土壤中多氯联苯(PCBs)的检测与被PCBs污染土壤的修复技术

袁一方

摘要：多氯联苯( PCBs)系一组化学性质极其稳定的氯代芳烃类化合物，也是重要的内分泌干扰物,已成为全球性的重要污染物之一.而土壤是多氯联苯的最主要的归趋之一，土壤中的多氯联苯会通过植物富集和生物放大作用进入食物链，更大程度的影响到人类的健康，所以对土壤中PCBs的含量有效实用的测定方法以及被污染土壤的修复的研究就变得非常重要。本文主要介绍了几种PCBs的实用检测技术与土壤修复技术。

本文主要从三个部分进行介绍：第一部分的介绍了多氯联苯（PCBs）的危害和污染现状；第二部分主要讲了目前常用的土壤中PCBs的检测技术；第三部分介绍了多种被PCBs污染的土壤的修复技术。

关键词： 多氯联苯( PCBs)土壤 检测修复

中图分类号： Q938 文献标识码： A

0 前言

多氯联苯是十九世纪八十年代首先从煤焦油萃取物中分离出的，并于二十世纪二十年代开始商业合成。这种化合物在二十世纪被广泛运用于工业变压器和电容器。然而，早在1933年人们就发现了多氯联苯具有毒性。

动物实验表明，PCBs对皮肤、肝脏、胃肠系统、神经系统、生殖系统、免疫系统的病变甚至癌变都有诱导效应。PCBs的急性毒性很低，但是人类如果长时间暴露在低剂量环境中就可能导致氯痤疮、其它缺乏或增生反应、内分泌紊乱、肝中毒、生殖系统中毒以及致癌作用。最典型的PCBs公害事件就是19世纪六七十年代发生在日本九州、四国等地区的“米糠油事件”，总计患病者5000多人,其中死亡人数达百余人，很多人患上不同程度的恶性肿瘤，实际受害者超过1万人。

PCBs可以通过工业废物排放、密封存放点渗漏、垃圾堆放场沥滤液渗漏、含PCBs 的城市垃圾焚烧和工业焚烧及大气的干湿沉降等途径,进入土壤沉积物环境［7］,约占环境PCBs 总量的97 %。PCBs越来越多的进入土壤，土壤中的多氯联苯通过植物富集和生物放大作用进入食物链，更大程度的影响到人类的健康，具有潜在的致癌生物效应。所以监测土壤中PCBs的含量、研究土壤中PCBs的去除方法使被污染土壤得以修复成为摆在科学工作者面前的一大课题。

多氯联苯的检测技术

多氯联苯的检测技术主要有化学方法和生物方法。其中常用的化学分析方法有气相色谱 (GC)法［1］和气相色谱/质谱( GC /MS)法等。生物分析技术则是利用生物对PCB s的某些特征反应以实现对环境中PCB s的检测,主要包括生物传感器检测法、表面胞质团共振( SPR)检测、以Ah受体为基础的生物分析法和酶联免疫检测法。

1.1 化学分析检测技术

1. 1. 1气相色谱法(GC)

气相色谱分析法是一种分离测定多组分混合物极其有效的分析方法,它基于不用的物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数,当这些物质随流动的气体移动时,就在两相之间进行反复多次分配,使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离,依次送入检测器测定,达到分离各组分的目的。GC法适用于分析环境样品中PCBs,并以其快速高效、操作简单、价格低廉倍受人们关注。

安琼,董元华,王辉等人［2］采用配双柱-双微池电子俘获检测器( GC/μ-ECD)的气相色谱仪测定了长江三角洲典型地区农田土壤中多氯联苯残留状况。

1. 1. 2 气相色谱- 质谱法(GC - MS)

气相色谱法对多组分混合物具有高效分离性能,质谱法具有优越的结构鉴定和灵敏、准确的定量能力,将两者结合起来,并用计算机控制操作条件,处理和解析获得的信息,使之成为复杂环境样品中微量和痕量组分强有力的定性、定量方法。目前,在化学分析中常用GC /MS作为PCB s最后的确定性检测手段。

吴瞻英等人 ［3］用气相色谱-质谱仪(美国热电公司) 对土壤样品中的多氯联苯做了检测。

1.1.3 液相色谱法（HPLC）

为了鉴定和定量地监测PCBS,文献已报道了不少分析方法, 其中带有电子捕获鉴定器的气相色谱法是最常用的方法。但是电子捕获鉴定器对含氯原子不同的PCBS, 具有不同的灵敏度, 环境样品中的PCBS, 由于来源不同, 氯化程度也不尽相同因而用带有电子捕获鉴定器的气相色谱法进行对环境样品中的PCBS分析是很复杂且难以定量。对于环境样品, 一般只要求确定PCBS总的量时可采用液相色谱法。

范答、朱仁康［4］采用高效液相色谱法, 选择适当条件, 使含氯相同的PCBS异构体在同一位置出一主峰, 并根据峰高定量。该方法在测定土壤中的PCBS 时, 由于干扰少, 不易吸附和热分解而明显地优于GC法，此法操作简便, 准确度高、精密度好, 土壤中其它杂质基本不干扰测定，适用于土壤中PCBS总量确定。

1. 2生物分析技术

生物检测技术［1］简便、快速、特异性好,不仅可测定环境样品中PCBs的总含量,还可对PCBs的毒性及生物活性进行测定,特别适合于大批量样品的筛查及常规的环境检测。

1. 2. 1生物传感器测定法

生物传感器测定法是利用生物分子优良的分子识别功能,结合切换功能以测定有机污染物的检测方法。该方法是利用生物体与待测物质具有良好的选择反应的生物分子进行测定,随着反应的进行,生物分子及其反应生成物的浓度发生变化,通过转换器转变为可测定的电信号,从而达到选择性测定PCBs的目的,具有简单、经济和快速等优点。

图1 生物传感器工作原理示意图

1. 2. 2表面胞质团共振检测

表面胞质团共振检测( SPR)是将生物分子固定在传感器的尖部,将含有与该生物分子发生反应PCBs的试样加在传感器的尖部,用SPR检测出传感器尖部两个分子间的结合及解离情况,从而达到定量检测PCB s分子的目的。这种利用生物分子与PCBs相互作用的检测手段不仅灵敏度高,而且操作简便、快速,当样品量很少时还可实现流动性测定。

1. 2. 3以Ah受体为基础的生物分析法

PCBs是脂溶性物质,其毒性机理是作为芳香烃受体(Ah受体)的持续兴奋剂,直接通过细胞后,可与胞浆中的Ah受体结合,产生活化的受体--配体复合物,转移至细胞核中与核内DNA 的特殊序列——二恶英反应序列结合,引起基因转录的改变,从而迅速诱导7 - 乙氧基- 异吩恶唑酮- 邻- 脱乙基酶( EROD) 的生成。通过检测生物细胞产生EROD的多少,可对样品中PCBs的总含量进行间接测定。

该方法相对而言具有快速简单、灵敏度高等优点,可以应用到Ah 受体效应物质的筛选中。但此方法存在着相应值偏低、背景值较高、色氨酸类物质显示微弱的Ah受体效应等缺点。

1. 2. 4酶联免疫检测法

酶联免疫吸附试验( EL ISA)是将抗原- 抗体反应的高度特异性与酶对底物的高效催化作用有效地结合起来,通过酶分解底物产生有色物质(也可作用于荧光底物,使之产生荧光) ,肉眼观察颜色深浅或酶标仪测定光密度值(OD) ,以反映抗原或抗体的含量。

本法灵敏度高,可检测可溶性抗原或抗体, 也可检测组织或细胞表面特异性抗原。在对共面PCBs检测方面已经建立了较为成功的EL ISA方法。

生物分析法能方便地测定PCBs的总量和毒性［6］，无法区分环境样品中PCBs的组分,也无法对其代谢产物进行详细的分析 。因此如果将生物检测与分析化学方法配合使用,可节省大量的时间、人力和财力,并有可能实现PCBs的常规性检测。