in October

      通过聚类分析可以发现,4月研究区域海水中的除草剂可分为三类:第一类包括扑草净、西草净、阿特拉津、莠灭净4种;第二类是异丙甲草胺;第三类是扑灭津。7月海水中除草剂可分为两类:第一类包括扑草净、西草净、阿特拉津、莠灭净、扑灭津5种;第二类是异丙甲草胺。10月海水除草剂可分为两类:第一类包括扑草净、西草净、莠灭净3种;第二类是异丙甲草胺、扑灭津、阿特拉津3种。综合上述分析,扑草净、西草净和莠灭净的分布特征相似,可代表一类除草剂分布规律;异丙甲草胺与上述三种除草剂的分布特征不同,可代表另一类除草剂分布规律;阿特拉津和扑灭津的分布特征不明显。

      Larissa D等[13]研究认为,扑草净可作为一种潜在的监测中国地表水养殖排放的标志物,用来指示水产养殖尾水在环境中的分布。本调查中,K区域邻近的陆地区域水产养殖规模较大,且养殖尾水直排入海,因此,养殖尾水是导致该海域扑草净、西草净和莠灭净检出浓度较高的主要原因之一。与K区域相比,H区域有流经工业生产和农业种植区的河流流入该区域,同时H区域异丙甲草胺检出浓度远高于K区域,因此河流输入是导致H海域异丙甲草胺检出浓度较高的主要原因之一。结合上述结论,本研究认为黄河三角洲贝类增养殖区海水中扑草净、西草净和莠灭净主要来自养殖尾水的排放;异丙甲草胺主要来自河流上游污染输入;阿特拉津和扑灭津既受养殖尾水排放的影响,也受河流上游污染输入的影响。

    • 黄河三角洲贝类增养殖区海水中检出浓度和检出率较高的除草剂主要有阿特拉津、扑草净、西草净、异丙甲草胺、莠灭净和扑灭津6种。本研究中,阿特拉津、扑草净采用徐雄等[19]研究推导的PNEC值,分别为5.8 μg/L、1.1 μg/L;异丙甲草胺通过其对藻类生物的毒性研究来表征除草剂对海洋微藻的生态风险,本研究选取S-异丙甲草胺对普通小球藻96 h半数抑制浓度为170 μg/L[20]、评估因子为10[21],计算异丙甲草胺对上述藻类的PNEC值为17.0 μg/L;西草净、莠灭净和扑灭津因缺乏相关数据,不作分析。采用风险熵法表征黄河三角洲贝类增养殖区海水中阿特拉津、扑草净和异丙甲草胺的风险,统计各站位海水样品存在生态风险的比例,结果见图8

      图  8  贝类增养殖区海水样品除草剂存在生态风险比例

      Figure 8.  The proportion of ecological risk of seawater herbicide in shellfish breeding area

      可以看出,黄河三角洲贝类增养殖区海水中阿特拉津、扑草净和异丙甲草胺均存在不同程度的生态风险,其中,10月阿特拉津和异丙甲草胺存在中度风险,比例分别为21.4%、42.9%;4月、7月、10月扑草净均存在中度生态风险,比例分别为64.3%、35.7%、28.6%。徐英江等[10]研究认为,莱州湾海水中阿特拉津对生态环境的风险处于可以忽略的水平。高亚平[11]研究认为,桑沟湾及周边水域中的阿特拉津风险熵处于安全范围。Larissa D等[13]研究认为,海南东北部海域中的扑草净不会对当地珊瑚礁和海草床产生急性毒性影响。与上述研究相比,黄河三角洲贝类增养殖区部分区域海水中的阿特拉津和扑草净已达到对生态环境造成中度风险的浓度,值得关注。

    • (1)黄河三角洲贝类增养殖区海水中共检出10种除草剂,其中阿特拉津、扑草净、西草净、莠灭净、扑灭津和异丙甲草胺6种除草剂的检出率和平均检出浓度较高。不同区域、不同时段除草剂的污染状况不同。总体来看,同区域7月16种除草剂平均检出浓度总量低于4月和10月,L区域16种除草剂平均检出浓度总量低于H、K区域。

      (2)结合聚类分析发现,贝类增养殖区海水中扑草净、西草净和莠灭净的分布特征相似,主要来自养殖尾水的排放;异丙甲草胺与上述三种除草剂的分布特征不同,主要来自河流上游的污染输入;阿特拉津和扑灭津的分布特征不明显,既受养殖尾水排放的影响,也受河流上游污染输入的影响。

      (3)采用风险熵法对阿特拉津、扑草净和异丙甲草胺的生态风险进行分析发现,10月贝类增养殖区海水中阿特拉津和异丙甲草胺均存在中度风险,4月、7月、10月扑草净均存在中度生态风险。

参考文献 (21)

目录

    /

    返回文章