場地環境中多氯聯苯的分析技術

楊玉林，薛 建，王曉云

(中檢集團理化檢測有限公司，上海 200436)

場地環境中多氯聯苯的分析技術

楊玉林，薛 建，王曉云

(中檢集團理化檢測有限公司，上海 200436)

文中論述了場地環境樣品中多氯聯苯的分析技術。深入探討了土壤和沉積物、水樣中的多氯聯苯常用前處理技術如索氏提取、超聲波提取、加速溶劑提取、微波提取和凈化技術如硫酸凈化、弗羅里柱凈化、硅膠柱凈化等。闡述了色譜法、色譜質譜法分析多氯聯苯混合物、單體、同氯多氯聯苯，并詳細介紹了在前處理過程中采取的質量控制措施。

場地環境；多氯聯苯；前處理；凈化

多氯聯苯(Polychlorinated Biphenyl,PCBs)[1]是一類人工合成有機物，其同系物的結構式見圖1。根據氯原子數和位置不同共有209種單體。工業生產的多氯聯苯是混合物，如美國Monsanto化學公司生產的Aroclor，據氯化程度的不同，常見的有7種，即Aroclor1016、Aroclor1221、Aroclor1232、Aroclor1242、Aroclor1248、Aroclor1254、Aroclor1260。

圖1 PCB同系物的結構式(n=2～10)Fig.1 Structural formula of PCB homologous series(n=2～10)

在多氯聯苯209種單體中，按分子形狀又可分為共平面體(coplanar)和非共平面體(non-coplanar)兩類。209中單體中有68個可形成共平面體，其中有12個含4個或4個以上的氯原子的共平面體，其毒性更強，在環境中更難降解，其毒性可類比于多氯二噁英類化合物，又被稱為類二噁英類多氯聯苯，在環境監測領域倍受關注。

多氯聯苯是重要的環境污染物，具有毒性強、環境穩定性高、親脂性、易累積等特點，2001年被聯合國環境規劃署《斯德哥爾摩公約》列入第一批被禁止使用的持久性有機污染物[2]。PCBs的主要污染來源是生產和使用多氯聯苯的工廠向環境中排放含PCBs的廢水和傾倒含PCBs的廢物。據國外研究，美國每年生產的PCBs只有20%～30%是在使用中消耗掉，其余70%～80%進入了環境。我國于1965年開始生產多氯聯苯，直到20世紀80年代初國內基本停止了生產，估計歷年累計產量近萬噸。目前，PCBs逐漸被世界各國禁用，偶爾在較老的設備和材料中發現。多氯聯苯在環境中由污染源/點(土壤和底泥)擴散至水體及初等生物，再經食物鏈進入并富集到其他生物體內，危害人類健康。另外垃圾焚燒中含氯廢棄物的焚燒或污染地區的粉塵擴散進入大氣層。PCBs已經成為世界上廣泛分布的環境污染物，含量從幾個ng/kg到幾百個mg/kg不等。

根據項目的目的和用途不同，環境監測中的多氯聯苯污染物可分為四類：混合物(Aroclor)、多氯聯苯單體(209種)、共平面體多氯聯苯(12種)、同氯多氯聯苯(總量)。

本文以場地環境中土壤、水、沉積物等環境介質為重點，對多氯聯苯的提取、凈化、分析進行了深入的研究和探討，并詳細論述了在分析過程中的質量控制措施。

1 環境樣品中多氯聯苯的提取

多氯聯苯屬于半揮發性有機物，具有親脂性，化學性質穩定。常見的提取(萃取)技術[3]見表1。

表1 環境樣品多氯聯苯的提取方法Table 1 Extraction Techniques of PCBs in Environmental Samples

表1(續)

2 多氯聯苯的凈化

國際上自上世紀70年代起禁用多氯聯苯產品，環境中的多氯聯苯經過較長時間的風化、降解、稀釋，殘存濃度較低。同時，水樣、土壤和沉積物、固廢中存在大量的有機物或類脂化合物在萃取過程中被共提進入提取液，干擾多氯聯苯的分析[4]，如有機氯農藥、有機磷殺蟲劑、酞酸酯類、色素、硫等，尤其在使用ECD檢測器分析時。

表2 環境樣品中多氯聯苯的凈化技術Table 2 Cleanup Techniques of PCBs extract

3 多氯聯苯的分析技術

國內外常用的化學分析技術主要有氣相色譜(GCECD)法和色譜質譜(GCMS)法[5]，可根據目標物分析的目的和用途選擇合適的方法。

表3 環境樣品中多氯聯苯的分析方法Table 3 Analytical Methods of PCBs in Environmental samples

注釋：* 12種共平面體多氯聯苯PCB77、PCB81、PCB114、PCB118、PCB123、PCB105、PCB126、PCB156、PCB157、PCB167、PCB169、PCB189。

在多氯聯苯單體(209個)分析中，根據其出現的概率及毒性的大小來選擇作為監測目標物質，如上述方法中選擇的12個共平面多氯聯苯和7個指示性多氯聯苯。國外有研究，利用石墨填充的液相色譜柱將共平面體和非共平面體分離后再進儀器分析，很好的解決了共平面體多氯聯苯分析過程中非共平面體帶來的干擾問題。在環境樣品的Aroclor分析中，由于環境因素(如光、熱、電磁輻射、微生物等)引起的風化、降解，給通過指紋圖譜定性分析帶來困惑，在實際監測目標物的選擇和分析中值得引起注意。

此外，還有一些生物分析技術，如酶聯免疫檢測法、以 Ah受體為基礎的生物分析法、生物傳感器測定法等，但生物分析法無法區分環境樣品中 PCBs的組分,也無法對其代謝產物進行詳細的分析，故本文不作詳述。

4 環境樣品多氯聯苯分析中的質量控制

樣品的收集，水樣用棕色1 L玻璃瓶裝，蓋子內置帶特氟龍膜的墊片，土壤和沉積物用250 mL的廣口玻璃瓶并帶特氟龍膜墊片的蓋子。采樣現場配置現場空白和平行樣。

方法空白樣品，每批樣品配置一個方法空白，經提取、濃縮、凈化、分析，測定結果應未檢出或小于檢出限，有檢出時應查找原因并采取糾正措施，必要時同批次樣品重新分析。

替代標準物(Surrogate)，加入樣品和質控樣品中，經前處理、儀器分析全過程，計算回收率，用以評價前處理過程中目標物回收情況，見表4。

實驗室控制樣(Lab control spike,LCS)，即空白加標，測其回收率，以評價實驗室分析操作的準確性。

基質加標(Matrix spike,MS)，樣品加標，測其回收率，用以評價樣品介質對目標物提取效果的影響。

實驗室平行樣(DUP)和現場樣品平行樣，測其相對百分偏差。

每批次樣品(20個)配置一組方法空白、實驗室控制樣、基質加標、平行樣。

表4 多氯聯苯分析中的替代標準物Table 4 Surrogates used in PCBs testing Process

5 總結

作為首批持久性有機污染物，多氯聯苯是重要的環境污染物之一。本文就場地環境樣品包括土壤和沉積物、地表水、地下水中的多氯聯苯的提取、凈化、分析技術進行了深入的探討，同時對環境中多氯聯苯分析過程中的質量控制措施進行了詳細的表述。項目管理者可根據項目的用途和目的不同，選擇合適的多氯聯苯目標物和相應的提取、凈化、分析方法。

[1] 杜瑞雪,范仲學,蔡利娟,等. 環境樣品中多氯聯苯的分析技術[J]. 環境科學與管理,2008,33(4):149-152.

[2] 耿世剛.持久性有機污染物及其防治[M].北京:中國環境出版社,2014.

[3] 蔣 慧,趙 力,婁彩榮. 環境中多氯聯苯(PCBs)的分析方法研究[J]. 四川環境,2010,29(6):147-150.

[4] 劉 靜,崔兆杰,許宏宇. 土壤和沉積物中多氯聯苯(PCBs)的環境行為研究進展[J]. 山東大學學報工學版,2006,36(5):94-98.

[5] 黃亞茹,施鈞慧. GC/MS分析環境樣品中的多氯聯苯(PCBs)[J]. 分析測試技術與儀器,2000(4):45-46.

[6] 劉勁松,譚香萍,龐曉露,等. 同位素稀釋-HRGC-LRMS法測定環境樣品中二噁英類多氯聯苯[J]. 分析測試學報,2004,23(s1):177-180.

(本文文獻格式：楊玉林，薛 建，王曉云.場地環境中多氯聯苯的分析技術[J].山東化工,2017,46(15):97-99.)

Analytical Techniques of Polychlorinated Biphenyls in Site Environmental Samples

YangYulin,XueJian,WangXiaoyun

(CCIC Physical and Chemical Testing Co., Ltd., Shanghai 200436,China)

This Paper reviewed the analytical techniques of PCBs in site environmental samples (soil,sediment,water). The application of sample pretreatment included soxhlet extraction,ultrasonic extraction,accelerated solvent extraction,microwave assisted extraction,and the cleanup measurement as sulfuric acid,florisil column,silica gel cleanup. Analytical methods included gas chromatograph (GC) and gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS) for Aroclor,PCB congeners and total PCB. Quality control measurement in testing process was also presented detailly.

site environment;polychlorinated biphenyls;pretreatment;cleanup

2017-05-26

楊玉林(1970—)，男，河南人，碩士，研究生學歷，分析化學專業，研究方向：儀器分析，從事環境檢測。

O657

A

1008-021X(2017)15-0097-03