小麦中有机氯农药的来源及分布、积累规律研究

【摘要】： 有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)是持久性有机污染物的一类,也是发现和应用最早的有机合成农药,主要包括滴滴涕、六六六、狄氏剂、艾氏剂、氯丹、七氯等。由于OCPs具有极佳的杀虫效果,使粮食产量得到了极大的提高,有机氯农药便在农业领域得到了广泛的应用。由于高毒性、持久性、生物蓄积性,使得它们可以长期存留在环境中,并可通过土壤、大气、水体等环境介质的作用进入到粮食、蔬菜等农作物及牲畜体内,继而通过食物链进入人体并积累,极大危害了人类健康。因此,研究六六六和滴滴涕在植物中的分布和累积规律,分析其可能来源,可丰富六六六和滴滴涕在生物累积性方面的基础理论,为环境管理及食品安全提供理论依据,具有重要的理论和应用价值。 本研究在详细查阅和系统分析国内外相关研究的基础上,建立了植物和水样中OCPs的分析方法,进一步分析了采样地区小麦、根际土、灌溉水中OCPs的含量和污染情况,对小麦中OCPs的来源进行了识别,探讨了OCPs在小麦体不同组织中的分布和累积规律。 (1)研究建立了用5.0g弗罗里硅土柱(20cm×10mm),用60mL混合淋洗液(乙醚-正己烷=1:9(V:V))以2mL/min的速度淋洗,收集洗脱液后用旋转蒸发仪浓缩并用正己烷进行溶剂替换,用旋转蒸发仪进一步浓缩至1ml的柱净化方法,尽可能消除了气相色谱分析中的干扰物。在气相色谱分析中,采用了弱极性的Rtx-5毛细管柱,优化了色谱的程序升温条件和柱流速,使8种有机氯农药在色谱柱上得到了有效分离。研究结果表明,建立的前处理方法灵敏度高,准确度好,小麦中8种有机氯农药的加标回收率在85.08%～94.38%之间,样品平行测量的相对标准偏差在2.93%～6.80%;水样中8种有机氯农药的加标回收率在86.35%-110.96%之间,样品平行测量的相对标准偏差在3.24%～11.69%,符合美国EPA标准中回收率(70%～140%)及环境样品精密度相对标准偏差(＜20%)的要求。 (2)采集了5个生长期的小麦样品,分别为分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期,对应采集到了各生长期的根际土和灌溉水样品。小麦中OCPs的浓度为2024.0ng/kg～5011.5ng/kg,小麦所对应的根际土中OCPs的含量范围为9236.8ng/kg～13727.5ng/kg,灌溉水中OCPs的含量范围为74.17ng/L～79.43ng/L。 将根际土、灌溉水与小麦体内OCPs的浓度进行了相关性研究,得出小麦中OCPs的浓度与灌溉水中OCPs的浓度显著不相关,而与根际土中OCPs的浓度显著相关。另外,根据济南市环境监测站测得的济南市区大气中OCPs的浓度较低,有6种都低于检测限,说明济南大气中OCPs的污染并不严重,大气不是小麦中OCPs的主要来源。经过分析,判断小麦中的OCPs主要来自于土壤。 (3)分别对小麦各组织中HCHs和DDTs的含量进行了测定,HCHs在根部的含量为596.1ng/kg～2613.5ng/kg,茎中的含量为379.8ng/kg～691.0 ng/kg,叶中的含量为379.8ng/kg～2166.7ng/kg,穗中的含量为423.4ng/kg～1000.3ng/kg;DDTs在根部的含量为1714.8ng/kg～4298.8ng/kg,茎中的含量为876.4ng/kg～2940.2ng/kg,叶中的含量为1558.1ng/kg～3722.7ng/kg,穗中的含量为1534.2ng/kg～2150.8ng/kg。 将根部HCHs和DDTs的含量与茎、叶中HCHs和DDTs的含量相比,发现小麦根部HCHs和DDTs的浓度要大于地上组织;当考虑到小麦的生物量时,根部HCHs和DDTs的质量却低于地上组织,说明生长稀释对OCPs的积累过程产生重要影响。小麦茎、叶、穗中OCPs的浓度并未发现显著的差异性。 对小麦不同组织中OCPs的含量与脂肪含量的相关性分析可知,两者无显著相关性。分析原因认为植物对OCPs的积累不仅与脂肪的含量有关,还与小麦脂肪中的具体成分、能吸收有机物的木质素等其它组成成分有关。