硫丹在农业上的大量使用，是造成环境污染的主要来源，由于硫丹较易挥发，在工业生产过程中释放的废气和废水，可通过工厂废气排放及水体排放进入环境，也造成环境的污染。
1、迁移、扩散
硫丹在水中能够很快被淤泥和生物体吸附，半衰期10～14h。在土中残留期长，半衰期平均为4～11月。一般残留在土壤、地下水和地面水中。进入水体中的硫丹，很容易被水中的矿物、生物碎屑和胶体等悬浮颗粒物质所吸附，最终随着重力沉降等物理化学作用方式进入水体沉积物中，并在水底的沉积物中富集。
环境持久性：α-硫丹和β-硫丹在环境中的持留时间分别为800d和60d。α-硫丹和β-硫丹的代谢产物——硫丹硫酸盐可在环境中持留时间更长，时间从9个月到6年不等，使得环境中的硫丹具备长距离迁移的特点。
长距离迁移能力：在热带和亚热带使用的硫丹易发生挥发，其通过大气传输，沉降到低温地区。研究发现，南极海象的鲸脂中硫丹质量分数为0.9～3.02ng/g，该结果表明硫丹能够在远离排放源的地区检测到。北极的监测数据也证实了硫丹和硫丹硫酸盐的远距离迁移现象。现有的充分证据表明，硫丹具有远距离环境迁移的潜力。
光化学变化不会对在水体中硫丹的环境分解产生任何作用，因为硫丹不吸收对流层的太阳辐射。
2、转化
硫丹在植物和土壤中主要被氧化生成硫丹硫酸盐和硫丹二醇。硫丹硫酸盐的形成主要通过微生物的作用，硫丹硫酸酯毒性最高，由微生物造成的矿化过程通常非常缓慢，而硫丹二醇则是主要的水解产物。
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