淡水养殖环境中除草剂类农药残留量及风险分析

孙秀梅，程 鑫，金衍健，郝 青，胡红美，郭远明，尤炬炬

（浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江舟山 316021）

·研究简报·

淡水养殖环境中除草剂类农药残留量及风险分析

孙秀梅，程 鑫，金衍健，郝 青，胡红美，郭远明，尤炬炬

（浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江舟山 316021）

为了解淡水养殖环境中除草剂类农药残留状况，分别在河南省采集养殖水体、养殖鱼体（鲫鱼、鳊鱼、鮰鱼、鲤鱼和鲢鱼）和养殖点底泥样品，采用气相色谱质谱联用法（GC-MS）对淡水养殖环境中的7种除草剂农药进行检测，并初步分析了其污染风险。研究结果显示，鱼类肌肉中阿特拉津、乙草胺、扑草津、利谷隆、丁草胺、丙草胺和除草醚几种除草剂均为未检出。在本次调查所采集的水体中，3个水样中阿特拉津均有检出，其浓度分别为0.170 μg/L，0.148 μg/L，0.182 μg/L。在本次调查所采集的底泥样品中，1个底泥样品中丙草胺有检出，其它样品均未有除草剂农药残留。虽然水体中所检出阿特拉津的量远远低于EPA所规定的终身健康建议量，且在水产品中未有检出，但是其长期低剂量的暴露对水生生物、对人体的潜在危害不可忽视。

淡水养殖环境；除草剂类农药；残留特征；污染风险

淡水养殖水域一般为半封闭性或封闭性的水域，包括一些天然的渔场，随着水环境污染的日益加剧，养殖水体既受到陆域污染的影响（污染物通过降水、地表径流或地下水进入养殖水体），也受到自身养殖过程所带入的污染影响（包括饵料投入、渔药的使用等），这必然会导致养殖水域生态环境恶化、养殖水产品所受污染风险较大。

近年来随着现代农业经济迅猛发展，农药作为不可或缺的农业生产资料和救灾物质，对防治有害生物、应对爆发性病虫灾害，保障农业发展具有重要作用。河南省作为农业大省，因受栽培条件、气候、作物布局等因素影响，该区域病虫害经常发生，且发生范围广、程度重，对产量影响大，农药的用量也很大，2015年农药使用量（折百）17 732 t，农药利用率36.1%。由于不合理使用，近有60%多的农药散落到环境中，对土壤、地表水、地下水和农产品造成污染[1]。农药中毒是仅次于酒精中毒和药物中毒的人体伤害中毒因素。水产养殖业，严重依赖于水体环境，更是深受水环境污染物带来的被动影响[2-3]。如巢湖流域和太湖流域沉积物中苄氯菊酯和高效氰戊菊酯广泛检出[4]。长三角地区池塘养殖水产品体内农药类污染的研究表明，虽然残留水平均不高，水产品体内有机磷农药、有机氯农药和拟除虫菊酯类农药均有检出，三唑磷、伏杀硫磷、喹硫磷和毒死蜱易在水产品体内蓄积[5]。水产品体内的农药残留和养殖池塘中的沉积物污染密切相关。鲳鯵养殖过程DDTs残留特征及其来源分析显示养殖成鱼、养殖海水和表层环境表层沉积物底泥中均检测出DDTs[6]。我国是一个农业大国，除草剂的生产和使用均居世界前列。由于除草剂多为有一定残效期的化学物，可在生物机体内富集，而且部分除草剂对人和动物具有致癌性和干扰内分泌系统的功能[7]。阿特拉津使用的主要环境问题是其在土壤中的残留期长，该药具有土壤淋溶性，易随地表径流进入河流、湖泊，对地下水和地表水造成污染。如在杨敏娜[8]的调查研究中表明，我国长江泰州、南通段的阿特拉津污染严重，水样中的检出浓度在101.1～64 490 ng/L，检出率达100%。

对环境中农药的残留分析及评价大多集中在有机氯农药、有机磷农药和拟除虫菊酯类农药[9-12]。对渔业环境除草剂农药残留检测和影响评价研究涉及较少，并且研究的对象一般为地表饮用水[13]，地表饮用水对人类的健康产生直接影响，但养殖水体通过养殖动物的体内蓄积，和沉降、湿沉降作用进入环境，其对环境、对人类的潜在威胁不可忽视。本论文研究填补了渔业环境中除草剂残留研究的空白，为今后渔业环境保护积累重要的基础资料。

1 实验部分

1.1 试剂和材料

乙腈、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯和正己烷等有机溶剂均为色谱纯，CNW试剂；无水硫酸钠640℃烘干4 h，干燥保存备用，购自国药集团；氯化钠分析纯，购自国药集团；农药的混标使用液：阿特拉津、乙草胺、扑草津、利谷隆、丁草胺、丙草胺和除草醚7种农药的单标储备溶液，由国家标准物质研究中心购得，分别取一定体积用丙酮稀释至1.0 mg/mL的标准使用液，4℃避光保存。氧化铝固相萃取柱（1 000 mg/6 mL，CNW）；Silica gel固相萃取柱（1 000 mg/6 mL，CNW）。

1.2 样品的采集

根据制定的采样方案和水产品的生长养殖周期，本研究在2016年度分别在河南省的安阳、驻马店市、洛阳市、开封和郑州等地市的水库、池塘和河口进行了所有样品的采集（表1），并对所有样品的样品编号、样品名称、样品产地和经纬度信息进行记录。水库类型的采样地根据该区域工农业布局、地理状况和区域特点，分别在水库上、中、下游分别设置3个采样点。分别采集3个位置的水样（表层水，水面下0.5 m）、沉积物（0～20 cm）、和水产品。具体点位用手持式GPS卫星定位。采集的水产品种类有鲫鱼、鳊鱼、鮰鱼、鲤鱼、草鱼、白鲢和花鲢，涵盖了河南省大宗淡水鱼类和当地的特色经济鱼类。

表1 河南省各采样点情况Tab.1 Sampling points in Henan province

1.3 样品的提取

水样的提取：将1 L水样用0.45 μm的玻璃纤维滤膜过滤除去颗粒较大的杂质后进行液液萃取。加入甲酸调pH为2～3，用20 mL正己烷振荡萃取2 min，静置分层，取上层正己烷相过无水硫酸钠脱水，加20 mL二氯甲烷重复提取一次，合并提取液，旋转蒸发至干，待净化。

生物样的提取：准确称取5.0 g样品于50 mL聚四氟乙烯具塞离心管中，样品用10 mL饱和氯化钠溶液浸泡10 min，然后加入20 mL乙腈振荡超声提取2 min，于5 000 r/min离心5 min。重复提取1次后，合并提取液。旋转蒸发至干，待净化。

泥样的提取：准确称取5.0 g样品于盛有10 g无水硫酸钠的具塞离心管中，样品用30 mL丙酮-二氯甲烷（1：2，V/V）混合溶剂涡旋振荡提取，于5 000 r/min离心5 min。重复提取1次后，合并提取液。旋转蒸发至干，待净化。

1.4 样品的净化

将旋转瓶内的试样用1 mL正己烷-丙酮混合溶液（2：1，V/V）洗涤，用无水硫酸钠-氧化铝-硅胶复合固相萃取小柱进行固相萃取净化，泥样净化时在净化柱的上层加适量铜粉。正己烷-丙酮混合溶液洗脱（2：1，V/V），浓缩后用正己烷定容至1 mL，过0.22 μm有机滤膜，待气相色谱质谱检测分析。

1.5 仪器分析条件

采用气相色谱-质谱仪（Agilent7890B/5977A），DB-35毛细管气相色谱柱（30 m×0.250 mm×0.25 μm）进行分析检测。不分流进样，进样量 1.0 μL；进样口温度：260 ℃；载气（He）流速：1.5 mL/min；升温程序：初始温度80℃，保持1 min，以20℃/min升至200℃，再以10℃/min升至290℃，保持2 min；传输线温度260℃；EI源，选择离子监测模式。7种除草剂的选择离子气相色谱质谱图如图1。

图1 除草剂的选择离子色谱图（100 μg/L）Fig.1 SIM chromatograms of 7 herbicides(100 μg/L)

2 结果与讨论

2.1 渔业环境中除草剂类农药的残留水平

在河南省采集的6个养殖水体的11个样品中，阿特拉津的检出率最高（27%）。在3个水样中均有阿特拉津的检出，其浓度分别为0.170 μg/L、0.148 μg/L和0.182 μg/L，含量水平差异不明显，均为驻马店市宿鸭湖水样。其他采样点的水体中未有检出。

河南省淡水养殖所采集的11个底泥样品中，郑州市伊洛河河口的底泥样品中有丙草胺的检出，浓度为5.74 μg/kg，其它样品均未有除草剂农药残留。

鱼体肌肉中阿特拉津、乙草胺、扑草津、利谷隆、丁草胺、丙草胺和除草醚这几种除草剂均为未检出。

2.2 渔业环境中除草剂类农药的残留水平与其他地区水体的比较

驻马店市宿鸭湖水样对阿特拉津有检出的三个样品，阿特拉津的含量水平低于北京、长江中下游、美国水体中阿特拉津的残留，与巴黎三条主要河流的残留量相当，但均未超过我国规定阿特拉津在Ⅰ、Ⅱ类地表水中的标准3 μg/L，处于较低水平。

表2 各个地区除草剂类农药的残留水平Tab.2 Residues of herbicide pesticides in different regions

2.3 渔业环境除草剂类农药残留的风险分析

阿特拉津的检测量和检出率，可能与它在农业生产的广泛使用有关。阿特拉津又名莠去津，是内吸选择性苗前、苗后封闭除草剂，易被雨水淋洗至土壤较深层，对某些深根草亦有效，但易产生药害。持效期也较长，并且它在水中的溶解度较大，在水中的溶解度为33 mg/L，极容易残留在水体中。阿特拉津被广泛用于玉米作物，已成为我国最常用的除草剂。EPA确立了饮用水中阿特拉津的终身健康建议量（Lifetime Health Advisory Level）为3 mg/L。每天饮用的水中阿特拉津含量等于或低于这个水平是可以接受的，不会对人体健康产生影响。长期高浓度的阿特拉津摄入会损害动物或人体健康，如造成震颤、器官重量的变化以及对心脏和肝脏的损伤。虽然所检出水体中阿特拉津的量远远低于EPA所规定的终身健康建议量，且在水产品中未有检出，但是其长期低剂量的暴露对水生生物、对人体的潜在危害需要评估。

丙草胺检出率低，残留水平也较低，虽然其毒性较低，降解周期短，但大量施用也会对某些土壤微生物产生长期的不可逆的影响。在灌溉、降水等过程中，土壤中的丙草胺可随水扩散、淋溶，对农业区的地下水也会造成一定程度的污染。

3 结论

河南省淡水养殖水产品中阿特拉津、乙草胺、扑草津、利谷隆、丁草胺、丙草胺和除草醚农药残留为未检出。但其相应的养殖水体中，阿特拉津的检出率较高（27%）其浓度分别为0.170 μg/L，0.148 μg/L和0.182 μg/L。在本次调查所采集的底泥样品中，1个底泥样品中有丙草胺的检出，浓度为5.74 μg/kg。水体中所检出阿特拉津的量远远低于EPA所规定的终身健康建议量，危害总体较低，但其长期低剂量的暴露不容忽略。

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Determination and Risk Assessment of Herbicides in Freshwater Aquaculture Environment

SUN Xiu-mei,CHENG Xin,JIN Yan-jian,et al
(Marine and Fishery Research Institute of Zhejing Ocean University,Marine Fisheries Research Institute of Zhejiang Province,Key Laboratory of Sustainable Utilization of Technology research for Fishery Resource of Zhejiang Province,Zhoushan 316021,China)

In order to study herbicides residue characteristics in freshwater aquaculture environment,samples of freshwater,sediments and fish (crucian carp,bream,catfish,carp and silver carp)were collected.Seven herbicides were analyzed using gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).The residues and possible sources of herbicides in the aquaculture environment were analysed.The 7 herbicides were not detected in aquatic products.Atrazine was detected in three water samples but at low levels.The concentration of the atrazine was 0.170 μg/L，0.148 μg/L and 0.182 μg/L respectively.The orther herbicides were not detected in water samples.Pretilachlor was detected in one sediments samples.The orther herbicides were not detected in sediments.Although the amount of atrazine found in the water is far below the amount recommended by EPA for lifelong health and the herbicides investigated were not detected in fish muscle.However,its long-term exposure to low doses of aquatic organisms,the potential harm to the human body can not be ignored.

freshwater aquaculture environmen;herbicides;residue characteristics;risk assessment

O657.63

A

2096-4730(2017)04-0355-05

2017-05-14

国家自然科学基金（21407127）；浙江省科技厅计划项目（2016F30021）；公益性行业（农业）科研专项（201503108）

孙秀梅（1982-），女，山东临沂人，高级工程师，研究方向：渔业环境及水产品质量安全.E-mail：sunxiumei82@sina.com.cn