毕业论文：聊城市耕地土壤有机氯农药残留在地域间的差异研究.doc

聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 目目 录录 前前 言言-1 1 研究区域概况研究区域概况 -2 2 分析与评价方法分析与评价方法 -2 2.1 样品的采集与测定-2 2.1.1 布点与采样-2 2.1.2 监测项目-3 2.1.3 样品的预处理与测定 -3 2.2 污染评价分析-3 2.2.1 评价标准-3 2.2.2 评价方法-3 2.2.3 污染等级 -3 3 结果与讨论结果与讨论 -4 3.1 总体污染概况-4 3.2 不同县市 OCPS的污染差异-6 3.2.1 综合因子污染指数 -6 3.2.2 单因子方差分析 -7 3.2.3 多重比较分析 -7 3.3 有机氯农药残留量的分布比例-9 结论结论-10 参考文献参考文献-11 致致 谢谢-13 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 摘摘 要要 采用耕地土壤现场采样及室内测试方法，分析了聊城地区耕地土壤中六六六 （BHCs）及滴滴涕（DDTs）等 8 种有机氯农药的残留状况，并采用方差分析方 法分析了 3 其在聊城市八个县市之间残留量的差异。结果表明，各种有机氯污染 物均有不同的检出率，其中 BHCs 以 BHC 为主要污染物，检出率高达 52.21%，平均残留量为 10.41g/kg；DDTs 以 p，p-DDE 为主要污染物，检出率 高达 94.12%，平均残留量为 74.16g/kg。八县市中临清市 OCPs 污染程度最严重， 其他各县市污染程度较轻。临清市 DDTs 各异构体的残留量与其他各县市的差异 较显著，其他各县市区之间的差异不大。 关键词：关键词：聊城市；有机氯农药；残留量；污染差异 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） Abstract The residual amounts of 8 kinds of organ chlorine pesticides in arable soil of Liaocheng city, including BHCs and DDTs, were analyzed using field sampling method and interior measurement and the difference of the residues of organ chlorine pesticides in eight counties of Liaocheng city were investigated by multivariate statistical analysis method. The results showed that every organic chlorine pollutant has different detected rate and the detectable rate of BHC, the primary compound of BHCs, has reached 52.21% and average residual amount is 10.41g/kg; the detectable rate of p, p-DDE, the primary compound of DDTs, has reached 94.12% and average residual amount is 74.16g/kg.The residue of OCPs is highest in Linqing city and the pollution is severe and others are light. The difference of residual amount of DDTs between Linqing and other cites of Liaocheng is significant and others are not. Key words：Liaocheng city；Organ chlorine pesticides；Residual amount；Polluted difference 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 聊城市耕地土壤有机氯农药残留在地域间的聊城市耕地土壤有机氯农药残留在地域间的 差异研究差异研究 前言前言 人类从 20 世纪 40 年代开始大量的使用农药除虫除草，挽回大量的农产品 的损失。在 1940 年前后开始使用滴滴涕（DDTs）和六六六（BHCs）等有机氯 农药（Organochlorine Pesticides，OCPs） ，由于它们价格便宜，并具有长效杀虫 能力，因而很快推广，成为最主要的农药品种。有机氯农药有持积累性，不易降 解，稳定性强和高生态毒性，大量使用不仅直接造成对农作物的污染，同时农药 残留在水、土壤中，通过食物进入人体，危害健康。有机氯农药的化学性质非常 稳定，在生物体内不易分解，它可通过食物链进入人体，在人体中日积月累，而 人体又不能通过新陈代谢把它排出体外，因此，人体内的有机氯农药含量会越来 越高，达到一定程度就会发生中毒现象。 20世纪70年代，全球范围内全面禁止有机氯农药的使用，我国于1983年全面 禁止使用OCPs。20 多年来累计使用的BHCs 约40 多万吨,是同期国际用量的3 倍多；DDTs 约40 多万吨,占国际用量的20 %。OCPs 用量的80 %以上进入环境, 造成了大面积的环境污染。其污染状况为东南中部西北1 。土壤是有机氯农药 残留的主要介质之一，随着农药在土壤中不断的蒸发、扩散、转化，其残留量随 着时间的推移不断的下降。20 世纪70 年代，我国OCPs 使用量最大的棉田土壤 中BHCs 和DDTs的残留量分别为1.1168 mg/kg 和0.180mg/kg ,1980 年全国农田 耕层土壤BHCs 和DDTs 残留总量均值分别为0.1742mg/kg 和0.1419mg/kg。1985 年,全国农田耕层土壤BHCs 和DDTs 总体残留水平分别降至0.11810.1254mg/kg 和0.1220.1273mg/kg2 。 山东聊城市是鲁西地区粮食生产的重要基地之一，其土壤质量的优劣直接决 定农产品的质量。为了全面地比较分析聊城市耕地土壤中BHCs和DDTs的污染状 况，本研究通过调查聊城市八个县市有机氯农药的残留量，对聊城各县市的耕地 土壤的污染状况做了综合的评价，并分析了不同地区耕地土壤中BHCs和DDTs残 留量的差异，从而为聊城市OCPs的污染防治提供科学的理论依据。 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 1 研究区域概况研究区域概况 聊城市地处经济发达的山东省，居鲁西，临河南、河北，位于华东、华北、 华中三大行政区交界处。共包括东昌府区、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。市境地处黄河冲击平原，地势西南高、东北低， 具有高地、缓平坡地、洼地相间的微地貌格局,土壤以沙土、壤土和黏土为主。 属于暖温带季风气候区，半干燥大陆性气候。气候适宜，光照充足，全年光照时 数在24632741h之间，无霜期200天左右。全市耕地面积70.01万hm2，人均耕地 面积1.49亩，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 生产基地3。 2 分析与评价方法分析与评价方法 2.1 样品的采集与测定样品的采集与测定 2.1.1 布点与采样布点与采样 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, 在1: 25 万 聊城市电子地图上统一划分8km8km 的网格，网格中心点即为调查点位，共布 设136个土壤样点（图1） 。采取深度为020 cm土壤表层样品，采取多点采样混 合法，即在一定面积的土壤表层采集1015个点的土样形成一个土壤混合样，采 用四分法留取30g装入棕色玻璃瓶迅速带回实验室冷冻（-20 ）保存。 图 1 聊城市耕地土壤调查采样点分布 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 Figure 1 Sampling distribution in arable soil from Liaocheng 2.1.2 监测项目监测项目 土壤样品中BCHs的异构体-BHC、-BHC、-BHC和-BHC，以及DDTs的 代谢物、异构体p，p-DDE、p，p-DDT、 p，p-DDD、和o，p-DDT等8种有机 氯农药在耕地土壤中的残留量。 2.1.3 样品的预处理与测定样品的预处理与测定 将冷冻保存的土样放在阴凉通风处自然风干，剔除其中的植物残体、石子、 颗粒，生物体以及各种残渣。用玛瑙研钵研磨，将其过20目筛。利用ASE萃取技 术提取土样中的有机氯化合物，即称取20g土样，用正己烷/丙酮（11）提取，提 取液用适量浓硫酸洗涤至无色，氮吹定容至10ml。采用GC - ECD方法测定有机 氯化合物的含量。 2.2 污染评价分析污染评价分析 2.2.1 评价标准评价标准 本次调查的136个样点均为用于农业生产的旱地土壤，因此选用土壤环境 质量标准 （GB 15618-1995）中旱地的二级标准限值为本次评价的标准。如表1 所示。 表1 土壤中有机氯农药残留质量评价标准值 Table 1 The 2nd level of National Soil Environment Quality Standard of residual heavy metals and pesticides 土壤 pH 值DDTs（mg/kg）BHCs（mg/kg） 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总体污染概况总体污染概况 表3 聊城市耕地土壤中DDTs和BHCs残留状况 Table 3 Concentration of DDT and BHC in arable soil samples from Liaocheng 名称 检出率 （%） 平均值 （g/kg） 最大值 （g/kg） 标准偏差变异系数 - BHC 11.760.365.471.032.86 - BHC 52.2110.4149.3412.381.19 - BHC 0.730.0912.881.1011.67 - BHC 2.200.2914.321.956.72 BHCs59.811.1652.2512.491.12 o，p- DDT10.293.22172.0216.085.00 p，p- DDT33.8234.372769.0238.416.94 p，p- DDE94.1274.161518.42184.072.48 p，p- DDD33.0917.011429.81122.977.23 DDTs95.2128.754451.06436.343.39 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 由表3可以得出BCHs各异构体在59.8%的土样中均有不同程度的检出，BHCs 的平均含量为11.16g/kg。与国外的一些地区相比，例如：聊城地区BHCs的残留 量在052.25g/kg之间，而波兰科拉科夫地区土壤中的残留量的最大值高达 2400g/kg；与国内的一些地区相比，例如呼和浩特、福建等地，BHCs的残留量 均大于聊城地区（表） 。六六六的各异构体中- BHC的检出率最高，高达 52.21%。残留量也最高。这是因为 - BHC水溶性、挥发性较低,稳定性较高,难 以生物降解,是4种异构体中最稳定的一种5。各异构体残留量的大小顺序为- BHC-BHC-BHC-BHC。 表4 各地区土壤中有机氯农药残留 Table 4 Concentration of BCHs in soil from different areas 地区名称BCHs 的残留量（g/kg） 波兰科拉科夫64. 32400 南京72. 7130. 6 福建8080. 7 呼和浩特940830 西藏100. 675. 38 表5 不同地区土壤中DDTs残留量比较 Table 5 Comparison on the concentration of DDTs in soil from different areas 地区残留量(g/kg)地区残留量(g/kg) 江西省0. 050. 69Alabama USA150. 8517. 3 广东省11nd157. 75印度India1613. 0238. 0 浙北地区121. 50362. 84罗马尼亚Romania179. 01 542. 2 天津市130. 07972. 24德国1823. 7173. 0 黄淮海地区14nd126. 37哥伦比亚193 119. 0 注：nd表示未检出。 DDTs在95.2%的样品中都有检出，DDTs的平均含量为128.75g/kg，占 OCPs 总残留量的88. 58%, 是聊城土壤中OCPs污染的最主要物质。与国内其他 地区相比, 其残留水平居中（表5） 。但聊城地区土壤中DDTs农药的残留量未超 过有机氯农药在土壤中残留量的二级标准值，由此可以说明聊城地区的农药残留 量并未超标。各异构体中检出率最高的是p，p- DDE，检出率为94.12%。土壤中 DDT的降解途径有2种:在好氧条件下DDT被微生物降解的主要产物为DDE；在厌 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 氧条件下被转化为DDD,其降解途径为DDTDDEDDD或者是DDTDDD20。 聊城市耕地土壤中DDT的4种衍生物中, p，p- DDE残留量最高，这是因为聊城地 区耕地土壤多为旱地，水稻田，渍水田等厌氧的土壤地区少。 有研究表明，化合物变异系数大于0.89，则属于强变异的物质。有表3得知： BHCs和DDTs的变异系数均大于0.89，全部属于强变异。其中变异系数最大的- BHC，高达11.67。这种现象多发生在农业欠发达国家或地区，总体反映了农药 使用的无序性，多为零散性生产管理模式，大型集约化管理出现这种情况的可能 性要低得多21。 3.2 不同县市不同县市OCPs污染差异污染差异 3.2.1 综合因子污染指数分析综合因子污染指数分析 表6 聊城市8个县市耕地土壤有机氯农药综合污染指数 Table 6 Comprehensive pollution index of OCPs in arable soil from 8 countries of Liaocheng 县市 -BHC-BHC-BHC-BHC o，p- DDT p，p- DDT p，p- DDE p，p- DDD 东昌府0.0040.0630.0000.0000.0180.09460.7220.048 阳谷县0.0040.0550.0000.0000.0220.0570.4460.029 莘县0.0050.0720.0000.0200.0190.0270.3020.013 茌平县0.0040.0610.0000.0000.0000.0710.4030.034 东阿县0.0040.0440.0000.0000.0200.0770.2830.025 冠县0.0000.0210.0000.0200.0410.2241.1100.109 高唐县0.0080.0250.0000.0000.0390.1750.3530.077 临清市0.0050.0470.0180.0000.2453.9272.1812.028 BHCs和DDTs各异构体对聊城市各县市耕地土壤的污染程度各不相同。由表 6可知，各县市耕地土壤中p，p- DDE 异构体对耕地土壤的污染程度最大，- BHC的污染最轻。临清市DDTs的污染最严重，其中p，p-DDT的综合污染指数大 于3.0，表明土壤已受到重度污染；p，p- DDE和p，p-DDD的污染指数大于2.0， 但小于3.0，表明该地区的耕地土壤已受到中度的污染，作物的果实中也有一定 的农药残留量，其可以通过食物链在人畜等高等动物的体内蓄积，从而危害人类 的身体健；冠县p，p- DDE的综合污染指数为1.11大于1.0，但小于2.0，说明该地 区的耕地土壤已受到轻度的污染，土壤中的有机氯农药的含量已能够影响作物的 正常生长；东昌府区p，p- DDE的综合污染指数为0.722大于0.7，但小于1.0，表 明p，p- DDE的污染已达到警戒限，但是土壤尚清洁，对农作物的正常生长没有 影响。其他地区BCHs和DDTs各异构体在耕地土壤中的综合污染指数均小于0.7， 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 表明有机氯农药对耕地土壤的污染并未超标。初步认为，导致聊城市各地区 OCPs污染差异的原因多为历史，耕作方式的不同等众多原因所引起的。 3.2.2 单因子方差分析单因子方差分析 选择方差分析方法进一步定量的比较 8 种化合物在聊城市 8 县市之间的宏观 差异，表 7 即为 8 种化合物的残留量差别的方差分析表。 表 7 各县市间有机氯残留量差异的单因子方差分析结果 Table 7 Intraclass mean-square of individual OCPs from Liaocheng -BHC-BHC-BHC-BHC o，p- DDT p，p- DDT p，p- DDE p，p- DDD F1.2155.9681.1621.0742.1011.4463.3111.433 P0.2990.0000.3290.3840.0480.1930.0030.198 注：P 为方差齐次概率，P0.05 非显著差异；P p，p-DDT p，p-DDD o，p-DDT。 结论结论 聊城市各县市区的各个采样点的有机氯农药各个异构体在耕地土壤中残留量 未超过国家土壤环境质量二级标准的限值- 0.5 mg/kg，但OCPs对临清市耕地土壤 中的综合污染指数超过标准值，说明临清市有机氯农药的残留量超标。BHCs各 异构体在耕地土壤中的检出率以 - BHC （52. 21%）最高，DDTs各异构体在土 壤中的检出率以p，p-DDE（94.12%）最高。东昌府区与聊城市各县市之间- BHC在耕地土壤中的残留量存在显著性差异。临清市农药的残留量最高，污染最 为严重，对农作物存在潜在的威胁，同时临清市-BHC和DDTs各异构体的残留 量与其他各县市区的残留量存在明显的差异，其他有机氯农药在各县市之间的残 留量差异不显著。 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 11 参考文献参考文献 1 Wang Tieyu,Lu Yonglong,Zhang Hong,Shi Yajuan.Contamination of Persistent Organic Pollutants (POPs) and Relevantmanagement in China. 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