岩溶地下河中HCHs和DDTs的分布特征与健康风险评价

中国环境科学2010,30(6)：802~807ChinaEnvironmentalScience岩溶地下河中HCHs和DDTs的分布特征与健康风险评价胡英,祁士华*,兰兰,张婉珈,齐书蕾(中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北武汉430074)摘要：为研究岩溶地区水环境中有机氯农药对人体健康产生的潜在危害风险,对广西、云南、重庆和贵州地下河中的HCHs和DDTs进行了检测,并应用水环境健康风险评价模型对其进行了健康风险的评价.结果表明,HCHs在广西、云南、重庆和贵州的岩溶地下河中的含量平均值分别为3.39,4.60,15.18,19.06ng/L;DDTs在相应地区的平均浓度分别为1.36,3.01,13.41,15.05ng/L.从HCHs和DDTs的组成特征来看,云南、广西HCHs主要由早期残留引起,重庆和贵州部分地区存在新的输入源;云南和贵州DDTs可能是既往施用史形成,广西及重庆则可能存在新的污染源.通过健康风险评价模型计算,研究区地下河中的有机氯农药对人体造成的健康风险危害处于较低水平.关键词：岩溶；地下河；有机氯农药；健康风险评价中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1000-6923(2010)06-0802-06DistributionandhealthriskassessmentofHCHsandDDTsinundergroundriverofkarst,SouthwestChina.HUYing,QIShi-hua*,LANLan,ZHANGWang-jia,QIShu-lei(1.KeyLaboratoryofBiogeologyandEnvironmentalGeology,MinistryofEducation,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China).ChinaEnvironmentalScience,2010,30(6)：802~807Abstract：Toexplorethepotentialhealthyhazardsoforganochlorinepesticidesinthekarstareas,HCHsandDDTsfromundergroundriversofGuangxi,Yunnan,ChongqingandGuizhouweredetected,andhealthrisksassociatedwiththeseorganicpollutantswereassessedprimarilybyanassessmentmodelofwaterenvironmentalhealthrisk.TheaverageconcentrationsofHCHsinGuangxi,Yunnan,ChongqingandGuizhouwere3.39,4.60,15.18,19.06ng/L,respectively;andtheaveragedconcentrationsofDDTsinthetheseregionswere1.36,3.01,13.41,15.05ng/L,respectively.DistributioncharacteristicsofHCHsandDDTsisomerssuggestedtheHCHsofYunnanandGuangxiweremainlyfromtheearlyresidue,whiletherewerestillsomefreshinputsatmostsectionsinChongqingandGuizhou;forDDTs,inYunnanandGuizhou,therewereresultofhistoryusingprobably,whileinGuangxiandChongqing,theremaybesomenewsource.Basedonthemodelofwaterenvironmentalhealthriskassessment,thehealthriskcausedbyorganochlorinepesticideswaslowinthestudyingarea.Keywords：karst；undergroundriver；organochlorinepesticides；healthriskassessmentHCHs和DDTs是有机氯农药的重要代表,曾在农林防治方面发挥过重大作用,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性等特点,能够导致生物体内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、神经行为和发育紊乱等严重疾病,已成为全球性的环境污染物,其健康危害也越来越引起重视[1].尽管我国于1983年已禁止使用,但历史积累的有机氯农药通过多种途径进入环境,并在不同环境介质间迁移转化,在国内土壤、水体及生物等中仍有不同程度的检出[2].地下河是岩溶地区主要的水资源载体[3],也是城乡供水的重要水源.然而随着地表水和土地利用发生变化,地下河水质环境日益恶化[4],有机氯农药和多环芳烃等持久性有机污染物已经在岩溶地区普遍出现[5].目前,国内外对于有机氯农药污染的研究主要集中在非岩溶地区[6],针对岩溶地区的研究甚少.本文对重庆、贵州、云南和广西等西南典型岩溶地区地下河中HCHs和收稿日期：2009-10-12基金项目：西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究(1212010813111)*责任作者,教授,[e-mail]6期胡英等：岩溶地下河中HCHs和DDTs的分布特征与健康风险评价803DDTs的污染现状进行大范围调查,并对其造成的健康风险进行初步评价.1材料与方法1.1样品采集于2008~2009年间,根据地下河的分布、出露情况以及附近污染源的情况等进行地下河水样的采集,采样点基本情况如表1所示.共对22条主要地下河进行表层水样的采集,每个水样采集1.5L,共采集水样39份.1.2仪器与试剂主要仪器:气相色谱仪(HP6890型,Agilent公司);RE-52型旋转蒸发器(LABOROTA4000,德国Heidolph);索氏抽提器、分液漏斗、平底烧瓶、硅胶/氧化铝层析柱(300mm×10mm玻璃柱)和鸡形瓶(奥普化玻实验设备有限公司).表1采样点基本情况Table1Thebasicsituationofsampling地区河流名称采样数地理位置地区河流名称采样数地理位置E:109°26′19.1″N:24°16′36.7″E:106°35′1.3″N:29°25′23.7″柳州鸡喇地下河2E:109°25′32.4″N:24°16′38.5″E:106°28′1.6″N:29°28′53.1″E:109°25′54.4″N:24°16′30.6″E:106°35′28.9″N:29°30′14.1″大龙潭地下河2E:109°24′18.3″N:24°16′55.2″南山老龙洞地下河4E:106°34′55.0″N:29°25′23.7″E:106°53′5.8″N:24°28′14.5″E:108°6′21.8″N:29°17′21.9″E:106°57′16.0″N:24°41′0.4″E:108°6′27.9″N:29°17′57.4″凤山县坡心地下河3E:106°52′12.6″N:24°33′34.6″彭水县靛水地下河3E:108°7′45.8″N:29°19′54.7″武鸣灵水地下河1E:108°15′53.8″N:23°9′7.1″彭水狗儿泉地下河1E:108°21′4.4″N:29°28′26.0″德宝那造地下河1E:106°39′29.4″N:23°18′36.3″涪陵大龙洞地下河1E:107°35′46.8″N:29°41′55.3″靖西禄峒地下河1E:106°23′11.4″N:23°6′1.9″涪陵区建峰地下河1E:107°30′48.6″N:29°33′44.3″广西湖润地下河1E:106°41′4.2″N:22°57′24.8″E:107°35′15.8″N:29°46′30.0″E:114°23′41.3″N:30°20′8.8″涪陵洞口湾地下河2E:107°34′18.4″N:29°45′55.7″喷水洞地下河2E:108°38′33.9″N:25°10′7.6″E:107°0′27.6″N:29°4′32.0″E:102°40′42.5″N:24°6′16.2″南川庆园地下河2E:107°0′13.2″N:29°5′1.0″云南通海地下河2-E:107°36′41.6″N:29°47′9.0″HL513地下河1E:106°13′40.3″N:27°17′33.4″涪陵老场地下河2E:107°37′6.1″N:29°47′19.0″大鱼洞地下河1E:105°34′4.1″N:27°8′55.9″E:106°59′4.7″N:29°6′13.6″贵州S054地下河1E:106°10′9.0″N:27°25′52.4″南川滩湾地下河2E:106°58′58.7″N:29°6′18.9″重庆青木关地下河1E:106°19′40.9″N:29°40′16.4″E:106°17′35.9″N:29°41′7.8″重庆北碚青木关地下河2E:106°31′19.6″N:29°40′51.9″注:-表示无信号采样所用的玻璃器皿为棕色玻璃瓶,使用前都经过重铬酸钾洗液浸泡,再依次用自来水、蒸馏水冲洗干净,干燥后待用.水样采集时先用当地的河水清洗3次,避免器皿自身的污染.样品采集后立即密封送入实验室,-20℃冷冻保存至分析.试剂:有机氯农药混合标样(美国UltraScientific公司);二氯甲烷、正己烷和丙酮(Tediacompany,INC,色谱纯);无水硫酸钠(国药集团化学试剂有限公司,分析纯);硅胶、氧化铝吸附剂(上海纳辉干燥试剂厂).1.3样品的前处理根据美国EPA8080A检测有机氯农药的标准方法[7]进行样品处理.量取1L水样于分液漏斗中,加入25mL二氯甲烷及回收率指示物TCMX和PCB209,用二氯甲烷重复萃取3次.将收集到的液体在旋转蒸发仪上(36℃)浓缩至约5mL,将浓缩液通过硅胶/氧化铝层析柱(体积比1:2)进行净化分离,用25mL的二氯甲烷/正己烷(体积比2:3)混合液淋洗柱体.淋洗液再次旋转蒸发浓缩至0.5mL,然后转移至804中国环境科学30卷2mL的细胞瓶中,在吹氮仪上浓缩至0.2mL,加入内标化合物五氯硝基苯(PCNB)待分析.1.4GC-ECD测试条件定量分析在气相色谱仪(配Ni63-ECD检测器)上进行,色谱柱为HP-5石英毛细管柱(30m×0.32mm×0.25µm);载气为高纯氮气,流速为2.1mL/min;进样口温度290℃,检测器温度300℃,采用无分流进样;升温程序为:初始温度100℃,保持1min后以4℃/min升至200℃,以2℃/min升至230℃,再以8℃/min升至280℃,保持15min.进样量2µL,内标法定量.色谱数据以Agilent色谱工作站处理,化合物的定量采用6点校正曲线法进行.1.5质量保证与质量控制每个样品在索氏抽提前加入回收率指示物TCMX和PCB209,以监测试验过程中的损失.每批样品分析一个方法空白样,空白样中目标化合物低于仪器检出限,加分析一个平行样,以确认测试结果的再现性.使用本方法所得的回收率范围为72%~103%,平均值为85%,所有样品均经过回收率校正.2结果与讨论HCHs、DDTs浓度如表2所示,其大小在各采样点基本表现为广西云南重庆贵州,其中HCHs在各地区的含量范围分别为n.d.~6.16ng/L,3.36~5.83ng/L,2.26~32.45ng/L,14.87~21.38ng/L,相应的平均值分别为3.39,4.60,15.18,19.06ng/L;DDTs浓度分别为0.10~3.93ng/L,2.18~3.83ng/L,0.33~35.25ng/L,12.55~16.21ng/L,相应的平均值分别为1.36,3.