二噁英分析

环境二噁英类的污染评价和控制，都离不开准确可靠的分析方法。二噁英类的分析测定被视为现代有机分析的难点，它要求超微量多组分定量分析，分析仪器多采用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)。测定环境二噁英类必须具备的技术条件包括：有效的采样技术、从样品中提取出10-12~10-15量级的二噁英类、从初步的粗提物中分离去除其它有机物、分离出与二噁英类性质接近的其它氯代芳香族有机物、高效分离二噁英类异构体、可靠定性和准确定量以及安全防毒的实验条件等。对分析过程的要求非常严格：样品采集的代表性，化学前处理的选择性、特异性和回收率，测定的灵敏度、分离度、准确性、重复性及可靠性等方面都有较高的要求，并且要进行实验室间和实验室内的质量控制和保证。美国、日本和欧洲均制定了环境二噁英类的排放标准和有关监测分析方法标准，而且针对不同基质或对象(来源)的样品有不同的二噁英类标准分析方法，这主要是因为基质不同的二噁英类样品其前处理方法可以有很大的不同。例如美国已经颁布的标准方法就包括了排气、空气、废水、食品、生物样品等各种基质二噁英类样品的分析。国内目前尚未颁布有关二噁英类分析方法的标准。最早出现的二噁英类测定方法采用了低分辨率质谱仪(LRMS)，对测定浓度范围的选择性和响应等方面都有问题，只能测定一种或几种2,3,7,8-位氯代异构体。在较新的分析方法中，都采用了分辨率10000以上的高分辨质谱仪(HRMS)，并使用17种以上的同位素标记二噁英类作为内标物质，可以对全部17种2,3,7,8-位氯代异构体准确定量，大大提高了分析灵敏度和准确性，但同时也增加了分析难度和成本。这些二噁英类分析方法在使用同位素标记化合物作为内标物质、液-液萃取和索氏提取、硅胶柱净化、HRGC/HRMS定性和定量等方面的技术路线基本是一样的。但在细节上和技术指标上仍有一定的差别。以下是对部分二噁英类标准分析方法的简单介绍。(1)美国EPA方法613：最早的二噁英类分析方法标准，分析工业废水、城市污水中的2,3,7,8-TCDD；样品经萃取后，用氧化铝柱及硅胶柱净化；采用SP-2330色谱柱, LRMS或HRMS分析；内标为13C或37Cl标记的2,3,7,8-TCDD；(2)美国EPA方法8280：分析土壤、底泥、飞灰、燃油、蒸馏残渣和水等废物中含4~8个氯的PCDDs/PCDFs；样品提取后，经碱液、浓硫酸、氧化铝及PX-2活性碳柱净化，采用HRGC/LRMS分析。可选择三种色谱柱：CP-sil-88、DB-5或SP-2250，内标为13C标记的8种2,3,7,8-位氯代异构体，是后续方法的发展基础，现已推出8280A(1995)和8280B(1998)等新版本；(3)美国EPA方法513：分析饮用水中的2,3,7,8-TCDD；水样经提取，用酸碱改性硅胶柱、氧化铝柱以及PX-21活性碳柱净化，采用HRGC/HRMS分析；色谱柱为SP2330或CP-sil-88；内标为13C标记的2,3,7,8-TCDD和1,2,3,4-TCDD以及37Cl标记的2,3,7,8-TCDD；(4)美国EPA方法8290：是8280方法的发展，主要差别是分析仪器使用了HRGC/HRMS；DB-5色谱柱，并用DB-225柱重复分离；内标使用13C或37Cl标记的11种异构体。最低检出限达到10-12以下。(5)美国方法TO-9：环境空气中的二噁英类分析方法，用装填聚胺酯(PUF)泡沫的吸附柱吸附环境空气中的二噁英类，吸附柱用苯萃取后，用酸化改性的硅胶及酸性氧化铝柱净化，采用HRGC/HRMS分析，色谱柱为DB-5；内标为13C标记的2,3,7,8-TCDD, 检测限为1~5pg/m3。(6)美国EPA方法23：烟道气中的二噁英类采样和分析方法，可测定17种2,3,7,8-位氯代异构体；用滤筒加XAD-2吸附柱进行等速采样，样品经提取后，用改性硅胶、碱性氧化铝净化，净化液用HRGC/HRMS分析；色谱柱为长60m的DB-5及长30m的DB225，质谱的分辨率至少为10000；以13C标记的19种二噁英类异构体为内标，可以对17种2,3,7,8-位氯代异构体单独定量，得到准确的毒性当量结果，并规定了严格的质量控制措施。(7)美国EPA方法1613：类似于方法8290，但是可以测定土壤、底泥、组织及其它样品中的17种二噁英类异构体，样品的前处理程序比较复杂；样品先以酸、碱萃取，再以酸碱改性硅胶、HPLC、AX-211活性碳柱、GPC等净化；使用17种13C标记的2,3,7,8-位氯代异构体内标，因此可以对17种2,3,7,8-位氯代异构体单独定量，得到准确的毒性当量结果，并规定了严格的质量控制措施。所以比方法8290的精确度更高，但是分析成本也更高。(8)欧洲标准化委员会(CEN)标准EN1948：类似于美国的方法23，规定了固定源二噁英类的采样和测定方法，推动了二噁英类分析方法的国际标准化趋势。(9)日本工业标准JIS K0311：日本在1999年修订的最新版固定源排气中二噁英类标准分析方法。该标准建立在欧洲和美国现有标准的基础之上，并结合了日本近十年的研究经验，具有更强的针对性和良好的可操作性，有严格的质量控制措施。采用了世界卫生组织WHO的新规定，将共平面多氯联苯(co-PCBs)也纳入了二的范畴，要求同时分离和测定样品中的二噁英类和co-PCBs，增加了分析难度和成本。(10)日本工业标准JIS K0312：工业废水和污水中的二噁英类标准分析方法。国家环境分析测试中心目前采用的焚烧设施二噁英类监测分析方法，等效于日本标准JIS K0311，采用同位素稀释HRGC/HRMS技术分析废气样品中四至八氯代二苯并-对-二噁英类(PCDDs)和二苯并呋喃(PCDFs)，并与日本同类实验室进行过比对分析，结果达到了国际先进水平。2003年3月，国家环境分析测试中心二噁英类监测项目通过了国家质量监督检验检疫总局的认证，面向全国承担焚烧设施排放二噁英类的采样、分析任务。

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