我国山地中当前使用的农药的来源及其浓度分布的影响因素

Occurrence of many current-use pesticides (CUPs) in remote regions suggests their POPs like property, i.e. potential of long-range transport. There have been pesticides added into the POPs list in recent years. China might fail to make a proper decision in negotiation of global action on specific CUPs due to a lack of knowledge on the domestic CUPs pollution and on the environmental fate of CUPs. The POPs global transport concepts 'global distillation' and 'cold condensation' respectively describe that POPs tend to evaporate from the warm low latitude while deposit to the cold high latitude, and accumulate in the Arctic. Accumulation of POPs in elevated mountains has been observed recently, which may prevent POPs from reaching the Arctic. However, mechanisms underlying the accumulation are still under debate, among which 'cold trapping' and 'forest filter effect' are of special interest. The present study analyze CUPs in soils, mosses and leaves archives from 30 mountains of China. Objectives include: 1) learn CUPs pollution status and identify potential source regions; 2) estimate the potential of long-range transport and vertical migration in soil of target CUPs; 3) validate the POPs global transport concept aforementioned with wide-range latitudinal distribution patterns; 4) validate the 'cold trapping' with latitudinal distribution of CUPs ; 5) or reveal other factors potentially influencing the CUPs' distribution patterns e.g. TOC, vegetation types, distance from source regions etc.

很多当前使用的农药（CUPs）能在偏远区域的检出显示其类似POPs的特性—长距离迁移潜力。近年陆续有农药被列入POPs清单。对CUPs环境污染和归趋研究的缺乏或使我国在对特定CUPs采取全球行动的谈判中未能适当抉择。POPs全球传输概念“全球蒸馏”和“冷凝效应”分别描述POPs从温暖的低纬度向寒冷的高纬度迁移和在极地富集的趋势。最近观察到POPs在山地富集。这可能阻碍POPs向极地迁移。山地富集POPs的机理尚存争论。“冷捕集”和“森林过滤效应”机理尤受关注。本项目拟分析已有样品库中我国30座山的土壤各层、苔藓、树叶的CUPs。意在：了解我国山地CUPs的污染状况和来源；评估目标CUPs的长距离迁移潜力和在土壤的垂直迁移能力；以大纬度跨度的浓度分布验证上述POPs全球传输概念；以浓度随海拔的分布验证“冷捕集”；或揭示影响CUPs浓度纬度、海拔分布的其它因素（TOC、植被类型、离源距离等）。

很多当前使用的农药（CUPs）能在偏远区域的检出显示其类似已在全球范围内禁用的持久性有机污染物（POPs）类的农药的特性—长距离迁移潜力。POPs类农药可以通过“森林过滤效应”或者“冷捕集效应”在山地富集。目前关于我国山地CUPs污染的研究极少。我们既不清楚CUPs在我国山地的污染状况，也不清楚山地CUPs污染的影响因素及其影响机制。因此难以评价CUPs对我国山地生态环境的影响，进而无法对个别CUPs是否需要禁用提供决策支持。本项目使用GC-MS(NCI)分析了中国11座山不同海拔高度不同土壤层（O、A、B、C）的森林土壤中16种CUPs的污染状况。CUPs浓度介于0.026-52 ng/g土壤干重。毒死蜱、三氯杀螨醇、氯氰菊酯、百菌清、氟乐灵是最常检出的化合物。这几种CUPs的污染水平跟POPs类农药在我国山地土壤的污染水平相当。土壤CUPs浓度多数是O层高于A层，但O层与A层的浓度比值经OC均一化之后显著减小，说明CUPs在O层的富集跟OC密切相关。OC均一化的O层CUPs浓度很少表现出在高海拔有更高的浓度。这说明在研究的海拔范围内（210-3830 m）CUPs的“冷捕集”并不明显。同时这也可能意味着“森林过滤效应”的影响。因为据前人的研究，“森林过滤效应”没有显著的海拔变化趋势。尽管采样点纬度的差异能显著地导致采样点年平均降水和年平均温度这些气候参数的显著差异，但CUPs的空间分布并未跟纬度有显著的相关。然而，对于五个最常检出的CUPs，当综合11座山的所有采样点的海拔与OC均一化的CUPs浓度作相关时，都能观察到显著的相关关系（r介于-0.35至-0.45，p < 0.05）。我国耕地主要集中在低海拔地区。这样的结果反映离一次排放源的距离是影响我国山地CUPs浓度空间分布的重要因素。