山东省沿海除草剂残留风险分析
刘红1，庞豫虎2，谭伟1，宋永超1
1 山东省生态环境监测中心 2山东正元建设工程有限责任公司
摘要：除草剂在提高农业产量，推动农业生产方面发挥了重要作用，但是随着
使用需求的逐渐增多，除草剂的不合理使用也带来了潜在的环境问题。本文对
山东省沿海地区除草剂的使用、残留情况进行了分析，总结了除草剂的残留对
山东省海洋优势资源的潜在影响，针对除草剂残留监测力度不足，监测体系不
完善等问题，归纳出4条建议，有利于更好的保护海洋生态环境，推动山东省
海洋生态文明建设。
关键词：农药 海草 水产养殖 海洋生态
Risk Analysis of Herbicide Residues along the Coast of Shandong Province
Abstract: Herbicides have played an important role in increasing agricultural production and promoting agricultural production, however, with the increasing demand for use, the unreasonable use of herbicides also brings potential environmental problems. This article analyzes the use and residues of herbicides in coastal areas of Shandong Province, summarizes the potential impacts of herbicide residues on Shandong's superior marine resources, and summarizes the problems such as insufficient monitoring of herbicide residues and imperfect monitoring systems. The four suggestions are conducive to better protecting the marine ecological environment and strengthening the construction of marine ecological civilization in Shandong Province.
Keywords: pesticide, seagrass, aquaculture, marine ecology
一、背景介绍
山东省是农业大省，也是农药生产、使用大省，有耕地1.1亿多亩，每年生产农药原药约20万吨，制剂约50万吨，出口农药约25万吨[1]。截止2019年底，全省农药使用折百量2.13万吨，杀虫剂折百量为0.58万吨，杀菌剂0.92万吨，杀螨剂0.077万吨，除草剂0.38万吨[2]。农药包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。农药的使用有效地提高了农业生产效率，尤其是除草剂的大面积推广使用降低了农业生产成本，增加了农业收益。但与此同时，除草剂的不合理使用也给生态环境和人们的身体健康带来了隐患和威胁。
除草剂是指可使杂草彻底或选择性枯死的药剂[3]，其种类众多，按化学结构分为无机除草剂和有机除草剂；按作用方式分为选择性除草剂和灭生性除草剂；按药剂在植物体内移动的情况分为内吸传导型除草剂和触杀型除草剂[4]。大量滥用除草剂，使除草剂使用效率低下，在土壤或田地中形成了药物残留，进一步会污染河流、池塘、湖泊等水体环境，对非靶标生物产生潜在毒性[5]，甚至对海洋环境和人类健康产生影响。
山东省是海洋大省，濒临渤海和黄海，大陆海岸线长达3345千米，约占全国海岸线1/6；共有海岛589个，面积101.79平方千米；1平方千米以上的海湾49个，面积8139平方千米；潮间带滩涂面积4395平方千米；海水水生生物资源多样，浮游植物约有161种，浮游动物约有127种，大型底栖动物约380种，小型底栖生物类群共19个，常见的游泳生物72种，其中头足类6种、甲壳类17种、鱼类49种，具有丰富海洋资源。
近年来随着陆源污染物排放的增加和水产养殖业的发展，近岸海域污染不断加重，赤潮等灾害频发[6]。各类除草剂残留随着地表径流和地下水汇入海洋，造成了对养殖海域的环境污染，多项研究都曾在沿海地区检测出除草剂残留。如任传博等[7]对渤海某海域60个站位的海水样品进行采样分析，发现阿特拉津、扑草净、莠灭净3种除草剂的检出率为100%。徐英江等[8]对莱州湾海域43个站位表层海水中13种三嗪类除草剂及脱乙基阿特拉津进行了调查研究，其中阿特拉津、扑草净、扑灭津、莠灭净4种除草剂及脱乙基阿特拉津被检出。检出率分别为100%、97.7%、51.2%、100%和93.0%，平均浓度分别为31.3、6.49、1.57、12.4和9.14 ng/L。乔丹等[9]在山东沿海3处海域的海水、沉积物样品中均检测出多种除草剂，水体中阿特拉津、扑草净检出率为100%，沉积物中乙草胺检出率最高。张望等[10]对海州湾沿岸海水中16种三嗪类除草剂、5种酰胺类除草剂的残留情况进行了调查，结果发现阿特拉津和扑草净的检出率分别达到100%和80%，残留浓度最大值分别达到61.9 ng/L和31.9 ng/L。由此可见，山东省沿海水域存在着较为严重的除草剂残留问题，海洋生态环境状况不容乐观，及时进行沿海环境除草剂残留风险分析对于农药使用监管、水产品质量安全保障和海洋生态环境保护具有重要意义。
二、除草剂残留的危害
1.除草剂残留对海草资源的影响
海草是一种能够完全适应于沉水生活的高等被子植物，单种或多种海草大面积连续分布构成海草床[11]。海草床是典型的海洋生态系统之一，具有重要的生态服务价值，在净化水质、稳定底质、涵养渔业资源、固碳等方面发挥着重要的生态功能[12]。山东省沿海是重要的海草分布区，周毅等[13]曾在山东黄河河口区发现了超过1000公顷的日本鳗草海草床。此外，山东省威海市的桑沟湾[14]、双岛湾[15]、天鹅湖[16]，青岛市的青岛湾、汇泉湾[17]，烟台市的套子湾[18]等地也分布有大面积的海草床。草床中分布的海草种类主要有鳗草、日本鳗草、丛生鳗草、红纤维虾形草、黑纤维虾形草等[11,17]，丰富的海草资源对海洋生态环境的稳定与维持发挥了重要作用。
然而，有研究指出，除草剂的残留可能会对海草床生态系统造成潜在影响。Haynes等[19-20]在澳大利亚昆士兰州近岸的沉积物和海草中检测出敌草隆等多种除草剂，并进一步研究了敌草隆对当地三种海草的毒性作用，发现暴露在检出的除草剂浓度之下，会对海草的功能产生潜在的威胁。在我国北方海草分布的重要海湾——桑沟湾的表层水中也曾检测出阿特拉津的残留，平均残留浓度为106.3 ng/L[21]。高亚平等[22]研究发现5 mg/L的扑草净和阿特拉津即会显著抑制鳗草、日本鳗草、丛生鳗草和红须根虾形藻（红纤维虾形草）4种海草的光合作用，而这4种海草均广泛分布于山东沿海地区。虽然在沿海地区除草剂残留的检出浓度较低，但是检出率较高，海草床若长期处于低浓度的除草剂胁迫之下，势必会给海草床带来不可逆转的影响。
2.除草剂残留对海藻资源的影响
海藻是水生生态系统中重要的初级生产力，为众多的水生生物提供了食物来源和氧气来源。山东省不仅具有丰富的海草资源，海藻资源也十分丰富，是我国主要的海藻产业发展基地之一，海带、裙带菜和江蓠的产量居全国前列，海藻类养殖面积2万多公顷，占全国海藻养殖面积的16%[23]。
除草剂对藻类的毒性作用远高于杀虫剂和杀菌剂[24]。除草剂会抑制藻类的光合作用，抑制生物大分子的合成，破坏抗氧化系统。此外，不同的藻类对不同的除草剂敏感程度不同，除草剂会使藻类敏感种逐渐消失，抗性种逐渐成为优势种，从而改变藻类的群落结构及功能[25]。研究表明，1 mg/L的扑草净和5 mg/L的阿特拉津即会显著抑制孔石莼和海索面2种大型藻类的光合作用[22]。沈艳等[26]研究发现4种稻田除草剂均对羊角月芽藻表现出中高毒性，对绿藻存在较大风险。藻类对除草剂的富集作用还会使其在食物链中不断积累，并逐级放大，进而危害水生动物和人类健康，因此除草剂对水生动物的毒性风险也不能被忽视。
3.除草剂残留对水生动物的影响
山东省是渔业大省，2019年山东省近海渔业养殖年产总量为497万吨，海洋捕捞年产总量为168万吨，合计年产资源量为665万吨。除了藻类养殖，鱼、虾、蟹、贝、螺、参等水产养殖业和捕捞业也在山东经济中占据重要的比重。2019年全省渔业经济总产值4123.2亿元，占全国的15.6％，其中渔业产值为1474.0亿元，占全国的11.4％。水产品总产量823.3万吨，占全国12.7％。渔民可支配收入2.3万元，比全国平均高2413元。随着除草剂渗透入海，养殖生物可能在生长过程中持续从环境中摄入除草剂或者通过食物链、食物网富集，最终体内出现除草剂残留。
任传博[27]等通过超高效液相色谱-串联质谱法分析了刺参中13种三嗪类除草剂的残留水平，在采集的57个刺参样品中，阿特拉津、扑草净和莠灭净均有不同程度的检出，最高检出浓度分别为阿特拉津（0.84 mg/kg）、扑草净（54.4 mg/kg）和莠灭净（0.69 mg/kg）。乔丹等[9]发现在山东沿海采集的33个贝类样品中，23 个样品有不同程度的除草剂残留检出，共检出5种除草剂残留，包含莠灭净、乙草胺、异丙甲草胺、扑草净和阿特拉津，检出率 69.7%。其中文蛤、菲律宾蛤仔和长牡蛎中除草剂检出率较高；此外还发现农业工业发达地区贝类中除草剂污染状况相对较重。由此可见，除草剂的残留很可能会影响水产品的质量安全，对消费者的身体健康产生潜在的风险。
三、建议与对策
党的十九大提出,要坚持陆海统筹,加快建设海洋强国。山东省始终把海洋作为高质量发展的战略要地，坚持海洋强省战略，同时，高度注重海洋生态文明建设，不断加强海洋生态环境的监测力度。但是，山东省近岸海水水质检测主要集中于盐度、温度、pH、溶解氧和营养盐等指标，近年来关注较多的还有重金属及微塑料含量，对于农药类的监测缺仅仅局限于滴滴涕、多氯联苯等，而对除草剂残留监测一直未引起足够的重视，相关的监测规范与检测技术尚不完善，对于海洋环境中除草剂污染状况尚不明确。针对上述问题，现提出如下建议与对策：
1、严格对各类除草剂生产、经营和使用的监管。规范生产、经营许可管理，大力宣传绿色防控技术和科学用药知识，通过科普教育活动增强农民安全用药意识，坚持科学用药，精准防治，减少乱用药、滥用药现象，推进农业绿色发展。加大宣传培训力度，推广普及新型施药器械，提高除草剂的利用效率，实现除草剂的减量增效，从源头上减少除草剂的残留。
2、加强对沿海地区海水、沉积物和生物样品中除草剂残留的监测。定期监测海草床等典型海洋生态系统中的除草剂残留情况并进行生态风险评估，加强对水产养殖产品和渔业捕捞产品的除草剂残留检测和风险评价，加大对市场中水产品的抽检力度，保障水产品质量安全。
3、健全除草剂残留监测体系。加快除草剂残留快速检测技术研究，配置相关检测仪器设备，建立检测中心与采样站点，对检测人员进行定期培训等，对海草、海藻、水产品中除草剂残留限量进行限定，从而为除草剂残留风险评价提供理论和技术上的支持。
4、完善管理体系，实现有法可依，有章可循。制定相关法律法规，明确监管职责与责任主体，建立违规处罚制度，为保障农业生产安全、水产品质量安全和海洋生态环境安全提供更全面、更可靠、更优质、更有力的监管制度与支撑体系。
四、结论
除草剂类药物在农业生产中发挥了重要作用，但是因此而带来的潜在环境污染问题同样也应该引起重视。加强对山东省沿海水域除草剂残留的监测有利于保护典型海洋生态系统，提高海洋资源利用效率，促进水产养殖业健康发展，保障食品质量安全，从而更好地护海洋生态环境，促进海洋生态文明建设。
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