（山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東濟(jì)南 250101）

0 引言

二噁英類化合物是多氯代二苯并對(duì)二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的總稱，是首批被列入《斯德哥爾摩公約》的持久性有機(jī)污染物之一。二噁英類共包括210種化合物，其中17種2，3，7，8位全部被氯原子取代的同類物毒性最強(qiáng)。二噁英具有三致效應(yīng)、生殖毒性及環(huán)境內(nèi)分泌干擾作用等多種毒性，降解周期長(zhǎng)，不溶于水，易溶于脂類，因此容易在食物鏈頂端的人及動(dòng)物體內(nèi)積累。

環(huán)境樣品中的二噁英類檢測(cè)方法主要分為化學(xué)檢測(cè)法和生物檢測(cè)法。化學(xué)檢測(cè)法依靠高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜及氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜進(jìn)行定量分析，檢出限低、分辨率高、精密度好，但存在前處理繁瑣、檢測(cè)周期長(zhǎng)，分析成本高的問(wèn)題；而以酶免疫分析法、酶活力誘導(dǎo)法、熒光素酶報(bào)告基因法等為代表的生物檢測(cè)法，成本低、周期短，適用于大量樣本篩選及快速半定量檢測(cè)，但無(wú)法準(zhǔn)確定量。

本文對(duì)以高分辨質(zhì)譜法和三重四級(jí)桿質(zhì)譜法為基礎(chǔ)的前處理技術(shù)及化學(xué)分析技術(shù)進(jìn)行綜述和比較。

1 前處理技術(shù)

二噁英樣品前處理包括樣品的提取、凈化和濃縮，其中提取和凈化對(duì)二噁英回收率起重要作用。傳統(tǒng)的手工操作如索氏提取和手工凈化是前處理的通用方法，成本低，適用于基質(zhì)復(fù)雜的樣品，但操作繁瑣、周期長(zhǎng)、對(duì)實(shí)驗(yàn)員技術(shù)要求高。很多實(shí)驗(yàn)室采用了如自動(dòng)索提儀、自動(dòng)凈化儀等自動(dòng)前處理技術(shù)。與手工方法相比，儀器方法自動(dòng)化程度高，省時(shí)省力，能更好地控制提取及凈化環(huán)境，回收率穩(wěn)定，減少了有機(jī)溶劑對(duì)人的毒害，但也存在購(gòu)買及維護(hù)成本高、易出現(xiàn)故障的缺點(diǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，自動(dòng)前處理技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，但相關(guān)技術(shù)仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

1.1 提取

索氏提取是環(huán)境樣品中二噁英前處理最常見(jiàn)的方法，EPA1613B及我國(guó)HJ/T77標(biāo)準(zhǔn)均采用此法，設(shè)備簡(jiǎn)單易得、操作簡(jiǎn)便，可應(yīng)用于多種環(huán)境介質(zhì)，能達(dá)到大部分實(shí)驗(yàn)室對(duì)提取的要求，但耗時(shí)較長(zhǎng)（16 h以上），有毒試劑用量大（甲苯300 mL）［1］。

除了傳統(tǒng)的索提方法，近年來(lái)自動(dòng)儀器提取方法也得到大量應(yīng)用，如自動(dòng)熱提取、快速溶劑萃取、超聲波提取、固相萃取等。瑞士步琦E-800自動(dòng)索提儀，在樣品和溶劑部分都能加熱，可設(shè)置循環(huán)次數(shù)，提取效率高于手工索提，但有時(shí)出現(xiàn)漏液和溶劑揮發(fā)過(guò)快問(wèn)題。美國(guó)賽默飛Dionex ASE350快速溶劑萃取儀，萃取時(shí)間短（1 h以內(nèi)），有機(jī)溶劑用量少（小于100 mL），可連續(xù)提取幾十個(gè)樣品，但管路清洗難度較大，易造成樣品交叉污染。白昭（2014）使用Dionex ASE 350提取空氣及土壤樣品，采樣內(nèi)標(biāo)及提取內(nèi)標(biāo)回收率均滿足要求［2］。

1.2 凈化

樣品中的二噁英類經(jīng)提取后需通過(guò)凈化去除干擾物質(zhì)，根據(jù)凈化柱數(shù)量可分為一段式、兩段式、三段式凈化，有的還有四段式凈化。以常見(jiàn)的三段式凈化為例，第一段為多層硅膠柱，含有硫酸硅膠、氫氧化鉀硅膠等，用于去除有色物質(zhì)、多環(huán)芳香族化合物、強(qiáng)極性化合物等；第二段為氧化鋁柱；第三段為活性炭柱，用于去除弱極性和非極性化合物、多氯聯(lián)苯等。

根據(jù)自動(dòng)化程度不同還可分為手工、半自動(dòng)及全自動(dòng)凈化。手工凈化即人工裝填及轉(zhuǎn)換凈化柱，耗時(shí)較長(zhǎng)（3～4 h），操作繁瑣。半自動(dòng)凈化使用商業(yè)化一次性凈化柱，不需要人工填柱及配制溶劑，設(shè)備價(jià)格相對(duì)低廉、簡(jiǎn)單實(shí)用，耗時(shí)短于手工凈化，但實(shí)驗(yàn)中仍需要手動(dòng)轉(zhuǎn)接凈化柱。全自動(dòng)凈化實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程自動(dòng)操作，使用一次性凈化柱，如德國(guó)DEXTech凈化系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、溶劑用量少、分析速度快（70 min左右），但管路多、程序復(fù)雜，易造成漏液、堵塞以及樣品交叉污染問(wèn)題，設(shè)備成本及耗材費(fèi)用高。饒欽全等（2018）使用DEXTech自動(dòng)凈化系統(tǒng)與手工方法進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果基本一致［3］。近年來(lái)還出現(xiàn)了集萃取、凈化于一體的自動(dòng)前處理系統(tǒng)，如美國(guó)FMS Power-Prep多柱樣品凈化系統(tǒng)。

2 分析技術(shù)

2.1 高分辨質(zhì)譜法

在環(huán)境樣品二噁英檢測(cè)中，同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法是世界公認(rèn)的“黃金法則”，美國(guó)EPA1613B、日本JIS K0311、歐盟EN 1948以及我國(guó)HJ/T77標(biāo)準(zhǔn)均采用此法。該方法檢出限低、靈敏度高，選擇性好，方法成熟，缺點(diǎn)是儀器購(gòu)置費(fèi)高（500萬(wàn)元左右）、實(shí)驗(yàn)室條件要求嚴(yán)格且運(yùn)維費(fèi)用高（每年20萬(wàn)元左右）、分析周期長(zhǎng)，對(duì)前處理操作要求高。市面上的高分辨磁質(zhì)譜儀有美國(guó)DFS、日本電子JMS、以及已停產(chǎn)但仍有較多用戶的沃特世Waters AutoSpec。

李翔（2006）采用Dionex ASE 300加速溶劑萃取儀、FMS Power Prep流體控制系統(tǒng)及Waters AutoSpec定量測(cè)定了底泥中17種二噁英，結(jié)果表明該方法的檢出限可達(dá)0.1 pg/g，提取內(nèi)標(biāo)回收率為 49.8%～85.3%，PAR標(biāo)準(zhǔn)回收率為 93.2%～115.6%［4］。

2.2 三重四級(jí)桿質(zhì)譜法

鑒于高分辨磁質(zhì)譜儀成本高昂，價(jià)格更易被接受的三重四極桿質(zhì)譜儀受到更多關(guān)注。三重四級(jí)桿質(zhì)譜是一種串聯(lián)質(zhì)譜，采用多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM），待測(cè)化合物在離子源作用下生成帶電離子，經(jīng)第一級(jí)質(zhì)量分析器分離篩選出特征母離子，母離子在碰撞室發(fā)生誘導(dǎo)解離生成子離子，在第二級(jí)質(zhì)量分析器得到分離，特征子離子最終到達(dá)檢測(cè)器得到二級(jí)質(zhì)譜。MRM模式實(shí)現(xiàn)了母離子和子離子的一一對(duì)應(yīng)，有效減少了其他離子的干擾，降低本底噪音，提高了選擇性和靈敏度，因此，串聯(lián)質(zhì)譜法特別適用于分析基質(zhì)復(fù)雜、干擾因素多、待測(cè)化合物含量極低的樣品。

近年來(lái)，三重四級(jí)桿質(zhì)譜技術(shù)在環(huán)境樣品的多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、二噁英類污染物分析中展現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)。張利飛等（2014）基于Agilent氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜測(cè)定環(huán)境樣品中二噁英，結(jié)果表明在濃度范圍0.5～2000 ng/mL之間具有良好的線性，17種二噁英的相對(duì)響應(yīng)因子在0.96～1.21之間，定量限范圍在0.080～2.83 pg/μL之間，國(guó)際實(shí)驗(yàn)室比對(duì)樣品的總I-TEQ值落在給定范圍內(nèi)。研究還將三重四級(jí)桿質(zhì)譜與高分辨質(zhì)譜的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)環(huán)境樣品二噁英濃度在0～60 ng I-TEQ范圍內(nèi)，兩者數(shù)據(jù)具有較好的線性相關(guān)性［5］。孫慧中等（2017）的研究表明，利用三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀，進(jìn)樣量為20～200 fg的17種二噁英的信噪比均大于50 dB，色譜峰面積的RSD小于20%（n=12），方法在較寬的濃度范圍內(nèi)具有良好的線性，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相對(duì)響應(yīng)因子的RSD均小于15%，并利用本方法測(cè)定了大氣、土壤和污泥3種不同環(huán)境樣品中二噁英的濃度，其檢測(cè)結(jié)果與高分辨質(zhì)譜法具有良好的一致性［6］。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)的人工前處理方法適用范圍廣但耗時(shí)費(fèi)力，儀器方法自動(dòng)化程度高，能更好地控制提取及凈化環(huán)境，減少了有機(jī)溶劑對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的毒害，但也存在購(gòu)買及維護(hù)成本高、易出現(xiàn)故障等缺點(diǎn)。高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法是一套成熟的分析方法，但儀器購(gòu)置及維護(hù)費(fèi)用高，氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜法由于抗干擾能力強(qiáng)、本底噪音低、選擇性和靈敏度高，正逐漸成為二噁英定量檢測(cè)領(lǐng)域的新趨勢(shì)。