1、67石油化工引言二噁英（dioxins）类化学物质在环境中广泛存在，毒性作用剂量低，有致癌、致畸、致突变作用，并且易于生物富集，是重要的环境污染物。“二噁英”主要通过呼吸道、皮肤和消化道进入人体，能导致严重的皮肤损伤性疾病，具有强烈的致癌、致畸作用，同时还具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。如果人体短时间暴露于较高浓度的“二噁英”中，就有可能导致皮肤损伤，如出现氯痤疮及皮肤黑斑，还会出现肝功能的改变。如长期暴露则会对免疫系统、发育中的神经系统、内分泌系统和生殖功能造成损害。国际癌症研究机构1997年对TCDD的作用进行了评估，根据人类的流行病学资料，IARC将“二噁英”归为“已知的人类致癌物”
2、。几项长期的多位点、多物种的研究已经证实，TCDD具有致癌作用。但是TCDD不会影响到遗传物质，况且也存在着暴露的浓度问题，如果低于一定水平线的话，其致癌症的危险性几乎是微不足道的。这类污染物具有相似化学结构和理化性质，包括多氯代二苯对二噁英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）和共平面多氯联苯(Co-PCB)。为了正确评价二噁英类化学物的生态环境危险性，必须把它们从复杂的环境样品基质中分离，并定性、定量这些痕量乃至超痕量级的二噁英类物质，这需要先进的分析方法。在众多的二噁英类检测方法中，主要有两大类：仪器检测方法和生物检测方法。一、仪器分析方法1.预处理方法国际上预处理方法一般分为加
3、标、萃取、净化、浓缩等步骤。（1）萃取方法萃取方法有索氏萃取、超临界流体萃取、微波萃取、固相萃取以及固相微萃取。索氏萃取是一种传统的提取方法，在肉、鱼、土壤、牛奶等样品分析中得到应用；微波萃取应用于飞灰样品分析；固相萃取在牛奶样品分析中得到应用。现在还有发明了一种全自动萃取装置，在牛奶、鱼等样品分析中得到很好的效果。（2）净化步骤对样品中PCDD/Fs 和Co-PCBs萃取粗液净化时，通常采用多层硅胶柱、弗罗里土柱、碱性铝柱及活性炭柱相结合的办法，对样品进行分段净化；也有采用多层硅胶柱、活性铝柱及玻璃毛活性炭硅胶柱。一般地，多层硅胶柱主要除去试液中含有的硫磺化合物、芳香族成分、酸性成分；弗罗里
4、土柱除去氯代芳烃的干扰；氧化铝柱利用极小的极性差，分离二噁英和其他的化合物；活性炭硅胶柱处理是从其他的脂肪烃等中，分离像二噁英类一样有接近平面结构的分子化合物。2.仪器检测（1）高分辨气相色谱/高分辨质谱法(HRGC/HRMS)高分辨气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用检测（HRGC/HRMS）是国际上认可的权威检测方法分析方法。该方法使用最为普遍，具有高选择性、高分辨率及高灵敏度的特点，已经成功分析了水样、土样、沉积物样、牛奶、油和动物组织等样品中二噁英类化学物。（2）激光质谱法（多光子离子化（REMPI）飞行时间质谱(TOFMS)）激光质谱法是一种将共振多光子离子（REMPI）与飞行时间质谱
5、（TOF-MS）相结合的方法。它具有许多优点，如快速、高选择性、高灵敏度和能够同时分析多组分等。激光质谱法的快速性是指其分析速度非常快，通常在100毫秒以下。这使得它成为实时监测痕量污染气体的理想选择。通过使用激光质谱法，可以对汽车尾气和垃圾焚烧炉排放物等燃烧过程中产生的气体进行实态监测。此外，它能够同时进行光谱和质谱双重选择，从而准确地二噁英类化学物监测研究进展吴春瑜苏州市常熟环境监测站【摘要】本次主要介绍了环境中二噁英类化学物的检测分析方法进展情况。二噁英类化学物质检测分析方法主要分为两类：仪器分析方法和生物检测法。仪器分析法中以高分辨气相/高分辨质谱法最为成熟，激光质谱法能够动态检测，气
6、相/微电子捕获检测法主要费用低；生物检测法主要包括：生物标记法、生物鉴定法（酶感应法、体外荧光素酶法和酶免疫分析法）等。这两类检测分析法各有特点，互为补充。【关键词】二噁英；仪器检测；生物检测【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.18.02368石油化工确定目标物质的存在和浓度。由于采用了激光离子化技术，可以将目标物质转化为离子，并通过飞行时间质谱仪进行检测和分析。这种方法可以提供非常低的检测限和高的灵敏度，使得它能够检测到痕量级的污染物。它可以同时监测和分析样品中的多个组分，从而提高了分析效率和准确性（3）气相/微电子捕获检测法Conny Danielsso
7、n等对食品和种子的二噁英化合物进行分析，Hotylaine等对一些生物样品进行了分析，表明气相/微电子捕获检测法可以作为一种二噁英类化合物的筛选检测方法。仪器分析具有高选择性、高分辨率及高灵敏度，同时能对样品二噁英类物质中各个化学物（包括同分异构体）进行逐个定性定量分析。但仪器分析需要高分辨气质联用，一系列同位素标样及专用实验室，这耗资较大，而且分析过程冗长、费时。二、生物检测方法在近十年中，对二噁英类化合物的生物检测技术得到了发展。生物检测技术不仅节省了大量的财力和时间，而且对于这类化学物质环境健康风险的定量评价更加准确、可靠和科学。体外生物检测法为测定环境样品中的二噁英的TEQs提供了有力
8、的工具。生物检测法主要有生物标记法、生物鉴定法和酶免疫法。1.生物标记法生物标记法是利用生物，植物、野生动物和人类，对二噁英类化学物的生物学反应来判断。Linda等对受二噁英污染的鸬鹚进行生化和毒理分析；董武等对受到二噁英类化学物污染的斑马鱼进行形态学检测，发现斑马鱼特异性下颌短小。2.生物鉴定法这些方法是建立在一些关键生物分子，如抗体、结合体或酶，对二噁英类化学物能够构建一个特异性结构，也有可能细胞或组织对二噁英类化学物产生一种特殊的反应。这些方法主要有：（1）酶感应法（如EROD）通过Schwirzer等研究者的研究，他们发现，在离体条件下，大白鼠肝癌细胞株的EROD酶活力可以有效地影响二
9、噁英的毒性，从而构建出一种新的EROD 生物监测方法，可以有效地检测出环境样本中的二噁英污染物。通过EROD生物测试法，徐盈等人发现，该方法可以快速定量筛选出鸭儿湖地区环境样品中的二噁英类化合物，从而为环境保护提供了有效的技术支持。比化学分析法所获得的数值比用EROD生物法测得的二噁英类化合物的TEQ值低，原因是在于是检测样品提取液中其他酶诱导化合物的存在。其他卤代芳烃化合物和天然植物成分也可以在生物测试中被用于诱导EROD酶活性，从而提高生物体的生物学功能。所以，利用本法对环境样品中PCDD/F和PCB进行定量筛选的关键应该是检测样品提取液的有效分离纯化，特别是对于那些来自不同环境，具有各种
10、复杂基质干扰的检测样品，选择纯化方法是很重要的一个环节。（2）体外荧光素酶法（如CALUX）通过CALUX技术，我们可以将哺乳动物细胞中的细胞色素P450基因与萤火虫的荧光酶基因进行重组，从而将这些基因转移到大鼠肝癌细胞系（H4E）的染色体中。二噁英类脂溶性污染物通过细胞膜与多环芳烃受体（AhR）的可逆性结合，形成一种新的复杂的配体-AhR，这种复合物的构型会随着时间的推移而发生变化，最终渗透到细胞核中。配体-AhR复合体和核内转运蛋白（ah-receptor nuclear translocator protein,ARNT）在细胞核里结合，形成配体-AhR-ARNT复合物，特异性地与染色体
11、上二噁英应答域结合，细胞色素P450基因与荧光合成酶基因被激活从而合成荧光素。通过该测定系统，可以准确地测量出荧光素的含量和荧光强度，而且随着二噁英类物质的添加量的增加而增加。Van Wouwe等对496份人体血浆样品中的二噁英进行了分析，并且与HRGC HRMS分析结果进行对比，研究表明CALUX方法是一种有效的二噁英筛选方法，适用于职业暴露人群血液样品中二噁英含量的测定。通过对比HRGC-MS和CALUX两种国际上普遍接受的分析方法，研究人员发现，在同一批样品中，CALUX方法能够更加精确地检测出二噁英的含量，并且两种方法的检测结果也存在一定的相关性。结 果 表 明，垃 圾 焚 烧 产 生
12、 的 烟 尘 或 土 壤 样 品（r=0.978）、地表水（r=0.972）、工业污染废气（r=0.960）、人体脂肪（r=0.867）、母乳（r=0.958）、卵泡液（r=0.83）经两种方法测定，结果之间具有很好的正相关关系（P0.05），其测定值具有很好的重现性。CALUX技术的优势在于，当转基因细胞与二噁英类物质发生反应时，它们能够特异性地与AhR结合，从而促使细胞合成更多的荧光素合成酶，从而产生一种强烈的信号传导效应。CALUX技术可以提供极高的灵敏度，用于准确测定TCDD的含量。CALUX缺点：CALUX法的灵敏度和精确度和HRGC-69石油化工MS方法比较相对稍低，因此目前主要应
13、用于大批量的二噁英样品的快速定量筛选。（3）酶免疫分析法（EIA）酶免疫分析法（EIA）是简便、易操作的二噁英生物监测方法。该方法是利用鼠类单克隆抗体DD3与PCDD/F高度结合的特点而建立的竞争抑制酶免疫方法，因而适合于二噁英污染物毒性等价当量TEQ的测定。黎雯等利用酶免疫分析法对飘尘、防腐木料和沉积物等几种环境样品进行了二噁英分析，并且和HRGC-HRMS及EROD进行同步对比分析，发现EIA法与HRGC-HRMS很接近，结果比EROD分析结果更加理想，有望成为环境的危险性评价中另一种快速，灵敏的生物分析方法，并将广泛用于环境中二噁英类污染物的快速定量筛选。通过使用生物检测方法，我们可以轻
14、松、迅速、经济的进行测试，并确保对于二氧化硫等有害化学物质的检测是安全的。通过生物检测法，可以不再需要对样品中的二噁英异构体进行ACK和定量，而是可以直接测量出二噁英总生物学毒性当量，从而避免了HRGC-MS方法测量时可能出现的毒性低等问题，使得它在大量样本的快速筛选和半定量检测方面具有极大的优势，为环境中二噁英污染调查提供了可靠的依据。三、结语目前，1.HRGC-HRMS方法是二噁英分析方法最权威、最成熟的方法，但该方法耗费大，分析时间长，维护复杂；2.激光质谱法为二噁英的动态检测提供了可能；3.生物检测方法可以快速、直接测出二噁英生物学毒性当量，但不能逐一定性定量。今后，二噁英分析方法可以
15、开发快速、简便、高选择性的方法技术，能更好地检测调查环境中二噁英的污染情况。参考文献：1姜杰，张建清，蒋友胜，等.高分辨质谱法测定海鱼中二噁和多氯联苯J.中国公共卫生，2004(11):82-84.2张建清，钟伟祥，单慧媚.气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用仪定量检测市售猪肉中二噁英J.分析化学，2002(12):1481-1485.3Heger H,Zimmermann R,Dorfner R et al.On-line emission analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons down to pptv concentration level
16、s in the flue gas an incineration pilot plant with a mobile resonance-enhanced multiphoton ionization time-of-flight mass spectrometer J.Analytic Chemistry,1999,71:46-57.4李子尧，魏杰，张冰.激光质谱法：原理及其在环境监测中的应用J.量子电子学报，2001(01):1-8.5RhodesLinda D,Van Beneden,etc.Short-term tissue distribution,depuration and p
17、ossible gene expression effects of PCDD exposure in soft-shell clams(mya arenaria).J.Environmental Toxicology and Chemistry,1997,16(9):1888-18946董武，杨景峰，王思珍，等.二噁英污染引起的特异性下颌短小斑马鱼下颌形态学检测J.内蒙古民族大学学报(自然科学版)，2005(03):298-301.DOI:10.14045/ki.15-1220.2005.03.016.7Wu WZ,Schwirzer SM G etal.Rapid bioassay as
18、indicator of potential harmful effects for dioxin-like compounds in sample of Ya-Er lake,China:requiremants for clean-up and comparison to chemical analysis.J.Fresenius Envir Bull.,1996,5:374-3798徐盈，吴文忠，张甬元.利用EROD生物测试法快速筛选二噁类化合物J.中国环境科学，1996(04):279-284.9李莹，金一和.二噁英类污染物的CALUX测定法J.环境与健康杂志，2004(03):168
19、-169.DOI:10.16241/ki.1001-5914.2004.03.026.10Harrison RO,Carlson RE.An Immunoassay for TEQscreening of Dioxin/Furan samples:current status of assay and application development.J.Chemosphere.,1997,34(5-7):915-92811黎雯，徐盈，吴文忠，等.利用EIA生物测试法快速定量筛选环境样品中的二噁污染物J.环境科学，2000(04):69-72.DOI:10.13227/j.hjkx.2000.04.016.12吴海龙.焚烧炉二噁英排放特性及关键控制技术研究D.浙江大学，2012.13林海鹏，于云江，李琴，等.二噁英的毒性及其对人体健康影响的研究进展J.环境科学与技术，2009，32(09):93-97.14陈彤.城市生活垃圾焚烧过程中二噁英的形成机理及控制技术研究D.浙江大学，2006.作者简介：吴春瑜（1977），女，汉族，江苏苏州人，本科，工程师，研究方向：化学分析、环境监测。
