土壤和蔬菜中狄氏剂存在的生态风险评估:以印度加雅的印恒河流域为例

《Hygiene and Environmental Health Advances》:Ecological risk assessment of dieldrin presence in soil and vegetables: a case study in Indo-Gangetic region, Gaya, India

【字体: 时间:2025年12月22日 来源:Hygiene and Environmental Health Advances 2.7

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  印度比哈尔邦加亚地区土壤及蔬菜中二噁英污染监测发现95.75%土壤样本和93.75%蔬菜样本超标,儿童和成人通过皮肤接触和摄入途径分别面临最高癌症和非癌症风险。研究采用索氏提取和GC-MSD检测方法,评估了污染健康风险(ILCR/HQ)及生态风险(TER/RQ)。

  
本研究以印度比哈尔邦加亚地区为对象,系统评估了禁用农药狄氏剂在土壤及蔬菜中的残留状况及其潜在风险。研究团队通过2021年10月采集53份土壤和蔬菜样本,采用索氏提取结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MSD)进行检测,发现该区域狄氏剂污染呈现显著空间异质性,主要污染源位于垃圾填埋场周边的三个农业区块。

在污染水平方面,土壤样本中狄氏剂检出浓度范围为0.04-1.33μg/g,其中95.75%样本超过荷兰1994年设定的土壤安全阈值(0.2μg/g)。蔬菜样本中最高检出浓度为0.97μg/g(芥菜),远超欧盟/世卫组织1994年蔬菜标准(0.03μg/g),93.75%样本超标。这种污染水平与加亚地区作为印度重要粮食生产基地的特殊地理环境密切相关——该区域三面环山、一面临河的独特地形,导致农药残留难以通过自然代谢或径流扩散清除。

健康风险评估显示,暴露途径存在显著差异:通过皮肤接触,5-11岁儿童和20岁以上成人群体面临最高癌症风险(ILCR值均超过1×10??);而通过口腔摄入,7个月-4岁婴幼儿和20岁以上成人则承受更大非癌症风险(HQ值均超过1)。这种差异源于不同年龄段的生理代谢特征,儿童皮肤角质层较薄且接触面积大,而成人因日常活动频率高更易发生误食。

生态风险评估表明,47.82%受污染土壤和12.5%蔬菜样本对陆生生态系统构成中度风险。研究特别关注了蚯蚓(Eisenia foetida)、褐家鼠(Rattus norvegicus)和绿头鸭(Anas platyrhynchos)等典型生物体的急性毒性效应。虽然现有研究未发现直接致癌证据,但持续暴露对内分泌系统的影响值得警惕——已有文献证实狄氏剂可能干扰雌激素信号通路,这与其在乳腺癌风险研究中的关联性相符。

在污染溯源方面,研究揭示了三个关键机制:首先,土壤有机质含量(SOC)与狄氏剂浓度呈显著正相关(r=0.55),表明有机质具有稳定有机氯农药的物理化学特性;其次,作物种植周期与污染浓度的空间分布存在显著相关性(p=0.00054),验证了"土壤-作物"残留传递模型;再者,垃圾填埋场周边的农田因大气沉降作用,狄氏剂浓度普遍高于对照区域(均值差异达3.2倍)。

对比全球研究数据发现,加亚地区土壤污染水平(中位数0.504μg/g)显著高于印度其他区域(如喀拉拉邦中位数0.017μg/g),但低于法国波尔多地区(中位数0.204μg/g)。蔬菜污染水平(中位数0.124μg/g)则与日本东京地区(0.01-2.6ppm)相当,但明显低于意大利(0.001-0.065μg/g)和瑞士(ND-0.04μg/g)的欧盟标准。

研究创新性体现在建立"污染-介质-生物"三级风险模型:通过土壤理化性质分析(EC值50-230μS/cm,pH 6.32-8.18)揭示污染与土壤质地关系,发现砂质土(76%占比)更易吸附狄氏剂;结合作物生物累积特性(如芥菜、土豆等根茎类蔬菜富集系数达5.2-8.7倍),构建从污染源到最终消费者的完整风险链。这种系统化评估方法为发展中国家制定持久性有机污染物(POPs)管理策略提供了新范式。

建议部分提出三项重点干预措施:其一,建立区域性POPs动态监测网络,特别是针对垃圾处理设施周边的农业用地;其二,研发基于本地微生物(如固氮菌属)的靶向降解技术,结合绿肥作物轮作;其三,完善膳食暴露评估体系,需特别关注婴幼儿对蔬菜表皮残留的摄入风险(当前研究显示表皮残留量是茎部的3.8倍)。

该研究为全球禁用农药的长期残留问题提供了重要参考,其发现的"二次污染"现象(即禁用后仍通过大气沉降持续输入)对完善POPs禁令政策具有启示意义。后续研究建议开展纵向追踪,结合气象数据解析污染迁移规律,并探索植物修复技术的区域适用性。
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