Contamination of Pesticide residues and Human Health Risk Assessment of the Selected Agricultural Soils in Oyo State, Nigeria

无形的花园派对

想象一下，你的后院土壤是一个巨大而繁忙的舞池。几十年来，农民们一直邀请特殊的宾客参加这场派对：农药。这些化学“保镖”旨在阻止昆虫啃食庄稼，但就像那些拒绝离开的闹事者一样，有些化学物质在派对结束后很久仍会滞留在土壤中。在科学领域，这被称为“污染”，而我们担忧的特定宾客是“农药残留”。其中一些宾客是古老、顽固且已被禁止参加派对的（如有机氯类），而另一些则是更新、更快速且仍在被邀请的（如拟除虫菊酯类）。科学家们提出的核心问题是：“这个化学混乱现场到底有多少东西，它对住在隔壁的人是否危险？”这不仅仅是关于脏土的问题；这关乎生长在这些土壤中的食物，或是从这些土壤中扬起的尘埃，是否会导致人类生病。

奥约州的化学侦探故事

在这项研究中，来自拉各斯州立科学技术大学的一个科学家团队充当了在尼日利亚奥约州进行调查的“化学侦探”。他们前往了两个农业区——伊巴拉帕（Ibarapa）和奥克-奥贡（Oke-Ogun），对四个特定城镇——阿拉罗米（Araromi）、贾科德（Jakode）、伊塔萨（Itasa）和奥克-奥拉（Oke-Ola）的土壤进行了调查。他们想知道土壤是否正在举办一场秘密的毒性派对。为此，他们不仅观察了泥土，还采集了地面上方20厘米（约8英寸）处的样本——即植物饮水且化学物质聚集的“根系层”。他们从每个地点采集了十份微小的土壤样本，将它们混合成一个大的“复合”样本，并送往高科技实验室。

通过一台被称为气相色谱-质谱联用仪（GC–MS）的超灵敏机器（它就像一个微观指纹扫描仪），团队搜寻了两类主要的化学宾客：有机氯类（那些古老、被禁且顽固的宾客）和拟除虫酯类（那些较新、目前仍在使用的宾客）。

发现：一群不速之客

研究结果有点像走进了一个旧的、被禁的宾客从未离去，而新的宾客刚刚抵达的房间。科学家发现，所有样点都检测到了多种残留物，尽管并非每种化学物质都出现在每一个地点。这不仅仅是一两种化学物质，而是一整套混合物。

• 老卫兵（遗留污染）： 他们发现了高水平的“有机氯类”物质，如七氯（heptachlor）、阿尔德林（aldrin）、狄氏剂（dieldrin）和灭芬丹（endosulfan）。这些化学物质很久以前就被禁止使用了，因为它们非常危险且不易降解。这些化学物质依然存在，有时七氯环氧化物的含量高达 1.33 ppm（百万分之一），这证明了这些化学物质就像拒绝消逝的幽灵。
• 新卫兵（当前投入）： 他们还发现了“拟除虫菊酯类”物质，如溴氰菊酯（lambda-cyhalothrin）和氯氰菊酯（cypermethrin）。这些是农民目前可能仍在使用的化学品。这些物质的最高水平出现在贾科德（Jakode）和阿拉罗米（Araromi）。

科学家使用了一种特殊的数学方法（称为主成分分析和聚类分析）来对这些化学物质进行分类。他们发现，这些化学物质并非随机分布。相反，它们形成了紧密的群体：古老且顽固的化学物质聚在一起，而新的、活跃的化学物质聚在一起。这证实了土壤正面临着“双重剂量”的污染：来自过去的残留物和来自现在的最新应用。

危险区域：安全吗？

研究中最关键的部分是询问：“这安全吗？”科学家将他们在土壤中发现的毒素量与世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）设定的安全限值进行了对比。

消息并不乐观。

• 突破限值： 在所有地点，多种分析物都超过了安全限值。例如，七氯的安全限值是 0.01 ppm，但他们发现的含量高达 1.10 ppm。这比安全限值高出了100多倍！
• 风险评分： 他们计算了“风险商数”（RQ）以观察暴露的危险程度。
  • 七氯环氧化物和狄氏剂具有“临界”风险水平，分值在 3,400 到 13,300 之间。
  • 阿尔德林和灭芬丹具有“极高”风险水平，分值在 820 到 1,550 之间。
  • 即使是较新的化学品如溴氰菊酯，也具有“高”风险评分。

为了更清晰地了解危险情况，团队运行了一个名为蒙特卡洛模拟（Monte Carlo simulation）的计算机模拟。想象一下掷10,000次骰子来观察发生灾难的可能性。在这种情况下，模拟显示，在现实的暴露假设下，人类健康面临风险超过安全水平的概率大于90%。换句话说，该地区的人们极有可能暴露在危险水平的化学物质中。

热点与结论

研究还绘制出了问题最严重的区域图。他们发现**贾科德（Jakode）**是一个“热点”，这意味着与其他城镇相比，这里的有毒化学物质浓度最高。

研究人员得出结论：这些耕作区的土壤不仅仅是脏了，它还是危险化学品的长期储存库。问题不仅仅是一个坏苹果，而是整篮坏苹果。土壤在吸收新化学物质的同时，也紧紧抓着那些古老的、被禁的化学物质。由于这些化学物质可以从土壤转移到我们食用的食物或呼吸的空气中，这项研究表明，目前的耕作方式和化学品管理方式正使人类健康面临严重风险。科学家建议，当局不应将这些化学品视为独立的问题，而应重点关注这些毒素的“混合物”，特别是针对像贾科德这样的热点地区，以保护当地居民。