POPs監(jiān)測與分析

1、POPs是持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants )的簡稱。POPs持 久存在于環(huán)境中，通過長距離傳輸和食物鏈積聚，對人類健康及環(huán)境造成不利影 響的化學(xué)物質(zhì)。POPs的持久性能在水體、土壤和底泥等環(huán)境中存留數(shù)年時間，即使15年內(nèi) 停止使用POPs，最早也要到未來第七代人體內(nèi)才不會檢測出來。POPs具有高脂溶性和低水溶性，能蓄積在食物璉中，對較高營養(yǎng)等級的生 物(尤其人類，因為人類處于食物鏈的最頂端)造成影響。其容易通過周圍媒介 富集到生物體內(nèi)，并通過食物鏈的生物放大作用達到中毒濃度。POPs對人類健 康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生毒性影響，對肝、腎等臟器和神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分

2、泌系統(tǒng)、生殖系 統(tǒng)等有急性和慢性毒性。其物質(zhì)具有致癌性、生殖毒性、神經(jīng)毒性、內(nèi)分泌干擾 特性等，并且由于持久性，這種危害一般都會持續(xù)一段時間。POPs具有遷移性，其物質(zhì)因具有半揮發(fā)性，能夠以蒸氣形式存在或者吸附 在大氣顆粒物上，可在大氣環(huán)境中作遠距離遷移，但不會永久停留在大氣中，可 重新沉降在地球上，這一特性使得在全球的每一個角落包括大陸、沙漠、海洋和 南北兩極地區(qū)都可監(jiān)測到它們的存在。POPs的檢測技術(shù)主要分為以下三類：二嗯英類污染物檢測、內(nèi)分泌干擾物 檢測以及PCB多氯聯(lián)苯檢測。其中最主要的是二嗯英類污染物檢測。二嗯英(Dioxin )全稱分別是多氯二苯并-對-二嗯英(polychlori

3、nated dibenzo-p-dioxin 簡稱 PCDDs)和多氯二苯并吠喃(polychlorinated dibenzofuran 簡稱PCDFs)。其中由2個氧原子聯(lián)結(jié)2個被氯原子取代的苯環(huán)為多氯二苯并二 惡英(PCDDs)，由1個氧原子聯(lián)結(jié)2個被氯原子取代的苯環(huán)為多氯二苯并吠喃 (PCDFs)。每個苯環(huán)上都可以取代14個氯原子，從而形成眾多的異構(gòu)體，其 中PCDDs有75種異構(gòu)體，PCDFs有135種異構(gòu)體。自然界的微生物和水解作用對二嗯英的分子結(jié)構(gòu)影響較小，因此，環(huán)境中的二嗯英很難自然降解消除。此 類物質(zhì)中最毒者四氯二苯-p-二惡英（Tetrachlorodibenzo-p-di

4、oxin TCDD）的毒性相 當(dāng)于氤化鉀（KCN）的1000倍以上，砒霜（As2O3）的900倍，只需幾十皮克 （1g=1X1012pg）就可以使豚鼠死亡。二嗯英具有熱穩(wěn)定性（800C以上才會被降解，1000C以上才能破壞其結(jié)構(gòu)）、 低揮發(fā)性（地面可以持續(xù)存在）、脂溶性（經(jīng)脂質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移和生物富集在食物璉 中遷移）以及環(huán)境中穩(wěn)定性高（不易降解，半衰期為9年，因而可在環(huán)境中持續(xù) 存在）等特性。其分析屬于超痕量、多組分分析，分析測定必須具備有效的采樣 技術(shù)、定量提取和凈化技術(shù)、異構(gòu)體的高效分離定性定量、良好的質(zhì)量管理等技 術(shù)條件，同時，由于濃度差異以及采樣和前處理方法差異，對于不同來源的樣品 （環(huán)境

5、空氣、環(huán)境水體、煙道氣等）相應(yīng)有不同的分析測定方法。目前二嗯英類物質(zhì)的檢測方法主要分為兩類：化學(xué)儀器分析方法和生物檢測 方法。化學(xué)儀器分析方法包括:1. HRGC/HRMS （分辨率在10000以上的高分辨率 色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀）的超痕量分析方法。其被認可為二嗯英標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，具有 靈敏度高，能同時檢測多個離子等優(yōu)點，但卻存在分析操作復(fù)雜，成本高等缺點。GC/HRMS （氣相色譜法/質(zhì)譜聯(lián)用儀）法，此方法可保證靈敏度，簡化前 處理步驟，縮短檢測時間，降低檢測成本。HRGC/LRMS法，此方法可極大降低在檢測儀器方面的投入，適用于檢測 二嗯英濃度較高的污染源樣品和污染較重的土壤樣品。生物檢測方法均

6、是通過對芳香烴（Ah）受體活化程度的測定來間接表達二 嗯英的TEQ （國際毒性當(dāng)量，Toxic Equivalent Quantity），包括:1. EROD細胞培 養(yǎng)法。二嗯英與Ah受體結(jié)合活化后被Ah受體核轉(zhuǎn)位因子（ARNT）轉(zhuǎn)移到細 胞核內(nèi)，活化的核內(nèi)基因是特異性DNA片段即二嗯英響應(yīng)因子（DRE）。啟動發(fā)揮毒性的基因并增加其轉(zhuǎn)錄，從而激活EROD酶的活性。通過測定EROD酶 的活性，了解二嗯英激活A(yù)h受體的能力，進而獲得測試樣品中二嗯英的TEQ。螢光素酶方法。將螢火蟲螢光素酶作為報告基因結(jié)合到控制轉(zhuǎn)錄的DRE 上，制備成質(zhì)粒載體并轉(zhuǎn)染大白鼠肝癌細胞系（含Ah受體傳導(dǎo)途徑的各個部件），

7、以此構(gòu)成的CALUX （利用專利的基因技術(shù)改造細胞株進行檢測的一種生物檢測 方法，該細胞株可因芳香烴受體被激活而通過螢光素酶表達）系統(tǒng)螢光素酶誘導(dǎo) 活性與二嗯英的毒性系數(shù)相對應(yīng)，最終測定的結(jié)果也是TEQ。EIA酶免疫方法。該方法根據(jù)鼠單克隆抗體DD3與二嗯英結(jié)合的特點而 建立的競爭抑制酶免疫方法。DELFIA （Dissociation-enhancement Lanthanide Fluoro Immunoassay）熒光 免疫分析法。利用生物基因技術(shù)選擇出合適的抗原鍵合銪離子（Eu 3+）與樣品 中二嗯英競爭單克隆抗體，待免疫反應(yīng)完全后加入熒光增強液，使銪離子從抗原 中解離下來進入增強液形成膠束，高效地發(fā)出熒光。螯合物最終用此方法分析， 其熒光強度與二嗯英的TEQ成反比。對已經(jīng)排放到環(huán)境中的污染物進行有效治理十分必要。POPs的治理方法主 要包括物理化學(xué)法、生物法和焚燒法。其中，生物法時間長，物理技術(shù)易造成二 次污染，化學(xué)技術(shù)費用高，加之環(huán)