河道中底泥二噁英类化合物分析【文献综述】.doc

文献综述 应用化学 河道中底泥二噁英类化合物分析 摘要：简要介绍了二噁英类化合物及几种二噁英类化合物检测方法，并对这几种二噁英检测方法进行比较。 关键字：二噁英类；检测方法；HRGC/HRMS 1. 前言 二噁英类是一类具有相似化学结构和生物学特征的多氯代三环芳香化合物的总称，包括多氯代二苯并二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）以及某些共平面多氯联苯（Co-PCBs），是目前《斯德哥尔摩国际公约》中最受关注的首批持久性有机污染物（POPs）[1-2]。PCDDs与PCDFs是氯代三环芳香化合物，结构相似，物理及化学性质及毒性都非常类似。由于氯原子的取代数目和位置不同，构成了75种PCDD和135种PCDF。在这210种化合物中，有17种2,3,7,8位全部被氯原子取代的，其中2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)在目前已知化合物中毒性最大，且动物实验表明其具有强致癌性。Co-PCBs具有类似氯代三环芳香化合物的结构，它也具有二噁英类化合物性质及毒性。PCBs中有12个单体被称为类二噁英PCBs(dioxin-like PCBs或WHO-12PCBs)，包括4个非邻位取代PCBs (non-ortho PCBs)和8个单邻位取代PCBs(mono-ortho PCBs)。由于它们的化学性质和毒性与PCDD/Fs比较接近，世界卫生组织(WHO)建议将它们和PCDD/Fs一起测定并计算毒性当量（TEQ）。对不同样品类型，PCDD/Fs和类二噁英PCB对总毒性当量贡献不同，其中后者可占3%～80%[3]。 二噁英类化合物的低水溶性、低蒸汽压、难降解等特性使得土壤、沉积物成为这类物质的蓄积库。而二噁英主要来源于含氯废物的热处理过程,排入大气中的二噁英能够随着大气干湿沉降、地表径流进入水体,进而长久蓄积于沉积物中[4]。水环境中的二噁英可以借助食物链在水生动植物体内富集,从而对水体生态环境和人体健康造成潜在危害。因此，土壤和底泥沉积物中二噁英类物质的污染来源、污染水平与分布以及如何有效控制与消减等问题需要许多国家政府和学术界的高度重视。而对二噁英类化合物的研究主要在其检测方法，本文主要探讨几种二噁英检测方法及其优劣。 2. 国内外底泥二噁英类化合物检测方法研究进展 如今国内外二噁英类的检测方法则包括许多种，而最为典型的主要是高分辨气相色谱/质谱检测法和生物检测法。生物检测法又有以Ah受体为基础的生物、检测法酶免疫分析法及、表面胞质团共振检测法。 3. 高分辨气相色谱/质谱检测法（HRGC/HRMS） 典型的二噁英分析程序包括样品采集、提取、净化和富集、气相色谱-质谱(GC-MS)分析和数据处理。同位素稀释定量法是保证二噁英分析测试数据准确性的关键。在样品提取或采样(如烟道气的采样)前定量加入13C标记2,3,7,8-取代的二噁英毒性同类物，由于13C标记物的化学性质与被分析组分的化学性质完全一致，因此在样品提取、净化和富集过程中的损失也是相同的，样品中二噁英含量根据内标物来定量，从而保证了分析结果的准确性。在HRGC-HRMS进样前还要加入13C标记物，以计算回收率。 HRGC/HRMS法是目前国际公认的检测二噁英类化合物的标准方法。1987年，美国环保局(USEPA)在世界上率先公布并开始采用分辨率在10000以上的HRGC/HRMS联用仪二噁英超痕量分析方法。此后，美国、日本、欧洲等发达国家以此为基础建立了各自的检测方法,其中具有代表性的有美国EPA的方法8290、方法1613、方法23和日本工业标准JISK0311、JISK0312等[5-8]。基于HRGC-LRMS法的技术优势,EPA规定采用同位素稀释的1613法已经成为各实验室的检测基础。 环境样品中二噁英类的提取通常采用液-液萃取或索氏提取。在生物样品处理中也采用固-液提取[9]、半透膜提取[10,11]。近年来出现了一些替代索氏提取的新技术，超声提取[10]、超临界流体萃取(SFE)[13-15]、加速溶剂萃取(ASE)[16,17]、微波萃取技术等[18]。这些新方法缩短了提取时间，大减少了有毒有机溶剂的使用量。几种提取方法都有各自的优劣。索式提取法的缺点是耗用有机溶剂量较大(数百毫升)、易引人新的干扰(溶剂中的杂质等)、浓缩步骤费时、易导致被测物的损失等[19]。超临界流体萃取法(SFE)利用超临界流体在临界压力和临界温度附近具有的特殊性能，从液体和固体中萃取出特定成分，以达到分离有机污染物的目的。微波萃取技术（MAE）是利用微波为能量以进行环境样品的预处理，它可以用于样品的溶解、干燥、灰化及浸取等方面[20]。MAE所用的设备简单、高效、快速，是一项极有发展前途的样品制备和前处理技术。加速溶剂萃取(ASE)是近年来发展起