毕业论文有机氯农药在不同土壤质地中的分布与相关性分析

聊城大学本科毕业论文（设计）聊城大学本科毕业论文（设计） I 目目 录录 前前 言言-1 1 研究区域概况研究区域概况-1 2 采样与污染程度分析采样与污染程度分析-2 2.1 采样与测定-2 2.1.1 布点与采样-2 2.1.2 监测项目-2 2.1.3 预处理与分析-3 2.2 污染程度分析-3 2.2.1 分析方法-3 2.2.2 污染程度分级-4 3. 结果与讨论结果与讨论-4 3.1 7 种有机氯农药的污染程度现状 -4 3.2 不同土壤质地类型的 OCPS残留分析 -5 3.3 相关性分析-6 3.3.1 OCPs 与土壤有机质的相关性分析-7 3.3.2 OCPs 与土壤 pH 的相关性分析-7 3.3.3 OCPs 与土壤颗粒组成的相关性分析-7 3.3.4 各 OCPs 之间的相关性分析 -8 结论结论-8 参考文献参考文献-10 致致 谢谢-12 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） II 摘摘 要要 结合 GPS 采用网格布点法采集了聊城市 136 个样点的耕地土壤样品，并对 每个样点的六六六（BHCs） 、滴滴涕（DDTs） 、六氯苯、艾氏剂、狄氏剂、异狄 氏剂和七氯的残留量进行了监测。对各样点每种有机氯农药（OCPs）的综合污 染指数进行了计算，对不同土壤质地类型的 OCPs 残留进行了分析，并应用 SPSS 软件对各有机氯农药与土壤理化性质之间、各有机氯农药之间进行了相关 性分析。结果表明，聊城市耕地土壤中 DDTs 的残留量最大，污染最重，其他 6 种 OCPs 残留量较小，基本没有污染；在采样的 7 种土壤类型中，各有机氯农药 在粘壤土中均有相对较高的残留；各有机氯农药与土壤有机质含量、土壤 pH、 土壤颗粒组成之间没有明显的相关性，且各有机氯农药之间的相关程度也很低。 关键词：关键词：聊城市；有机氯农药；土壤质地；相关性分析 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） III Abstract Combination with GPS, 136surface soil samples were collected in Liaocheng city using mesh point method. And each sample of BHCs, DDTs, hexachlorobenzene, aldrin, dieldrin, endrin and heptachlors residues were monitored. The comprehensive pollution index of Organochlorine Pesticides (OCPs) in every sample was calculated and analyzed the OCPs residues in different types of soil texture. SPSS software was used to analyse the relevance on OCPs contents and soil properties and between various organochlorine pesticide. Results showed: the residue of DDTs is the biggest, the residues of the others are small, or no pollution; In the 7 soil types, The Organochlorine Pesticides in the clay loam with relatively high residual; The Organochlorine Pesticides with soil organic matter content, soil pH, soil particle composition was not significantly correlated, and between the Organochlorine Pesticides, there are very low degree of correlation. Key words：Liaocheng; Organochlorine pesticides; Soil texture; Correlation analysis 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 1 有机氯农药在不同土壤质地中的分布与有机氯农药在不同土壤质地中的分布与 相关性分析相关性分析 前前 言言 有机氯农药（Organochlorine Pesticides, OCPs）曾在世界范围内大规模使用， 为防治农作物病虫害做出了很大贡献。由于高毒性、脂溶性、稳定性以及高残留 等特点，其对生态环境和人体健康的潜在风险，逐渐引起各国政府的高度关注， 并于20世纪70年代起在全球范围内陆续被禁止使用，我国也在1983年5月全面禁 止使用OCPs1。但是，已有研究表明，尽管大部分有机氯农药已经禁用2030a, 但其在土壤环境中仍有广泛的残留2-8。我国是农药生产大国,据统计,在我国生产 的六六六(HCH)和滴滴涕（DDT）两种典型OCPs分别占全球生产总量的33%和20% 9。目前，OCPs仍然是全球最受关注的环境污染物之一10-11。在2001年5月通过 的关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约上，首批受控的12类持久性有机 污染物中8类为有机氯农药12。国外对OCPs进行了大量研究，国内学者也对我国 部分地区土壤OCPs残留进行了研究，但研究范围大多集中在DDTs、BHCs两类 农药上，针对其他类型OCPs的研究报道则较少。研究发现，中国农药残留分布 总体趋势是东南部最高，中部地区次之，西北部最低。 土壤质地是土壤物理性质之一，指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状 况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系，有机氯农 药在不同土壤质地中的分布具有差异性。虽然国内外学者对有机氯农药进行了大 量的研究，但对有机氯农药与土壤质地及其相关性的研究鲜见报道，聊城市是山 东乃至全国的粮食生产基地,其耕地土壤质量的优劣决定了其产品的质量。有鉴 于此，本文调查研究了聊城市土壤中有机氯农药在不同土壤中的分布与相关性分 析，以期为该地区的粮食安全生产提供可靠的科学依据。 1 研究区域概况研究区域概况 聊城市位于山东省西部，地处35473702 N和1151611632 E之间，共 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 2 包括东昌府区、阳谷县、莘县、茌平县、东阿县、冠县、高唐县和临清市等8个 县市。全区为黄河冲积平原，具有高地、缓平坡地、洼地相间的微地貌格局，土 壤以砂土、壤土和粘土为主。全区土壤面积70. 01万hm2，土层深厚，气候温和， 水资源丰富，是山东省乃至全国重要的棉粮基地13。 2 采样与污染程度分析采样与污染程度分析 2.1 采样与测定采样与测定 2.1.1 布点与采样布点与采样 本次土壤环境质量调查，按照全国土壤污染状况调查点位布设技术规定 的布点要求和编码规则，根据不同土地利用类型和土壤类型，在1:250000电子地 图上统一划分网格，网格中心点即为调查点位，耕地网格8 km 8 km，聊城市采 样点共136个。采用GPS 确定采样点，并对调查点位经纬度信息进行数据文件转 换，按照全国统一编码要求进行编码。 图1 聊城市耕地土壤调查采样点 Fig1 Sampling site distribution in cultivated soils of Liaocheng 按土地利用类型和适用条件，在调查点位周围，采集020 cm表层土壤混合 样，保留相当于3 kg以上风干土壤的土样，其他要求符合全国土壤污染状况调 查土壤样品采集(保存) 技术规定。 2.1.2 监测项目监测项目 包括土壤物理性质和7种有机氯农药的含量，监测项目分别为: 土壤pH值、 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 3 土壤有机质含量、土壤颗粒组成以及BHCs、DDTs、六氯苯、艾氏剂、狄氏剂、 异狄氏剂和七氯。 2.1.3 预处理与分析预处理与分析 土样预处理采用阴凉通风处自然风干，剔除样品中的植物根系、有机残渣以 及可见侵入体，用木质工具碾碎并用玛瑙研钵研磨，过0. 85mm筛。六六六 （BHCs）、滴滴涕（DDTs）等有机氯农药利用ASE萃取技术，采用GC - ECD方 法测定。所用试剂均为优级纯，分析过程中采用平行样，加标（国家标准土壤样 品ESS-1）进行质量控制14。 2.2 污染程度分析污染程度分析 2.2.1 分析方法分析方法 采用单因子污染指数和综合污染指数（内梅罗指数）表示土壤中OCPs的污 染程度。 单因子污染指数计算公式： j ij ij c c I 0 式中,第i个样品第j种污染物的单因子污染指数； ij I 第i个样品中第j种污染物的实测浓度； ij c 第j种污染物的评价标准浓度。 oj c 综合污染指数(内梅罗) 计算公式: ( j = 1 ,2 , ,7) 2 max 22 ave II p ijij i ( i= 1 ,2 , ,136) 2 max 22 ave II p ijij j 式中,第i个样品的综合污染指数； i p 第j种污染物的综合污染指数； j p 单因子污染指数算术平均值； ave I 单因子污染指数最大值。 max I 各OCPs的标准值如表1所示。其中六六六、滴滴涕标准值选用土壤环境质 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 4 量标准（GB15618-1995）中旱地二级标准限值，其余5种标准值选用中国展 览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）（HJ350-2007）中A级标准限值。 表1 土壤有机氯农药环境质量标准限值 Table 1 The limit values of Soil environmental quality standards for Organochlorine Pesticides BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂 异狄 氏剂 七氯 标准限值 （mg.kg-1） 0.50.50.660.040.042.3 0.2 2.2.2 污染程度分级污染程度分级 土壤环境质量评价一般以单因子污染指数为主，但当区域内土壤质量作为一 个整体与外区域土壤质量比较时，或一个区域内土壤质量在不同历史阶段比较时， 应用综合污染指数评价15。综合污染指数全面反映了各污染物对土壤的不同作用， 同时又突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响。按综合污染指数划定的土壤 污染分级标准见表2。 表2 土壤污染分级标准 Table2 The standards to grade of soil pollution 土壤级别 综合污染指数（p综） 污染等级污染水平 1 p综0.7 安全清洁 20.7p综1.0警戒限尚清洁 31.0p综2.0轻污染土壤污染超过背景值，作物开始污染 42.0p综3.0中污染土壤、作物均为受到中度污染 5p综3.0重污染土壤、作物受污染已相当严重 3. 结果与讨论结果与讨论 3.1 7 种有机氯农药的污染程度现状种有机氯农药的污染程度现状 分别对聊城市7种OCPs进行了污染指数分析，结果见表3和图2。聊城市表层 土壤中7种OCPs 的污染程度差别较大，其中DDTs的综合污染指数为6.2974，也 远大于其余6种OCPs，属于重污染级别，急需得到治理并在今后的工作中密切关 注。其余6种OCPs的综合污染指数均小于0.7，在安全范围内。7种OCPs的污染程 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 5 度依次为：DDTs 狄氏剂艾氏剂七氯BHCs 异狄氏剂六氯苯。这可能是由 于一方面聊城市历史上曾大量使用过DDTs，或是近年又有间歇或持续的新输入， 另一方面土壤类型、土地利用方式和耕作方式的不同而影响了OCPs 在土壤环境 中的残留。 表3 聊城市表层土壤中OCPs残留状况 Table 3 The residues of OCPs in surfacial soil in Liaocheng BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂异狄氏剂七氯 （）max ij I 0.10458.90210.02080.21230.69850.03010.1701 （）ave ij I 0.02230.25750.00380.00320.00780.00090.0023 Pj0.07566.29740.01490.15010.49390.02130.1203 土壤级别1511111 污染排序5173264 图2 聊城市表层土壤综合污染指数比较 Fig2 Comparison of pollution index of surfacial soil in Liaocheng 3.2 不同土壤质地类型的不同土壤质地类型的 OCPs 残留分析残留分析 聊城市参与考察的土壤质地类型共有7种，以粘壤土和砂质壤土采样点居多， 各OCPs在不同土壤质地类型中的污染程度存在着差异，结果如图3所示。由于各 OCPs残留量差异较大，所以分图绘制。 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 壤土粘壤土砂质壤土砂质粘壤土粉砂质粘壤土 壤质砂土壤质粘土 综合污染指数/Pj BHCs 艾氏剂 狄氏剂 七氯 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 壤土粘壤土砂质壤土砂质粘壤土粉砂质粘壤土 壤质砂土壤质粘土 综合污染指数/pj 六氯苯 异狄氏 剂 0 1 2 3 4 5 6 7 壤土粘壤土砂质壤土砂质粘壤土粉砂质粘壤土 壤质砂土壤质粘土 综合污染指数/pj DDTs 图3 聊城市不同土壤类型有机氯农药污染状况分析 Fig3 Analysis of Organochlorine Pesticides pollution in different types of soil in Liaocheng 由图3可知，BHCs综合污染指数最大值出现在砂质粘壤土中，异狄氏剂的最 大值出现在壤质粘土中，其余5种OCPs的最大值均出现在粘壤土中。除了BHCs 和狄氏剂在砂质粘壤土中呈现一个峰值外，所有OCPs在其他土壤质地类型中均 呈现较低值。这可能是由于粘壤土孔隙率低，通气透水性差，不适宜微生物生长， 有机物消耗少，所以OCPs降解少残留量高；另外粘壤土中胶体物质较多，对 OCPs的吸附性大，因而导致残留量高。 3.3 相关性分析相关性分析 OCPs在土壤中残留量的大小，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。OCPs具有低水溶性和亲脂性特点，容易吸附在土壤有机 质中，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， 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 7 进而影响和制约了OCPs在土壤中的积累、转化和降解16。土壤颗粒组成直接影 响土壤有机质含量、水分等理化指标，从而影响OCPs的残留量。因此研究土壤 中OCPs与土壤有机质含量、土壤pH、土壤颗粒组成等理化性质的相关性以及各 OCPs之间的相关性对全面评价土壤质量状况具有非常重要的意义。 3.3.1 OCPs 与土壤有机质的相关性分析与土壤有机质的相关性分析 表4 OCPs含量与土壤有机质含量的相关系数 Table4 The correlation coefficients of Organochlorine Pesticides and soil organic matter content BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂异狄氏剂七氯 有机质 -0.0180.0190.032-0.034-0.083-0.010-0.101 由表4可知，136个样品的7种OCPs含量与土壤有机质含量相关性较差，均未 达到显著相关水平。 3.3.2 OCPs 与土壤与土壤 pHpH 的相关性分析的相关性分析 表5 OCPs含量与土壤pH的相关系数 Table 5 The correlation coefficients of Organochlorine Pesticides and the pH of soil BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂异狄氏剂七氯 pH0.1050.1010.1440.175*0.1180.0630.080 注：*表示显著水平 p= 0.05（双侧）时的相关系数。 由表5可知，各OCPs含量与土壤pH之间的相关系数均为正值，其中艾氏剂含 量与土壤pH的相关系数最大，存在着正相关性，其余各OCPs含量与土壤pH之间 相关性较差，均未达到显著相关水平。 3.3.3 OCPs 与土壤颗粒组成的相关性分析与土壤颗粒组成的相关性分析 表6 OCPs含量与土壤颗粒组成的相关系数 Table 6 The correlation coefficients of Organochlorine Pesticides and composition of soil particle BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂异狄氏剂七氯 砂粒 -0.147-0.010-0.0360.0190.029-0.1370.008 粉粒 0.186*0.0390.026-0.002-0.0230.0850.004 粘粒 0.042-0.0360.039-0.038-0.0270.167-0.022 注：*表示显著水平 p= 0.05（双侧）时的相关系数。 由表6可知，聊城市耕地土壤中，OCPs含量与砂粒和粘粒组成比例的相关系 数多为负值，而与粉粒组成比例的相关系数多为正值，其中BHCs含量与粉粒含 量呈正相关。但整体来看相关系数均很小，表明OCPs含量与土壤颗粒组成之间 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 8 相关性较差。 3.3.4 各各 OCPs 之间的相关性分析之间的相关性分析 表7 各OCPs之间的相关系数 Table7 The correlation coefficients between the Organochlorine Pesticides BHCsDDTs六氯苯艾氏剂狄氏剂异狄氏剂七氯 BHCs 1.0000.122-0.163-0.1280.1040.075-0.055 DDTs 1.0000.021-0.029-0.025-0.013-0.033 六氯苯 1.0000.358*-0.0490.1220.119 艾氏剂 1.000-0.017-0.030-0.017 狄氏剂 1.000-0.024-0.014 异狄氏剂 1.000-0.025 七氯 -1.000 注：*表示显著水平 p=0.01（双侧）时的相关系数。 由表7可知，各OCPs含量之间的相关系数不尽相同。七氯除与六氯苯呈正相 关外，与其余5种OCPs均呈负相关；狄氏剂除与BHCs呈正相关外，与其余5种 OCPs均呈负相关；艾氏剂与六氯苯之间呈非常显著的正相关性，但与其余5种 OCPs均呈负相关；异狄氏剂与BHCs、六氯苯呈正相关，而与其他OCPs呈负相关， 这表明残留量最小的3种OCPs之间存在正相关。初步认为这种状况与土壤的耕作 方式有关。 结论结论 （1）通过计算聊城市耕地土壤中各 OCPs 的污染指数可知，DDTs 的综合污 染指数高达 6.2974，属于重污染级别，急需得到治理。其余 6 种 OCPs 的综合污 染指数均小于 0.7，在安全范围内。7 种 OCPs 的污染程度依次为：DDTs 狄氏 剂艾氏剂七氯BHCs 异狄氏剂六氯苯。 （2）BHCs 综合污染指数最大值出现在砂质粘壤土中，异狄氏剂的最大值 出现在壤质粘土中，其余 5 种 OCPs 的最大值均出现在粘壤土中。因为粘壤土孔 隙率低，通气透水性差，不适宜微生物生长，所以 OCPs 降解少残留量高。 （3）相关性分析中，7种OCPs的含量与土壤有机质含量相关性较差，均未 达到显著相关水平；艾氏剂含量与土壤pH存在着正相关性，其余各OCPs含量与 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 9 土壤pH之间相关性较差，均未达到显著相关水平；除BHCs含量与粉粒含量呈正 相关外，其余OCPs含量与土壤颗粒组成之间相关性较差；各OCPs含量之间的相 关系数不尽 相同，但残留量最小的BHCs、异狄氏剂和六氯苯之间存在正相关性。 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 10 参考文献参考文献 1 华小梅,江希流.我国农药环境污染与危害的特点及控制对策J.环境科学研究, 2000,13（3）:40-43. 2 Cai Q Y, Mo C H, Wu Q T, et al. 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