二氯甲烷残留

近日，大连化物所质谱与快速检测研究中心（102组群）李海洋研究员团队利用自主研发的光电离飞行时间质谱，提出了二氯甲烷真空紫外光电离中的竞争新机制，对研究大气平流层臭氧消耗机制和有害卤代烃的光降解提供了参考。二氯甲烷（CH2Cl2）是一种用途广泛的有机溶剂，也常用作生产过程中的反应介质，但其沸点低、极易挥发，因此带来的环境危害和健康危害等问题也日益突出。在太阳发射光谱中，存在非常强的真空紫外光，可以使二氯甲烷光解产生对臭氧层破坏性非常强的氯原子，因此二氯甲烷的光化学过程对研究平流层臭氧消耗机制具有重要的意义。本工作中，李海洋团队根据不同气压和不同浓度下二氯甲烷光电离产物的差异，提出了二氯甲烷真空紫外光电离的机制：主要的两种光电离产物是CH2Cl+和CHCl2+，CH2Cl+由两个互相竞争的通道——离子对和光解辅助的光电离产生，离子对通道在高数密度下被有效淬灭；CHCl2+由光解和自由基反应产生的CHCl2•自由基通过光电离产生。本工作建立了定量描述二氯甲烷光电离产物的动力学模型，进一步加深了对二氯甲烷在真空紫外波段复杂光化学行为的理解，揭示了光解离在卤代烃真空紫外光电离过程中的重要性。相关研究以“Ionization of Dichloromethane by a Vacuum Ultraviolet Krypton Lamp: Competition Between Photoinduced Ion-Pair and Photodissociation-Assisted Photoionization”为题，于近日发表在《物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。该工作的第一作者是大连化物所博士研究生于艺。该工作得到了国家自然科学基金、中科院科研仪器设备研制项目、大连化物所创新基金等项目的支持。

国际社会通过履行1987年达成的《蒙特利尔议定书》，在全球范围内实现了氟氯化碳（CFCs）和哈龙等消耗臭氧层物质的淘汰，平流层中的臭氧浓度正在逐渐恢复。2018年WMO/UNEP编著的臭氧科学评估报告中指出，中纬度地区和南极的臭氧层将分别在2040年和2060年前后恢复到1980年水平。但是一类未受国际公约管控的短寿命卤代烃延迟臭氧层恢复的影响开始突显，二氯甲烷是其中最主要的物质之一。与CFCs等物质相比，短寿命卤代烃的大气化学反应活性更强，不容易扩散传输至平流层。但南亚和东亚地区存在向平流层快速传输的通路，该地区的短寿命卤代烃排放量及其对臭氧层恢复的影响一直受到广泛关注。 环境学院与多方合作使用自上而下的排放估算研究方法对全球和中国尺度的二氯甲烷排放进行定量，并预测了二氯甲烷持续排放对臭氧层恢复的影响。研究者们利用全球5个AGAGE(Advanced Global Atmospheric Gases Experiment)背景站点的长期观测数据和12个盒子模型，通过数学反演揭示全球二氯甲烷排放的显著增长；同时利用中国气象局气象探测中心9个站点的长期观测数据，采用拉格朗日粒子模式（NAME）的后向轨迹足印，结合贝叶斯推断和马尔可夫蒙特卡洛的数学手段对中国的同期排放进行定量分析，发现过去十年中国二氯甲烷排放增长迅速，其全球占比由约三分之一增长到三分之二。研究认为，如果全球二氯甲烷的排放量按照过去十年的变化趋势进一步增长，可能使南极臭氧洞恢复时间延迟约5-30年。全球和中国二氯甲烷排放量 二氯甲烷是广泛应用的化工产品，控制二氯甲烷排放能有效防范其环境与健康风险。2021年10月，生态环境部将二氯甲烷纳入了《新污染物治理行动方案(征求意见稿)》。研究成果以“Rapid increase in dichloromethane emissions from China inferred through atmospheric observations”为题于2021年12月14日在线发表于《自然通讯》（Nature Communications）。北京大学环境科学与工程学院博士生安民得为论文的第一作者，北京大学胡建信教授、中国气象局气象探测中心姚波研究员和英国布里斯托大学Matthew Rigby教授为文章的共同通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-27592-y研究背景：北京大学环境科学与工程学院长期致力于保护臭氧层研究和决策支持。1993年和1999年牵头编制的《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》及其修订版获得国务院批复并实施。团队还研究编写了中国十几个替代淘汰消耗臭氧层物质行业战略和计划，通过履行上述战略和计划淘汰了消耗臭氧层物质5万余吨/年；多名教师参与《蒙特利尔议定书》不同专家委员会工作；团队多次获得奖励，包括国家“保护臭氧层贡献奖”特别金奖、国外“Leadership in ODS Phaseout in Developing Countries”和UNEP多项奖励。

素类药物主要包括雄激素、雌激素、孕激素、皮质醇激素等。激素类药物的应用，能够较为有效地提高养殖业的经济效益，但同时激素的滥用对人体健康的危害也是不容忽视的。一些养殖户片面追求经济利益，从而过度使用激素类药物，导致饲养动物体内的激素严重超标，所生产的肉类食品中也有大量的激素残留。如果食用这样的肉类食品，也会造成人体自身激素紊乱，给人体健康造成很大威胁。实验部分应用范围：动物源性食品/猪肉/猪肝/鸡蛋/牛奶/牛肉/鸡肉/虾检测方法：液相色谱-质谱/质谱法方法原理：试样中的目标化合物经均质，酶解，用甲醇-水溶液提取，经固相萃取富集净化，液相色谱-质谱/质谱仪测定，内标法定量前处理仪器：电子天平（感量0.0001 g和0.01 g）；组织匀浆机；涡旋混合器；恒温振荡器；超声清洗仪；离心机（10000 r/min）；固相萃取装置；氮吹仪；pH计；移液器。检测仪器：LC-MS/MS+ESI源实验制备1.动物肌肉、肝脏、虾从所取全部样品中取出有代表性样品约500g，剔除筋膜，虾去除头和壳。用组织捣碎机充分捣碎均匀，均分成两份，分别装入洁净容器中，密封，并标明标记，于-18 ℃以下冷冻存放。2.牛奶从所取全部样品中取出有代表性样品约500 g，充分摇匀，均分成两份，分别装入洁净容器中，密封，并标明标记，于0 ℃～4 ℃ 以下冷藏存放。3.鸡蛋从所取全部样品中取出有代表性样品约500 g，去壳后用组织捣碎机充分搅拌均匀，均分成两份，分别装入洁净容器中，密封，并标明标记，于0 ℃～4 ℃ 以下冷藏存放。前处理方法1.提取称取5g试样（精确至0.01 g）于50mL具塞塑料离心管中，准确加入混合内标溶液（100μg/L）100μL和10mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液，涡旋混匀，再加入β-葡萄糖醛酸酶/芳香基硫酸酯酶溶液100μL，于37℃±1 ℃振荡酶解12h。取出冷却至室温，加入25mL甲醇超声提取30min，0℃～4℃下10000r/min离心10min。将上清液转入洁净烧杯，加水100mL，混匀后待净化。2.净化分别用6mL二氯甲烷-甲醇（7+3），6mL甲醇，6mL水活化ENVI-Carb固相萃取柱（500mg，6 mL），将提取液以2mL/min～3mL/min的速度上样。将小柱减压抽干。再将用6mL二氯甲烷-甲醇（7+3）活化好的氨基固相萃取柱（500mg，6mL）串接在ENVI-Carb小柱下方。用6 mL二氯甲烷-甲醇（7+3）洗脱并收集洗脱液，取下ENVI-Carb小柱，再用2mL二氯甲烷-甲醇（7+3）洗氨基柱，合并洗脱液后在微弱的氮气流下吹干，用1 mL甲醇-水（1+1）溶解残渣，供仪器测定。注意事项1.激素类标准物质及内标用甲醇配成1.0 mg/mL标准储备液，在-18 ℃以下避光保存，可稳定使用12个月。2.如果有条件，建议每种标准物质使用其对应的同位素内标进行校正。实在没有对应的同位素内标，选择与其化学性质最近似的同位素内标进行校正（参考国标方法）。3.β-葡萄糖醛酸酶只能冷藏，不能冷冻保存，否则会失活。4.由于上样液比较多，可以自制一种可控流速的大针筒，固定在ENVI-Carb小柱上面，一次加上全部提取液，提高净化富集效率。5.由于检测项目比较多，在浓缩过程中需要微弱氮气缓缓吹至近干，控制温度不高于35 ℃。6.国标方法中激素类标准物质比较多，需要根据检测的项目，制定不同的色谱方法。如果检测项目比较多，建议使用一根150 mm长的色谱柱进行分离。根据出峰时间，使用正负离子切换模式进行扫描，提高检测效率。参考文献：GB/T 21981-2008 动物源食品中激素多残留检测方法 液相色谱-质谱/质谱法猪肉、猪肝、鸡蛋、牛奶、牛肉、鸡肉和虾中激素类药物残留量测定的前处理流程图激素类药物信息表