趙起越 夏夜 鄒本東
摘要 DDT禁用幾十年后,土壤中DDT的歷史殘留依然存在,同時(shí)新興污染源使土壤中DDT污染狀況有所改變。有關(guān)DDT的毒理學(xué)、健康風(fēng)險(xiǎn)評估研究也有了新的進(jìn)展。綜述了近年土壤中DDT的來源、毒性及健康風(fēng)險(xiǎn)最新研究成果,在此基礎(chǔ)上介紹了較成熟的被DDT污染土壤的修復(fù)技術(shù),為土壤中DDT的管控工作提供技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞 土壤;滴滴涕;來源;健康風(fēng)險(xiǎn);修復(fù)
中圖分類號 X 53? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號 0517-6611(2022)03-0012-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.003
Source,Risks and Remediation of DDT in Soil
ZHAO Qi-yue,XIA Ye,ZOU Ben-dong
(Beijing Municipal Ecological and Environmental Monitoring Center,Beijing 100048)
Abstract Decades after DDT was banned,the historical residues of DDT in the soil still exist,while emerging sources of pollution have changed the status of DDT pollution in the soil.Progress has been made in toxicology and health risk assessment of DDT recently.In this paper,source,toxicity and health risk of DDT in soil in the past few years have been reviewed.Moreover,practical remediation technologies of DDT contaminated soil were proposed to provide technical support for the management and control of DDT in soil.
Key words Soil;DDT;Source;Ecological risks;Remediation
基金項(xiàng)目 中央生態(tài)環(huán)境資金項(xiàng)目;北京市土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(2021)項(xiàng)目(BJMEMC-2021051)。
作者簡介 趙起越(1968—),女,北京人,教授級高級工程師,碩士,從事土壤污染物的監(jiān)測分析與評價(jià)研究。
收稿日期 2021-03-31;修回日期 2021-05-24
1874年,二氯二苯三氯乙烷(俗稱滴滴涕,DDT)首次合成成功,1938年化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了DDT的殺蟲性質(zhì)。20世紀(jì)40年代至70年代,各國爭相生產(chǎn)DDT。據(jù)統(tǒng)計(jì),1950—1972年,全球使用DDT達(dá)450萬t,其中中國累計(jì)使用40萬t[1-3]。除了防治傳染病外,DDT主要用于農(nóng)業(yè)殺滅病蟲害,在使用過程中,80%~90%的DDT直接或間接進(jìn)入土壤,殘留在表層及深層的土壤中[4-6]。DDT的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,難以降解,極易吸附在土壤顆粒中,造成殘留,通過生物富集作用進(jìn)入生物體內(nèi),并隨著食物鏈最終進(jìn)入人體[7-9]。發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)70年代初全面禁止使用DDT,而一些發(fā)展中國家由于傳染病防治等原因,一直在使用。我國于1983年禁止使用DDT農(nóng)藥,但以DDT為主成分的三氯殺螨醇仍在使用。DDT因生物和生態(tài)毒性[10-11],被列入《斯德哥爾摩公約》首批禁用的持久性有機(jī)化合物(POPs)名錄,我國也因此加強(qiáng)了對DDT的管控[12]。然而,20世紀(jì)40年代至70年代使用過的DDT還存留在環(huán)境中,對土壤生態(tài)、人體健康的威脅依然存在。同時(shí),以三氯殺螨醇為代表的DDT新配方農(nóng)藥正源源不斷地將DDT持續(xù)輸入環(huán)境,造成更大的危害[13-14]。
1 土壤中滴滴涕的來源
土壤中DDT主要源于農(nóng)藥的施用,噴灑農(nóng)藥時(shí),很大一部分農(nóng)藥直接落到地面或者附著在作物上,經(jīng)風(fēng)吹雨淋進(jìn)入土壤[4-6],在一定條件下降解生成DDE及DDD,它們同樣是內(nèi)分泌干擾物質(zhì),具有慢性毒性[15]。另外,DDT具有一定的揮發(fā)性,農(nóng)藥生產(chǎn)或噴灑地區(qū)的DDT會(huì)分散到大氣中,有些可以吸附在大氣顆粒物上,以顆粒態(tài)或氣態(tài)形式隨大氣遷徙,通過干沉降,或隨雨雪落入土壤中[16],如極地及西藏高原土壤中的DDT就是大氣長距離輸送的結(jié)果[17]。
污水或含有DDT的地表水灌溉也是土壤中DDT的來源之一,有些綠地或農(nóng)田采用污水或再生水灌溉,水中的DDT隨灌溉進(jìn)入土壤,在土壤中形成結(jié)合態(tài)殘留,土壤與水體中的DDT經(jīng)糧食作物的根系吸收和轉(zhuǎn)移,最終通過生物富集和食物鏈對人體健康產(chǎn)生威脅。席北斗等[18]對石家莊汪洋溝污灌區(qū)土壤、作物中DDT殘留進(jìn)行分析,在灌溉水、土壤及玉米籽中均檢出了DDT 。除此以外,DDT還會(huì)以拌種和浸種等形式施入土壤,體內(nèi)含有DDT的死亡動(dòng)植物殘?bào)w遺留在土壤中也會(huì)引起土壤DDT的二次污染[19]。
DDT的生產(chǎn)與包裝垃圾的隨意堆放是土壤DDT污染的另一大來源。20世紀(jì)60年代,人們對DDT的危害沒有清晰的認(rèn)識(shí),農(nóng)藥廠營運(yùn)期間的生產(chǎn)活動(dòng)及原料、產(chǎn)品堆放等對土壤造成了極大污染。DDT使用后的空瓶和藥袋隨意丟棄,其中殘留的DDT原藥經(jīng)雨水淋洗會(huì)進(jìn)入土壤,造成污染。DDT被禁用后,農(nóng)藥廠搬遷或廢棄,包裝DDT的材料沒有專業(yè)部門進(jìn)行收集,散落在土地上,對后續(xù)的土地變更使用產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,其危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于農(nóng)田中DDT農(nóng)藥的施用[20-21]。
近幾年,出現(xiàn)了土壤DDT新的污染源——三氯殺螨醇等新配方農(nóng)藥。三氯殺螨醇是DDT禁用后的一種替代殺蟲劑,它的原料及代謝產(chǎn)物都含有DDT [22]。2017年,三氯殺螨醇已被權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定為致癌物,發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁用,但許多發(fā)展中國家仍在使用。我國1988—2002年每年用于制造三氯殺螨醇的DDT達(dá)4 800 t。三氯殺螨醇等新配方農(nóng)藥已成為土壤中DDT的新輸入源[13-14,23]。
2 土壤中滴滴涕的毒性研究
土壤中DDT的毒性研究集中在土壤動(dòng)物——蚯蚓上,Shi等[24]研究了蚯蚓在DDT污染土壤和對照土壤中的存活、生長、生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)Ⅱ相酶谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)和氧化防御酶過氧化氫酶(CAT)的活性,并與實(shí)驗(yàn)室模擬污染土壤對應(yīng)加入DDT的量進(jìn)行比較,結(jié)果表明,蚯蚓在污染土壤中的死亡率、生長抑制率、GST和CAT活性均顯著高于對照土壤。在土壤中添加高于200 mg/kg的DDT,顯著刺激蚯蚓體內(nèi)的GST和CAT活性,對蚯蚓的生存和生長都有顯著的毒性;在含100 mg/kg DDT的土壤中慢性暴露(42 d)后,也能刺激蚯蚓體內(nèi)的GST和CAT活性。研究證明,DDT對蚯蚓體內(nèi)GST和CAT活性有明顯的誘導(dǎo)作用,并認(rèn)為蚯蚓的存活、生長和細(xì)胞防御反應(yīng)可作為評估土壤中歷史DDT殘留風(fēng)險(xiǎn)的潛在生物標(biāo)志物,可通過實(shí)驗(yàn)室模擬推算實(shí)地污染土壤的健康風(fēng)險(xiǎn)[24]。史雅娟等[25]使用人工養(yǎng)殖的赤子愛勝蚯蚓研究了DDT和三氯殺螨醇對蚯蚓的毒性作用。結(jié)果表明,DDT在急性暴露期對蚯蚓具有一定毒性,14 d半致死劑量(LC50)為484.76 mg/kg,而三氯殺螨醇沒有太多影響;在亞急性及急性暴露期DDT對蚯蚓的生長有明顯抑制作用;DDT與三氯殺螨醇對蚯蚓的生育系統(tǒng)影響明顯,二者顯著抑制蚯蚓的繁殖能力[25]。
DDT細(xì)胞毒性機(jī)理的研究始于20世紀(jì)末,至今已有了很大突破。美國Santini等[26-32]考察了代表性的DDT細(xì)胞毒性的研究報(bào)告,通過使用金標(biāo)抗體和各種熒光膜標(biāo)記物進(jìn)行免疫細(xì)胞化學(xué)試驗(yàn),揭示出DDT暴露與囊泡細(xì)胞器(如微泡和/或細(xì)胞外小體)的細(xì)胞外釋放有關(guān)。他們提出一個(gè)假說,即某些影響甲狀腺自身免疫性的疾病,如Graves病,可能是由抗體對促甲狀腺素(TSH)受體亞單位的反應(yīng)產(chǎn)生的,這些亞單位以微泡形式而不是可溶性形式脫落。DDT的持久、顯著作用導(dǎo)致在甲狀腺細(xì)胞外迅速形成微泡,觸發(fā)對TSH受體的自身免疫,從而導(dǎo)致Graves病的發(fā)生[33]。郎朗等[34]選取乳腺癌 MCF-7 細(xì)胞作為研究對象,對殘留劑量的六氯苯(HCB)、β-六六六(β-BHC)和p,p’-滴滴涕(p,p’-DDT)聯(lián)合后的雌激素效應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了研究。研究表明,在殘留劑量下,HCB、β-BHC 和p,p’-DDT這3種農(nóng)藥單一作用于乳腺癌MCF-7細(xì)胞時(shí),由于劑量較低未能促進(jìn)細(xì)胞增殖。β-BHC +p,p’-DDT組與 HCB+β-BHC+ p,p’-DDT組因存在著交互作用使增殖作用更顯著,且 HCB+β-BHC+ p,p’-DDT組增殖作用強(qiáng)于β-BHC+ p,p’-DDT組。殘留劑量下,β-BHC+ p,p’-DDT 組和HCB+β-BHC+ p,p’-DDT組作用于乳腺癌MCF-7細(xì)胞,使S期細(xì)胞比例明顯高于對照組,細(xì)胞呈明顯的增殖狀態(tài)[34]。
3 土壤中滴滴涕的健康風(fēng)險(xiǎn)研究
根據(jù)美國環(huán)保署(USEPA)規(guī)定的方法,土壤中DDT的人體健康風(fēng)險(xiǎn)以平均每日劑量估算,分為致癌風(fēng)險(xiǎn)與非致癌風(fēng)險(xiǎn)[35-36]。非致癌風(fēng)險(xiǎn)包括土壤攝入、食品攝入及皮膚接觸,以皮膚接觸為主。致癌風(fēng)險(xiǎn)在非致癌風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上添加呼吸吸入,致癌風(fēng)險(xiǎn)以食物攝入為主。近幾年,該方面的研究報(bào)道極少,澳大利亞Juhasz等[37]對人類通過偶然攝入與土壤接觸DDT的生物可利用性展開研究,結(jié)果顯示,DDT的生物可利用性與胃腸道中土壤基質(zhì)DDT的解吸能力和腸上皮吸收DDT的能力有關(guān)。他們使用小鼠體內(nèi)模型對土壤中DDT的污染進(jìn)行評估。DDT相對生物利用度(RBA)測試結(jié)果表明,大部分土壤結(jié)合的DDT不會(huì)在攝入后被吸收。研究還進(jìn)行了體內(nèi)外試驗(yàn)比較,在評估體內(nèi)和體外數(shù)據(jù)之間的關(guān)系時(shí),發(fā)現(xiàn)小鼠的生物活體測定結(jié)果與胃腸液吸收池org-PBET結(jié)果有很強(qiáng)的相關(guān)性。Juhasz等[37]認(rèn)定DDT RBA可以用org-PBET體外方法測定;體外方法更加快速、有效且經(jīng)濟(jì),為風(fēng)險(xiǎn)暴露評估提供了新的途徑。
土壤中DDT的風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)用報(bào)道較多——即根據(jù)土壤中DDT的含量估算環(huán)境中人體健康的風(fēng)險(xiǎn)。如潘麗麗等[38]研究了長江三角洲地區(qū)農(nóng)田土壤及種植蔬菜中DDT對人體的健康風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果顯示DDT對兒童和成人非致癌風(fēng)險(xiǎn)的樣品比例分別為 1.1%和 0.7%,所有樣品的致癌風(fēng)險(xiǎn)級別非常低;Ma等[39]采集陜西襄汾縣的128個(gè)表層土壤樣品,進(jìn)行其中DDT殘留測試,發(fā)現(xiàn)主要污染物為p,p’-DDT,風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)表明,該地區(qū)土壤中的DDT對成人和孩子都沒有長期、嚴(yán)重的健康影響。墨西哥的東南地區(qū)為防止瘧疾的傳播,1957—2000年間每隔半年噴灑一次DDT以殺死成熟蚊子。有研究者選取墨西哥Tabasco從事農(nóng)業(yè)、漁業(yè)的9個(gè)社區(qū)進(jìn)行室內(nèi)外土壤檢測,抽取相應(yīng)區(qū)域的成人和孩子血液進(jìn)行分析。研究表明,香蕉種植地土壤中DDT含量最高,漁業(yè)其次;室內(nèi)塵土DDT含量比室外高1 000倍,同齡孩子的血液調(diào)查顯示,墨西哥東南區(qū)域比美國孩子血液中DDT含量高25倍,說明歷史防治瘧疾造成的土壤中DDT殘留對孩子存在很高的健康風(fēng)險(xiǎn)[40]。我國榮素英等[41]選取2006年4月—2007年6月在唐山市3家醫(yī)院就診的經(jīng)病理學(xué)確診的新發(fā)女性乳腺癌患者及同期住院的非腫瘤、非生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病的女性患者,進(jìn)行 1∶1 配比的病例對照研究,同時(shí)測定血清中有機(jī)氯農(nóng)藥DDT和HCH的含量。研究結(jié)果表明,調(diào)整其他乳腺癌危險(xiǎn)因素后,血清中p,p’-DDE 和p,p’-DDT含量高會(huì)增加乳腺癌的患病危險(xiǎn),表明DDT與乳腺癌的發(fā)病有一定的關(guān)聯(lián)性,依此推測,唐山震后農(nóng)藥的高暴露可能會(huì)增加當(dāng)?shù)厝橄侔┑陌l(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[41]。
4 滴滴涕污染土壤的修復(fù)技術(shù)
在使用的幾十年中,DDT對土壤造成了很大污染。土壤中含量較高的DDT會(huì)通過土—?dú)狻⑼痢巴痢魑锏热拥难h(huán)對人體健康產(chǎn)生威脅。因此,對DDT污染土壤的修復(fù)工作勢在必行。
DDT土壤的修復(fù)技術(shù)主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等。按照修復(fù)地點(diǎn)不同,也可分為原位修復(fù)及異位修復(fù)。
4.1 物理修復(fù) 主要是采用物理手段進(jìn)行污染土壤的修復(fù),包括翻土、換土、填土、熱脫附、淋洗洗脫及等離子體修復(fù)等。其中,翻土、換土、填土結(jié)合其他修復(fù)手段使用較多。淋洗洗脫法是經(jīng)典修復(fù)方法之一,主要是使用DDT溶解度高的表面活性劑、醇類等洗脫劑與土壤充分混合,被吸附的DDT通過多次溶解、乳化等作用從土壤中轉(zhuǎn)移到洗脫劑中,之后,對含有污染物的淋洗液進(jìn)行處理、回收再利用。加拿大的Rios等[42]采用間歇和連續(xù)流動(dòng)2種方式研究了表面活性劑增溶去除土壤中DDT的方法,研究表明,陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉可以提高DDT的去除率,但濃度超過0.1%會(huì)產(chǎn)生不良影響,使用活性炭吸附DDT及其代謝產(chǎn)物對該方法的應(yīng)用具有重要的意義[42]。印度的Husain等[43]使用聚乙二醇辛苯基醚與DDT污染的土漿混合,輔以酸化的鐵粉,經(jīng)8周微生物培養(yǎng),降解了90%的DDT。聚乙二醇辛苯基醚增加了水相中DDT的濃度,使之更易被鐵劑氧化。Ahmed等[44]研究了土壤中DDT在沸石表面的吸附,結(jié)果表明DDT在沸石表面的吸附量為30%,隨著沸石量的增加,DDT吸附率顯著提高;pH對處理效果有很大影響,pH為3時(shí),DDT的吸附效果最好。德國的Neitsch等[45]監(jiān)測了DDT在低污染農(nóng)業(yè)土壤中的遷移情況,使用有機(jī)聚合物表面活性劑處理方法與傳統(tǒng)方案進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,配比適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)聚合物對低濃度DDT的處理效率很高,短期和長期的處理效果都很好[45]。陳海紅等[46]采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體對重度DDT污染土壤進(jìn)行了修復(fù)處理,研究了土壤性質(zhì)參數(shù)對DDT去除效果的影響,發(fā)現(xiàn)采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體對土壤中的DDT去除作用很強(qiáng),去除率隨著處理時(shí)間的增加而升高;當(dāng)處理時(shí)間增加至20 min時(shí),DDT的去除率可達(dá)95.3% ~ 99.9%。
4.2 化學(xué)修復(fù) 化學(xué)修復(fù)是向污染土壤中投入氧化劑,降解土壤中的DDT,以達(dá)到修復(fù)土壤的目的,傳統(tǒng)的氧化劑有Fenton試劑、二氧化鈦(TiO2)、臭氧等。Fenton試劑是H2O2與Fe2+組成的混合溶液,能迅速氧化土壤中的DDT,通常結(jié)合光照,效果更好[47]。近期研究表明,臭氧對土壤中DDT的修復(fù)效果不甚理想,而其產(chǎn)生的羥基自由基可對土壤進(jìn)行很好的修復(fù)。波蘭Balawejder等[48]的研究表明,通入臭氧的生物修復(fù)法適用于紫外-二氧化鈦(UV-TiO2)系統(tǒng),幾個(gè)小時(shí)就能完全消除土壤中的DDT,且產(chǎn)物只有土壤及氧氣,不需要進(jìn)行進(jìn)一步處理。Balawejder 等[49]還提出了一種使用流化床、利用水氣溶膠和臭氧產(chǎn)生的羥基自由基的土壤DDT修復(fù)方法,其將實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的初步試驗(yàn)結(jié)果擴(kuò)大到中試規(guī)模,可將土壤DDT污染水平降低80%。最近,納米零價(jià)鐵(NZVI)修復(fù)土壤中DDT的報(bào)道較多,NZVI可防止土壤中DDT與土壤顆粒的凝結(jié),并增加其在多孔媒介中的流動(dòng)性,對NZVI的表面進(jìn)行改進(jìn),如涂布聚合物,效果會(huì)更好。印度的Singh等[50]用改性NZVI將土壤中的疏水型DDT很快轉(zhuǎn)變成DDD,減少了DDT與土壤的吸附,首次添加NZVI便可去除土壤中40%的DDT,連續(xù)4次添加后可降解土壤中64%的DDT。挪威的Ei-Temsah等[51]使用一個(gè)滲透柱試驗(yàn)考察NZVI去除土壤中DDT的效果,物料平衡表明,NZVI可去除土壤中45%的DDT,經(jīng)水過濾后NZVI 可循環(huán)使用,并能加強(qiáng)處理效果。
機(jī)械化學(xué)修復(fù)是通過摩擦、剪切等不同的機(jī)械力作用方式使受力物體的化學(xué)性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變從而激發(fā)化學(xué)反應(yīng)。國外21世紀(jì)初使用該方法成功修復(fù)了高濃度DDT污染土壤,我國開始較晚,相關(guān)研究主要集中在球磨試劑篩選、影響降解效率的球磨參數(shù)、機(jī)械化學(xué)降解機(jī)理等方面。隋紅等[52]使用行星式球磨機(jī),以高濃度污染土壤為研究對象,對球磨主劑、助劑及雙金屬機(jī)械化學(xué)法進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)氧化鈣(CaO)為最佳球磨主劑,球磨 4 h后,DDTs 去除率達(dá)到99.16%;球磨8 h后DDTs 去除率可達(dá)99.81%;鐵鋅雙金屬體系(Fe-Zn 混合物)對土壤中DDT的降解效果最佳,加入球磨助劑氧化硅(SiO2)或氧化鋁(Al2O3)球磨4? h后,DDTs的去除率超過99.45%。
4.3 生物修復(fù) 生物修復(fù)包括植物、動(dòng)物及微生物修復(fù)等。發(fā)達(dá)國家大規(guī)模開展了植物修復(fù),利用植物提取、降解、過濾、固定土壤中的DDT[53-54]。動(dòng)物修復(fù)是利用土壤動(dòng)物,如蚯蚓和昆蟲吸收和富集土壤中的DDT,并通過自身代謝降解DDT的毒性。微生物修復(fù)是將污染土壤與稻草、麥秸等有機(jī)物混合,利用土壤中降解DDT的微生物對土壤進(jìn)行修復(fù)的方法,該方法成本較低,適用范圍廣,對環(huán)境影響較小。哥倫比亞的Díaz-Fuenmayor等[55]設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究了褐煤(LRC)和溶煤細(xì)菌(CSB)對低有機(jī)質(zhì)土壤中DDT生物有效性的影響。試驗(yàn)表明,使用LRC作為土壤有機(jī)質(zhì)來源處理受DDT污染的低有機(jī)質(zhì)土壤具有很大的應(yīng)用潛力。Liang等[56]在污染土壤中添加污泥,通過間歇曝氣,形成厭氧—好氧循環(huán),提高了DDT的生物修復(fù)效果。污泥不僅增加了土壤中有機(jī)碳的含量,還向土壤中引入高效降解微生物,包括假單胞菌屬、芽孢桿菌屬和鞘氨醇單胞菌屬,DDT的礦化量分別為1.01%、1.30%、1.41%,而好氧方法處理累積礦化率僅0.12%。通常傳統(tǒng)的生物修復(fù)很難保證土壤中的DDT完全代謝成無毒化合物,而且對污染嚴(yán)重的土壤修復(fù)效果不好。最近,出現(xiàn)了一種新興生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù),向土壤環(huán)境中投放經(jīng)過篩選的、對DDT及其降解產(chǎn)物具有高效降解能力的細(xì)菌、真菌或其他菌群,增強(qiáng)土壤環(huán)境體系對DDT及其降解產(chǎn)物的代謝潛力[57-58],從而高效降解土壤中DDT,提高處理負(fù)荷。潘淑穎等[59]通過試驗(yàn)比較了對DDT具高耐受性的Sphingobacterium sp.和白腐真菌,它們在不加入有機(jī)質(zhì)時(shí),21 d后對DDT的降解率均達(dá)到83%。而向土壤中加入有機(jī)質(zhì)后,白腐真菌對DDT的降解效果顯著提高,并表現(xiàn)出較好的環(huán)境適應(yīng)性。生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)生物修復(fù)技術(shù)的不足,是一種很有應(yīng)用價(jià)值的土壤原位修復(fù)技術(shù),與其他修復(fù)方法相結(jié)合,可以大大提高受DDT污染土壤的修復(fù)效率[60-62]。
5 結(jié)語
DDT作為農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和流行病防控發(fā)揮過巨大作用。由于生態(tài)毒性及人體健康風(fēng)險(xiǎn),《斯德哥爾摩公約》將其列在首批禁用的化合物名單中,20世紀(jì)末DDT在世界范圍內(nèi)被禁用。然而,一些發(fā)展中國家因經(jīng)濟(jì)的原因,或者流行病控制的需要,還在繼續(xù)使用。DDT可以隨大氣環(huán)流在全球遷徙,同時(shí),也可作為三氯殺螨醇等新配方農(nóng)藥生產(chǎn)過程的原料、中間體,成為新的土壤DDT的輸送源。另外,由于城市化進(jìn)程的加快,一些搬遷的農(nóng)藥化工廠和農(nóng)藥廢棄包裝堆放處的土地,在二次利用過程中會(huì)面臨DDT土壤污染問題。我國1983年禁用DDT農(nóng)藥后,對土壤DDT的管控工作有所放松,研究工作進(jìn)展緩慢,2016年,“土十條”頒布,相應(yīng)管控標(biāo)準(zhǔn)更新,現(xiàn)有的DDT污染土壤的監(jiān)管工作已不能適應(yīng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求,亟待完善與加強(qiáng)。首先,要對DDT的來源進(jìn)行重新梳理,其次,結(jié)合最新的毒性學(xué)研究成果,對DDT的殘留與危害進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)與評估。此外,對受DDT污染的土壤必須先進(jìn)行修復(fù),才能進(jìn)行二次利用,根據(jù)實(shí)際情況選擇較為經(jīng)濟(jì)有效的修復(fù)方法是消除土壤DDT污染的重要手段。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙玲,滕應(yīng),駱永明.我國有機(jī)氯農(nóng)藥場地污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤,2018,50(3):435-445.
[2] 崔琬琪,鄒紅艷,王中良.中國沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥滴滴涕和六六六的分布特征[J].中國環(huán)境科學(xué),2020,40(8):3595-3604.
[3] MA Y,YUN X T,RUAN Z Y,et al.Review of hexachlorocyclohexane (HCH) and dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) contamination in Chinese soils[J/OL].Sci Total Environ,2020,749[2020-11-07].https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141212.
[4] 趙志杰,曾祥飛,趙靚,等.密云水庫水源保護(hù)區(qū)土壤六六六和滴滴涕的殘留特征研究[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2020,28(4):805-816.
[5] 仲維科,郝戩,孫梅心,等.我國食品的農(nóng)藥污染問題[J].農(nóng)藥,2000,39(7):1-4.
[6] 劉靜,孫金城,孔令紫,等.土壤對滴滴涕的吸附行為及影響因素研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2010,25(5):533-538.
[7] HELOU K,HARMOUCHE-KARAKI M,KARAKE S,et al.A review of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in Lebanon:Environmental and human contaminants[J].Chemosphere,2019,231:357-368.
[8] SILVA V,MOL H G J,ZOMER P,et al.Pesticide residues in European agricultural soils—A hidden reality unfolded[J].Sci Total Environ,2019,653:1532-1545.
[9] 譚華東,趙淑巧,吳東明,等.微量QuEChERS/氣相色譜質(zhì)譜法快速測定土壤中15種農(nóng)藥殘留[J].化學(xué)試劑,2020,42(2):147-153.
[10] TANG X Y,ZHU B,KATOU H.A review of rapid transport of pesticides from sloping farmland to surface waters:Processes and mitigation strategies[J].J Environ Sci,2012,24(3):351-361.
[11] IBHAZEHIEBO K,KOIBUCHI N.Impact of endocrine-disrupting chemicals on thyroid function and brain development[J].Expert Rev Endocrinol Metab,2014,9(6):579-591.
[12] 南淑清,周培疆,戎征,等.典型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能區(qū)土壤中六六六、滴滴涕類農(nóng)藥殘留及其異構(gòu)體分布[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2009,25(6):81-85.
[13] UKALSKA-JARUGA A,LEWIN′SKA K,MAMMADOV E,et al.Residues of persistent organic pollutants (POPs) in agricultural soils adjacent to historical sources of their storage and distribution—The case study of Azerbaijan[J].Molecules,2020,25(8):1-15.
[14] ZENG F M,YANG D,XING X L,et al.Evaluation of Bayesian approaches to identify DDT source contributions to soils in Southeast China[J].Chemosphere,2017,176:32-38.
[15] BRODSKIY E S,SHELEPCHIKOV A A,F(xiàn)ESHIN D B,et al.Content and distribution pattern of dichlorodiphenyltrichloroethane(DDT) in soils of Moscow[J].Mosc Univ Soil Sci Bull,2016,71(1):27-34.
[16] YADAV I C,DEVI N L,SYED J H,et al.Current status of persistent organic pesticides residues in air,water,and soil,and their possible effect on neighboring countries:A comprehensive review of India[J].Sci Total Environ,2015,511:123-137 .
[17] WANG X P,WANG C F,ZHU T T,et al.Persistent organic pollutants in the polar regions and the Tibetan Plateau:A review of current knowledge and future prospects[J].Environ Pollut,2019,248:191-208.
[18] 席北斗,虞敏達(dá),張媛,等.華北典型污灌區(qū)有機(jī)氯農(nóng)藥殘留特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(2):453-464.
[19] 孟慶祥.藥劑處理土壤及藥劑拌種的治蟲意義[J].寧夏農(nóng)業(yè)科學(xué)通訊,1963(2):25-27.
[20] 李國華,葉茂,王利,等.高污染土壤中多組分滴滴涕提取及污染土壤修復(fù)終點(diǎn)的研究[J].分析化學(xué),2015,43(4):604-608.
[21] RODRIGUES A O,DE SOUZA L C,DA SILVA ROCHA C C,et al.Assessment of DDT and metabolites in soil and sediment of potentially contaminated areas of Belém,Amazon region,Brazil[J].Bull Environ Contam Toxicol,2017,99(1):125-130.
[22] QIU X H,ZHU T,YAO B,et al.Contribution of dicofol to the current DDT pollution in China[J].Environ Sci Technol,2005,39(12):4385-4390.
[23] AGAPKINA G I,BRODSKIY E S,SHELEPCHIKOV A A,et al.Transformation and form of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) applied to moscow soils[J].Mosc Univ Soil Sci Bull,2017,72(3):125-131.
[24] SHI Y J,ZHANG Q B,HUANG D Q,et al.Survival,growth,detoxifying and antioxidative responses of earthworms (Eisenia fetida) exposed to soils with industrial DDT contamination[J].Pestic Biochem and Physiol,2016,128:22-29.
[25] 史雅娟,王昕,呂永龍,等.DDT和三氯殺螨醇對蚯蚓的急性和亞急性毒性影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(5):851-857.
[26] SANTINI F,VITTI P,CECCARINI G,et al.In vitro assay of thyroid disruptors affecting TSH-stimulated adenylate cyclase activity[J].J Endocrinol Invest,2003,26(10):950-955.
[27] ROSSI M,DIMIDA A,DELL’ANNO M T,et al.The thyroid disruptor 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)-ethane appears to be an uncompetitive inverse agonist for the thyrotropin receptor[J].J Pharmacol Exp Ther,2007,320(1):465-474.
[28] ROSSI M,DIMIDA A,F(xiàn)ERRARINI E,et al.Presence of a putative steroidal allosteric site on glycoprotein hormone receptors[J].Eur J Pharmacol,2009,623(1/2/3):155-159.
[29] DE GREGORIO F,PELLEGRINO M,PICCHIETTI S,et al.The insecticide 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl) ethane (DDT) alters the membrane raft location of the TSH receptor stably expressed in Chinese hamster ovary cells[J].Toxicol Appl Pharmacol,2011,253(2):121-129.
[30] CALEBIRO D.Thyroid-stimulating hormone receptor activity after internalization[J].Ann d′ Endocrinologie,2011,72(2):64-67.
[31] GIORGI F,AULETTA G.Semiotic tools for multilevel cell communication[J].Biosemiotics,2016,9(3):365-382.
[32] DAVIES T F,LATIF R.Targeting the thyroid-stimulating hormone receptor with small molecule ligands and antibodies[J].Expert Opin Ther Targets,2015,19(6):835-847.
[33] ROSSI M,TADDEI A R,F(xiàn)ASCIANI I,et al.The cell biology of the thyroid-disrupting mechanism of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT)[J].J Endocrinol Invest,2018,41(1):67-73.
[34] 郎朗,董曉琪,狄靜波.有機(jī)氯類農(nóng)藥在殘留劑量下聯(lián)合誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7細(xì)胞增殖的機(jī)制研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2019,14(3):196-202.
[35] United States Environmental Protection Agency (US EPA).Exposure Factors Handbook[S].Washington DC:Environ-mental Protection Agency,Office of Research and Development,1997.
[36] NIU L L,XU C,YAO Y J,et al.Status,influences and risk assessment of hexachlorocyclohexanes in agricultural soils across China[J].Environ Sci Technol,2013,47(21):12140-12147.
[37] JUHASZ A L,HERDE P,SMITH E.Oral relative bioavailability of Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) in contaminated soil and its prediction using in vitro strategies for exposure refinement[J].Environ Res,2016,150:482-488.
[38] 潘麗麗,孫建騰,詹宇,等.長三角農(nóng)田土壤中滴滴涕的污染特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(2):509-517.
[39] MA J,PAN L B,YANG X Y,et al.DDT,DDD,and DDE in soil of Xiangfen County,China:Residues,sources,spatial distribution,and health risks[J].Chemosphere,2016,163:578-583.
[40] TORRES-DOSAL A,MARTINEZ-SALINAS R I,HERNANDEZ-BENAVIDES D,et al.Assessment of the levels of DDT and DDE in soil and blood samples from Tabasco,Mexico[J].Environ Monit Assess,2012,184(12):7551-7559.
[41] 榮素英,王茜,李君,等.唐山震后有機(jī)氯農(nóng)藥暴露與乳腺癌關(guān)系的病例對照研究[J].環(huán)境與健康雜志,2010,27(2):131-134.
[42] RIOS L E,DAVID M,VAZQUEZ-ARENAS J,et al.Use of surfactants and blends to remove DDT from contaminated soils[J].Can J Chem Eng,2013,91(2):238-244.
[43] HUSAIN A,SINGH M,KHAN K,et al.Remediation of DDT contaminated soil by biological and physicochemical process[J].International journal of advance research,ideas and innovations in technology,2017,3(6):546-549.
[44] AHMED S M,TAHA M R,TAHA O M E.Kinetics and isotherms of dichlorodiphenyltrichloroethane(DDT) adsorption using soil-zeolite mixture[J].Nanotechnol Environ Eng,2018,3(1):1-20.
[45] NEITSCH J,SCHWACK W,WELLER P.How do modern pesticide treatments influence the mobility of old incurred DDT contaminations in agricultural soils?[J].J Agric Food Chem,2016,64(40):7445-7451.
[46] 陳海紅,駱永明,滕應(yīng),等.重度滴滴涕污染土壤低溫等離子體修復(fù)條件優(yōu)化研究[J].環(huán)境科學(xué),2013,34(1):302-307.
[47] VILLA R D,TROV A G,NOGUEIRA R F P.Soil remediation using a coupled process:Soil washing with surfactant followed by photo-Fenton oxidation[J].J Hazard Mater,2010,174(1/2/3):770-775.
[48] BALAWEJDER M,ANTOS P,CZYJT-KURYO S,et al.A novel method for degradation of DDT in contaminated soil[J].Ozone:Sci Eng,2014,36(2):166-173.
[49] BALAWEJDER M,JZEFCZYK R,ANTOS P,et al.Pilot-scale installation for remediation of DDT-contaminated soil[J].Ozone:Sci Eng,2016,38(4):272-278.
[50] SINGH S P,BOSE P.Degradation of soil-adsorbed DDT and its residues by NZVI addition[J].RSC Adv,2015,5(114):94418-94425.
[51] EI-TEMSAH Y S,OUGHTON D H,JONER E J.Effects of nano-sized zero-valent iron on DDT degradation and residual toxicity in soil:A column experiment[J].Plant Soil,2013,368(1/2):189-200.
[52] 隋紅,李海波,宋靜,等.高濃度DDTs污染土壤機(jī)械化學(xué)球磨試劑篩選[J].環(huán)境科學(xué)研究,2015,28(8):1227-1233.
[53] MO C H,CAI Q Y,LI H Q,et al.Potential of different species for use in removal of DDT from the contaminated soils[J].Chemosphere,2008,73(1):120-125.
[54] GURSKA J,WANG W X,GERHARDT K E,et al.Three year field test of a plant growth promoting rhizobacteria enhanced phytoremediation system at a land farm for treatment of hydrocarbon waste[J].Environ Sci Technol,2009,43 (12):4472-4479.
[55] DAZ-FUENMAYOR K J,PANTOJA-GUERRA M,TORRES-PALMA R A,et al.Changes on the bioavailability of DDT in soil by addition of lignite and coal solubilizing bacteria[J].Rev Int Contam Ambie,2017,33(2):259-268.
[56] LIANG Q,LEI M,CHEN T B,et al.Application of sewage sludge and intermittent aeration strategy to the bioremediation of DDT-and HCH-contaminated soil[J].J Environ Sci,2014,26(8):1673-1680.
[57] JIN X,KENGARA F O,YUE X H,et al.Shorter interval and multiple flooding-drying cycling enhanced the mineralization of 14C-DDT in a paddy soil[J].Sci Total Environ,2019,676:420-428.
[58] TUOMELA M,VIKMAN M,HATAKKA A,et al.Biodegradation of lignin in a compost environment:A review[J].Bioresour Technol,2000,72(2):169-183.
[59] 潘淑穎,馬光輝,常勇,等.土壤中DDT的微生物修復(fù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(3):1058-1060.
[60] GAO C M,JIN X X,REN J B,et al.Bioaugmentation of DDT-contaminated soil by dissemination of the catabolic plasmid pDOD[J].J Environ Sci,2015,27:42-50.
[61] 呂良禾,張鴻齡,陳宗聰,等.表面活性劑強(qiáng)化油菜-微生物聯(lián)合修復(fù)滴滴涕污染農(nóng)田土壤研究[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2017,33(8):755-761.
[62] 高寒,陳娟,王沛芳,等.農(nóng)藥污染土壤的生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤,2019,51(3):425-433.