全球环境中拟除虫菊酯农药残留的现状与影响综述

作者及机构
本文由Wangxin Tang、Di Wang、Jiaqi Wang、Zhengwen Wu、Lingyu Li、Mingli Huang、Shaohui Xu及通讯作者Dongyun Yan*共同完成，均来自中国青岛大学环境科学与工程学院（College of Environmental Sciences and Engineering, Qingdao University）。研究发表于2018年的期刊《Chemosphere》（第191卷，990-1007页）。

研究背景与目标
拟除虫菊酯（pyrethroids）是一类人工合成的有机杀虫剂，因其对哺乳动物毒性较低而被广泛应用于农业和城市环境中。然而，这类农药在环境中的持久性、生物累积性及其对生态系统的潜在风险引发了广泛关注。本文旨在系统综述1986年至2017年间全球范围内拟除虫菊酯在不同介质（如土壤、水体、沉积物、室内环境）及生物体中的残留分布、迁移途径及生态风险，为未来生态风险评估和污染管理提供科学依据。

主要观点与论据

1. 拟除虫菊酯的全球分布特征
   拟除虫菊酯在全球范围内广泛检出，尤其在农业发达和城市化程度高的地区残留水平较高。例如：

   • 沉积物：发达地区（如中国珠江三角洲、美国加州）的沉积物中残留浓度显著高于其他区域。尼日利亚Osun的沉积物中检出最高浓度（trans-permethrin达375,700 ng/g）。
     
   • 土壤：中国重庆农田土壤中残留浓度最高（cypermethrin达906.05 ng/g），巴基斯坦旁遮普地区次之（1,184 ng/g）。
     
   • 水体：中国珠江流域检出的最高浓度为29.72 μg/L，墨西哥Sonora地区因农业活动导致浓度达29.4 μg/L。
     

2. 不同环境介质中的残留规律
   农业用拟除虫菊酯（含α-氰基，如cypermethrin、fenvalerate）的残留水平表现为：农作物 > 沉积物 > 土壤 > 水体；而城市用拟除虫菊酯（如permethrin）在室内环境中残留更为显著。例如：

   • 室内环境：德国家庭灰尘中permethrin残留高达800 μg/g，美国加州家庭灰尘中检出率为49%。
     
   • 生物累积：水生生物（如中国浙江的鱼类）中拟除虫菊酯浓度显著高于水体，表明沉积物是其主要来源。
     

3. 人体暴露与健康风险
   拟除虫菊酯代谢物（如3-苯氧基苯甲酸，3-PBA）在人体尿液中频繁检出，且与多种健康问题相关：

   • 流行病学证据：中国上海和山西的病例对照研究表明，儿童尿液中3-PBA水平与脑肿瘤、急性淋巴细胞白血病及注意力缺陷多动症（ADHD）风险显著相关（Wagner-Schuman et al., 2015）。
     
   • 暴露途径：居住环境（如地毯灰尘）和饮食（如蔬菜、蜂蜜）是主要暴露源。例如，中国广东蔬菜中cypermethrin残留最高达1,980 ng/g，埃及蜂蜜中permethrin残留为1.3–19 ng/g。
     

4. 迁移途径与生态风险
   拟除虫菊酯通过地表径流、大气沉降等途径进入水体，最终富集于沉积物和水生生物。例如：

   • 沉积物富集：美国洛杉矶流域的年排放量估计为4,000–10,000克/年（Chinen et al., 2016）。
     
   • 生态毒性：拟除虫菊酯对水生无脊椎动物（如底栖生物）具有高毒性，长期低剂量暴露可能导致慢性疾病（如免疫系统损伤）。
     

研究意义与价值
1. 科学价值：首次系统整合了全球范围内拟除虫菊酯的多介质残留数据，揭示了其时空分布规律及迁移机制。
2. 应用价值：为制定环境标准、农药使用政策及健康风险评估提供了数据支持。例如，建议加强对居住环境和人体暴露的监测，尤其是儿童群体。
3. 创新性：
- 提出了农业与城市用拟除虫菊酯的残留差异模型。
- 通过代谢物分析（如3-PBA）量化了人体暴露水平与健康效应的关联性。

重要发现与亮点
- 沉积物是拟除虫菊酯的长期“汇”，且可能通过食物链影响水生生态系统。
- 室内灰尘中的高残留水平提示需重视非农业暴露途径。
- 发展中国家（如尼日利亚、巴基斯坦）的残留问题可能被低估，需加强监测。

补充内容
研究还指出，拟除虫菊酯的降解速率受环境条件（如pH、有机质含量）影响显著，未来研究需结合区域气候与土地利用特征，开发针对性的污染修复技术。