喹硫磷

废弃农药厂土壤和地下水中有机磷农药的健康风险评价

贺小敏;施敏芳;李爱民;沈帆

【摘要】采用气相色谱氮磷检测器法测定了某废弃农药厂土壤和地下水中有机磷

农药(OPPs)的含量,并用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价方法,对该场地土

壤和地下水中OPPs引起的健康风险进行了初步评价.结果表明,土壤、地下水中

∑OPPs的检出浓度范围分别为1.3～1129g/kg和48.0～149.2ng/L,点位检

出率分别为73％、100％.土壤和地下水中OPPs的非致癌总风险指数均小于l,致

癌总风险指数均在10-4以下.根据USEPA的建议值,初步认为该场地土壤和地下水

中OPPs不会对人体产生明显的健康危害.

【期刊名称】《中国环境监测》

【年(卷),期】2014(030)002

【总页数】4页(P76-79)

【关键词】有机磷农药;土壤;地下水;健康风险评价

【作者】贺小敏;施敏芳;李爱民;沈帆

【作者单位】湖北省环境监测中心站,湖北武汉430072;华中农业大学食品科学技

术学院,湖北武汉430070;湖北省环境监测中心站,湖北武汉430072;湖北省环境监

测中心站,湖北武汉430072;湖北省环境监测中心站,湖北武汉430072

【正文语种】中文

【中图分类】X825

有机磷农药(OPPs)是目前中国农药市场份额最大、在农业活动中使用最广的一类

杀虫剂。由于OPPs具有一定的有效起始活性和残留活性,因而对生态环境及人体

健康可能构成潜在的风险与威胁。OPPs中的马拉硫磷、乙基对硫磷等已被日本等

国列入“环境激素黑名单”[1]。中国68种环境优先污染物黑名单中，OPPs占5

种，分别为敌敌畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、敌百虫。

近年来,许多城市正将一些污染较重的工业企业搬出人口密集城区。拆迁后的原工

业场地往往规划为商业或居住用地。这些工业场地在长期的工业生产活动中往往受

到不同程度污染,为保护人体健康,在转化使用功能前,需要对场地土壤和地下水进

行环境银杏蜜环 风险评价[2]。

目前,国内对OPPs的健康风险评价多集中在河口、海湾等水体[3-4],对废弃工业

场地土壤和地下水中OPPs的风险评价研究得较少。以湖北某农药厂搬迁后场地

为研究对象,借鉴国内外污染场地风险评价方法,评价企业搬迁后土壤和地下水中7

种OPPs(敌敌畏、乐果、二嗪农、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷、喹硫磷)对人

体健康存在的潜在风险,为实施污染场地环境无害化管理和城市环境安全提供一定

的参考。

1实验部分

1.1采集与分析

采用随机布点法在湖北某废弃农药厂(曾以生产OPPs为主，已废弃多年)采集15

个土壤样品(0～20cm表层样)和8个地下水样。采样时用棕色玻璃瓶装,样品在

4℃暗处保存。土壤样品经冷冻干燥后,用磨土机研磨后过2mm不锈钢筛备用。

水样在7d内萃取,萃取液4℃避光保存,30d内进行分析测定。

土壤样品：采用加速溶剂萃取和凝胶渗透净化[5-6],称取10g冻干土样,用适量硅

藻土混匀后装入33mL萃取池,以二氯甲烷-丙酮(V∶V=1∶1)混合溶剂在100℃、

103.4kPa条件下静态提取5min,萃取液经全自动凝胶渗透色谱仪净化浓缩定容

至5mL，进行GC-NPD分析。

地下水样：取500mL水样于1L分液漏斗中,加入5gNaCl振荡溶解,再加入

50mL二氯甲烷,振荡萃取10min,静置5min后转移出二氯甲烷相,再加入

50mL二氯甲烷,重复上述操作。有机相用无水硫酸钠干燥后,氮吹定容

至1mL后进行GC-NPD分析。土壤和地下水中7种OPPs的方法检出限分别为

0.05～0.2g/kg和0.1～1.5ng/L，加标回收率分别为62.1％～83.2％、

90.5％～105％。

GC-连接符号怎么打 NPD分析条件：7890A型气相色谱仪(配自动进样器和氮磷检测器，美国)；

DB-5毛细管色谱柱(30mm0.25mm0.25m)；进样口温度：220℃；柱温：

初始温度120℃,保持5min,再以10℃/min上升至180℃,保持20min,再

以30℃/min上升至250℃,保持10min；检测器温度：300℃；柱流速：

1mL/min;氢气流速：3mL/min;空气流速120mL/min;尾吹气(N2)流

速:11mL/min；进样方式为不分流；进样量1L。

1.2健康风险评价

1.2.1暴露评估

参照《污染场地风险评估技术导则》和文献[7-8]中推荐的USEPA商值评估方

法,对该场地土壤中OPPs通过不同途径(经口摄入、皮肤接触和呼吸摄入)引起的

健康风险进行评估。

因不慎经口而摄入土壤污染物的CDI：

(1)

因皮肤接触而摄入土壤污染物的CDI：

CDI皮肤接触=

(2)

因呼吸土壤尘而摄入土壤污染物的CDI：

(3)

式中：CDI为长期日摄入剂量,mg/(kgd)；CS为污染物在土壤中的浓度,mg/kg；

IR为土壤摄入量或空气摄入量,取200mg/d(或m3/d);CF为转换系数,取10-

6kg/mg;EF为暴露频率,取350d/a;ED为暴露年限,对于非致癌物取30a,致癌

物取70a;BW为体重,取53.1kg;AT为平均暴露时间,非致癌物取2190d;SA

为可能接触土壤的皮肤面积,取5700cm2/d;AF为土壤对皮肤的吸附系党费自查报告 数,取

0.2mg/cm;ABS为皮肤吸收系数,取0.1;PEF为土壤尘产生因子,取

1.316109m3/kg，以上参数值取自《污染场地风险评估技术导则》推荐值(以成

人为评价对象)。

地下水中的污染物可能通过各种途径进入人体,进而对人体健康构成潜在危害[9-

10]:①饮用受污染地下水而吸收;②使用受污染地下水作为清洗用途,水中有害物

质汽化后经吸入或皮肤接触吸收(这里仅考虑经饮水和皮肤接触2种途径对人体造

成的健康风险)。

因不慎经口而摄入地下水中污染物的CDI：

(4)

使用受污染地下水作为清洗用途,因皮肤接触而摄入污染物的CDI：

(5)

(6)

式中：CW为污染物在地下水中的浓度,mg/L；U为日饮用水量，取2L/d；Asd

为人体表面积，取16600cm2；FE为洗澡频率，取0.3次/天；TE为洗澡的时间，

取0.4h；f为肠道吸附比率，取1；k为皮肤吸附参数，取0.001cm/h；为每

种污染物的延滞时间，假设为1h；以上参数的取值来自文献[11]和《污染场地风

险评估技术导则》推荐值。

1.2.2风险表征

目前，常采用USEPA推荐的模型对污染物进行健康风险评价，分为非致癌风险和

致癌风险。非致癌风险通常用风险指数(HI)进行描述，其定义为由于暴露造成的长

期日摄入剂量与参考剂量的比值，可用式(7)计算：

(7)

式中：RfD为污染物的参考剂量，mg/(kgd)。

致癌风险通常用风险值(Risk)表示，其定义为长期日摄入剂量与致癌斜率因子的乘

积，表示暴露于该物质而导致的一生中超过正常水平的癌症发病率,可用式(8)计算：

Risk=CDISF

(8)

式中：SF为污染物的致癌斜率因子,(kgd)/mg。

由USEPA网站查得敌敌畏、乐果、二嗪农、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷和喹

硫磷的RfD值分别为0.0005、0.0002、0.0007、0.00025、0.小学生网课 02、0.006、

0.0005mg/(kgd)；敌敌畏SF值为0.29(kgd)/mg[12]。

因致癌污染物也具有非致癌危害效应,在计算非致癌风险时也需计算致癌污染物的

非致癌风险。对同一场地多种污染物的风险,无论致癌风险还是非致癌风险,都必

须累加计算其风险。

2结果与讨论

2.1土壤和地下水中OPPs的测定结果

研究区土壤和地下水中OPPs的测定结果见表1、表2。

表1土壤中OPPs检出情况(n=15)注：“—”表示未检出，下同。农药名称检

出浓度范围/(gkg-1)平均检出浓度/(gkg-1)点位检出率/％敌敌畏——0乐果

——0二嗪农0．5～1．20．820甲基对硫磷2．4～11．04．927马拉硫磷

1．6～1．61．67对硫磷1．3～1125117．767喹硫磷1．2～

1．41．313∑OPPs1．3～1129109．473

表2地下水中OPPs检出情况(n=8)农药名称检出浓度范围/(ngL-1)平均检出浓

度/(ngL-1)点位检出率/％敌敌畏25．2～87．643．850乐果2．4～

14．47．975二嗪农2．0～4．82．750甲基对硫磷——0马拉硫磷——0对硫

磷43．6～120．078．5100喹硫磷——0∑OPPs48．0～149．2109．4100

由表1、表2可以看出,在15个土壤样点中,二嗪农、甲基对硫磷、马拉硫磷、对

硫磷和喹硫磷有不同程度检出,各农药的检出率为7％～67％,检出浓度为0.5～

1125g/kg,各土壤样点∑OPPs检出浓度为1.3～1129g/kg，平均检出浓度

为109.4g/kg,点位检出率达到73％。在8个地下水样中,敌敌畏、乐果、二嗪

农、对硫磷有不同程度检出,各农药的检出率均达到50％以上,其中对硫磷的检出

率达到100％。地下水样中∑OPPs检出浓度为48.0～149.2ng/L,平均检出浓度

为109.4ng/L,与文献报道[13]的浓度水平较为一致，且低于《生活饮用水卫生标

准》(GB5749—2006)中各农药的标准限值。

7种OPPs的亲水性依次为乐果>敌敌畏>马拉硫磷>二嗪农≈甲基对硫磷>喹硫磷>

对硫磷。由于敌敌畏和乐果具有较强的水溶性，很容易通过渗漏进入地下水，造成

地下水有检出。此外农药的疏水性决定了其降解速率，疏水性大，降解速率慢[14]，

在环境中残留期长。相比其他OPPs，研究区土壤和地下水中对硫磷均具有较高的

检出率(≥65％)，可能与其疏水性较大、降解速率较慢等有直接关系。总体而言，

研究区土壤和地下水中OPPs具有检出率高、含量低的特征。

2.2OPPs健康风险评价

对于非致癌风险,当健康风险指数超过1时,认为会对人体健康产生危害。表3为

土壤中OPPs的HI值统计。

从表3可以看出,在土壤样点中,二嗪农、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷、喹硫磷

经3种途径产生的非致癌总风险(HI总)分别为4.110-6～9.710-6、5.410-

5～2.510-4、4.310-10～4.510-7、1.210-6～1.110-3和1.410-5～

1.610-5；将全部OPPs的非致癌总风险进行加和，得到HI总为1.210-6～

1.110-3,其值远低于1,说明该场地土壤中OPPs(二嗪农、甲基对硫磷、马拉硫

磷、对硫磷和喹硫磷)不会对人体产生明显的非致癌健康危害。

表3土壤中OPPs的HI值农药名称HI经口摄入HI皮肤接触HI呼吸摄入HI总

二嗪农2610-6～6210-61510-6～3510-62010-9～4

710-94110-6～9710-6甲基对硫磷3510-5～1610-42010-

5～9110-52610-8～1210-75410-5～2510-4马拉硫磷2

910-7～2910-71610-7～1610-73310-10～1510-94

310-10～4510-7对硫磷7810-7～6810-44510-7～3910-

45910-10～5110-71210-6～1110-3喹硫磷8710-6～1

010-54910-6～5810-66610-9～7710-91410-5～1

610-5∑OPPs7810-7～7310-44510-7～4110-45910-10～

5510-71210-6～1110-3

表4显示了地下水样中OPPs的非致癌风险与致癌风险。由表4可以看出,在地下

水样中,OPPs经皮肤接触引起的非致癌风险(3.910-6～3.710-5)小于经饮水途

径引起的风险(5.610-4～5.410-3),∑OPPs非致癌总风险为5.610-4～

5.410-3,其值低于1,认为其不会对人体产生非致癌健康危害。地下水样中有检

出的OPPs,只有敌敌畏具有致癌效应,其通过饮水摄入和皮肤接触途径引起的致癌

风险分别为2.710-7～9.310-7和1.210-9～4.010-9,均低于USEPA推荐

的可接受的致癌风险指数值(1.010-4),初步认为地下水样中OPPs不会通过皮肤

接触和饮水途径对人体产生致癌风险。

若按照荷兰建设和环境部、瑞典环境保护局和英国皇家学会制定的风险水平来

看,研究区地下水样中敌敌畏引起的最大饮水致癌风险(9.310-7)已接近这3家机

构制定的最大可接受风险水平(1.010-6),应引起有关部门重视,必要时建议采取

相应的措施。

表4地下水中OPPs的HI和Risk值注：“—”表示对应的农药没有致癌风险。

农药名称HI经口摄入HI皮肤接触HI总Risk饮水摄入Risk皮肤接触Risk总敌敌

畏1410-3～5010-39910-6～3410-51410-3～5010-32

710-7～9310-71210-9～4010-92710-7～9310-7乐果3

410-4～2110-32410-6～1410-53510-4～2110-3———

二嗪农8210-5～2010-45610-7～1310-68210-5～2

010-4———对硫磷2110-4～5710-41410-6～3910-62

110-4～5810-4———∑OPPs5610-4～5410-33910-6～3

710-55610-4～5410-32710-7～9310-71210-9～4

010-92710-7～9310-7

3结论

该废弃场地土壤和地下水样中OPPs(敌敌畏、乐果、二嗪农、甲基对硫磷、马拉

硫磷、对硫磷、喹硫磷)的非致癌风险和致癌风险并不严重,不会对人体健康产生明

显的不良影响。但研究仅考虑了7种OPPs的健康风险,对于其他OPPs的联合作

用特征由于缺乏相应监测数据，未能做出明确的风险判断。因此，实际环境中

OPPs总的暴露风险可能要大于该研究的风险值。此外,由于风险评价本身存在许

多不确定因素,故该评价只是一个初步尝试，后期还有待进一步研究。

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