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基于多模型模拟巢湖敌敌畏和氯菊酯的迁移转化规律与生态风险评估

一、绪论

1.1研究背景

巢湖，作为中国五大淡水湖之一，位于安徽省中南部，是合肥的“城市明珠”，在长江流域生态安全中占据着举足轻重的地位。它不仅是周边地区重要的水源地，承担着为工农业生产和居民生活提供水资源的重任，还拥有丰富的生态资源和旅游资源，对维护区域生态平衡、促进经济发展和推动旅游业繁荣起着关键作用。近年来，尽管巢湖治理已取得一定成效，如2024年巢湖水质稳定保持在IV类，更长时间保持在Ⅲ类，全湖总磷平均浓度同比下降3%，综合营养状态指数同比下降1.8，入江水质稳定在地表水Ⅱ类标准，巢湖蓝藻水华累计面积、最大面积均为5年以来最低值，环湖沿岸蓝藻连续四年不聚集、无明显异味，但巢湖的生态环境仍较为脆弱，面临着诸多挑战。

敌敌畏作为一种有机磷杀虫剂，具有触杀、胃毒和熏蒸作用，曾被广泛应用于农业生产、卫生防疫等领域，用以防治多种害虫。然而，敌敌畏具有较高的毒性，其残留可能对人体健康造成潜在威胁，如影响神经系统、导致中毒症状等。同时，敌敌畏在环境中的降解速度相对较慢，容易在水体、土壤等环境介质中残留和积累。氯菊酯则是一种拟除虫菊酯类杀虫剂，具有高效、广谱、低毒等特点，在农业、园艺以及家庭卫生害虫防治中应用广泛。虽然氯菊酯相对传统有机磷农药毒性较低，但随着使用量的增加和使用范围的扩大，其对生态环境的潜在影响也不容忽视，如可能对水生生物、鸟类等非靶标生物产生毒性效应。

在农业生产方面，巢湖周边地区存在着大量的农田，农药的使用是保障农作物产量和质量的重要手段之一。由于农业生产活动的广泛性和持续性，敌敌畏和氯菊酯等农药不可避免地会通过地表径流、淋溶等途径进入巢湖及其周边水体。在城市环境中，为了控制蚊虫等害虫的滋生，保障居民生活环境的卫生，在公园、居民区等公共场所也会使用敌敌畏和氯菊酯等杀虫剂。这些在城市环境中使用的农药，同样可能随着雨水冲刷、污水排放等方式进入巢湖。

一旦敌敌畏和氯菊酯进入巢湖，它们可能会在水体中发生一系列复杂的迁移转化过程，如溶解、扩散、吸附、解吸等，还可能与水体中的悬浮物、沉积物等相互作用，进而影响其在水体中的浓度分布和归趋。这些农药的残留和积累可能对巢湖的水生生态系统造成严重破坏，影响水生生物的生长、繁殖和生存，破坏生物多样性，甚至通过食物链的传递，对人类健康产生潜在风险。因此，深入研究巢湖中敌敌畏和氯菊酯的迁移转化规律及其生态风险，对于保护巢湖的生态环境、保障周边地区居民的健康以及实现区域的可持续发展具有重要的现实意义和紧迫性。

1.2研究目的与意义

本研究旨在通过运用先进的科学方法和模型，深入模拟巢湖中敌敌畏和氯菊酯的迁移转化过程，全面评估这两种农药在巢湖生态系统中所带来的生态风险。具体而言，将通过对巢湖周边地区农药使用情况、水文地质条件等多方面数据的收集与分析，构建精准的迁移转化模型，细致描绘敌敌畏和氯菊酯在水体、沉积物、水生生物等不同环境介质间的转移路径、浓度变化以及降解规律。在生态风险评估方面，将综合考虑农药的毒性数据、暴露浓度以及巢湖生态系统中各类生物的敏感性，运用科学合理的评估模型，准确判断敌敌畏和氯菊酯对巢湖生态系统可能造成的危害程度和范围，包括对水生生物的急性和慢性毒性效应、对食物链结构和功能的潜在影响等。

巢湖作为重要的生态系统，其生态环境的稳定对于区域可持续发展至关重要。深入研究巢湖中敌敌畏和氯菊酯的迁移转化和生态风险具有极其重要的意义。在理论层面，当前对于湖泊生态系统中农药迁移转化和生态风险的研究仍存在诸多空白和不确定性，尤其是针对像巢湖这样具有独特地理、水文和生态特征的大型淡水湖泊。本研究将填补相关领域在巢湖研究方面的不足，丰富和完善农药环境行为和生态风险评估的理论体系，为后续开展其他湖泊或水体的类似研究提供重要的参考和借鉴。通过揭示敌敌畏和氯菊酯在巢湖生态系统中的迁移转化规律和生态风险机制，有助于深入理解农药与湖泊生态系统之间的相互作用关系，为环境科学、生态学等相关学科的发展提供新的理论依据和研究思路。

从实践应用角度来看，本研究成果将为巢湖的治理和保护提供科学、精准的决策依据。通过明确敌敌畏和氯菊酯在巢湖中的污染现状、迁移转化路径以及潜在的生态风险，能够帮助相关部门制定更加针对性、高效的污染防控策略和治理措施，如合理划定污染管控区域、优化污水处理工艺以提高对农药的去除效率等。对于农药使用管理而言，研究结果可以为农业生产和城市卫生害虫防治中科学合理使用敌敌畏和氯菊酯提供指导，推动制定更加严格的农药使用规范和标准，减少农药的不合理使用，降低其对巢湖生态环境的潜在威胁，从而在保障农业生产和城市卫生的同时，实现对巢湖生态环境的有效保护，促进区域生态、经济和社会的协调可持续发展。

1.3国内外研究现状