M12半自动净化法与手工净化法应用于飞灰中二噁英类检测比较

黄维民，陈卫海

(苏州市华测检测技术有限公司，江苏 苏州 215134)

M12半自动净化法与手工净化法应用于飞灰中二噁英类检测比较

黄维民，陈卫海

(苏州市华测检测技术有限公司，江苏 苏州 215134)

研究比较了M12半自动净化法与手工净化法应用于二噁英检测的效果。结果显示，采用高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HRGC-HRMS)检测飞灰样品中的二噁英，手工净化法的回收率要优于M12半自动净化法的回收率，但M12半自动净化法除2种单体外，其余单体回收率均满足对二噁英的分析要求，且2种净化方法所得二噁英的总毒性当量结果相近，证明手工净化法与HRGC-HRMS联用检测飞灰中二噁英的效果较好，但M12半自动净化法也能够满足HRGC-HRMS检测二噁英的净化要求。应用酶联免疫法检测飞灰样品中二噁英的总毒性量，当样品中二噁英浓度较高时，M12半自动净化法和手工净化法净化测得结果与基准值一致性较好；当样品中二噁英浓度较低时，手工净化法检测结果与基准值差别较大，表明酶联免疫法更适合用M12半自动净化法进行净化。

M12半自动净化法；手工净化法；飞灰；二噁英

二噁英(PCDD/Fs)具有“致癌、致畸、致突变”三致毒性[1-3]。常用检测方法有高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HRGC-HRMS)[4]和酶联免疫法[5-6]。检测飞灰中的二噁英需要在分析前进行样品的提取和净化。传统手工净化法步骤烦琐，耗时长。自动净化法相对可以缩短净化时间，提高工作效率，具有一定的优势。

现将传统手工净化法和M12半自动净化法应用于HRGC-HRMS和酶联免疫法分析飞灰中二噁英的效果进行比较，为HRGC-HRMS和酶联免疫法提供检测基础。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890气相色谱仪(Agilent，USA)，配备Agilent 7693自动进样器；AutoSpec Premier高分辨质谱仪(Waters，UK)；ASE350加速溶剂萃取仪(Thermo，USA)；M12半自动净化仪(Cape，USA)；马弗炉(Thermo，USA)。

复合硅胶柱自下而上依次为1 g中性硅胶、4 g碱性硅胶(4%氢氧化钠30 mL加入100 g硅胶中)、1 g中性硅胶、8 g酸性硅胶(浓硫酸与硅胶ω=30%)、2 g中性硅胶、1 cm无水硫酸钠，用80 mL正己烷预淋洗，100 mL正己烷洗脱待用；活性炭柱：1.5 g活性炭/硅藻土，10 mL甲苯和10 mL 正己烷依次预淋洗备用；硅胶柱(ASC15，Cape，USA)；C柱(CC2，Cape，USA)。

正己烷、二氯甲烷、甲苯、壬烷等均为农残级；优级纯无水硫酸钠，660 ℃于马弗炉烘6 h后，置于干燥器中保存备用；硅胶(0.063～0.100 mm，Merck，Germany)550 ℃于马弗炉中烘5 h，于干燥器中保存备用；Carbopack C活性炭(80/100mesh，Supelco，USA)和Celite545硅藻土(Sigma Aldrich，USA)，以18%(W/W)比例混合，于马弗炉中130 ℃烘6 h，置于干燥器中保存备用[3]。

1.2 提取液制备

称取一定量的飞灰样品，以100 mL 1∶1(V/V)的二氯甲烷和正己烷为溶剂，采用加速溶剂萃取仪，150 ℃下进行提取，得到提取液。

1.3 手工净化方法

提取液浓缩后经复合硅胶柱净化，洗脱液浓缩至2 mL左右，过活性炭柱，用50 mL正己烷对活性炭柱进行洗脱，弃掉洗脱液，再用80 mL甲苯洗脱活性炭柱上的二噁英组分，收集洗脱液待测。

1.4 M12半自动净化方法

将硅胶柱和C柱连接到M12半自动净化仪上，通过空压机加压使样品通过硅胶柱和C柱进行净化的一种方法。具体做法：将C柱平口端接至经10 mL正己烷预淋洗过的硅胶柱底端，添加提取液后，用30 mL正己烷洗脱，弃掉洗脱液。然后，从硅胶柱上取下C柱，平口端连接至空柱底部，用6 mL 1：1(V/V)的正己烷和甲苯混合液洗脱，弃掉洗脱液。再从空柱上取下C柱，将斜口端连接到同一根空柱上，用12 mL甲苯洗脱二噁英组分，收集洗脱液待测。

1.5 HRGC-HRMS分析条件

质谱条件：采用电子轰击源(EI)，电子能量为35 eV，质谱调谐参数为分辨率>10 000，离子源温度270 ℃，采集方式为电压选择离子扫描模式(VSIR)。

色谱条件：DB-5MS色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；无分流进样，进样量1 μL；载气(氦气)流速为1 mL/min；程序升温：初始温度为150 ℃，保持3 min，以20 ℃/min升至230 ℃，保持18 min，以5 ℃/min升至235 ℃，保持10 min，以4 ℃/min升至330 ℃，保持3 min。

2 结果讨论

2.1 2种净化法应用于HRGC-HRMS的效果比较

飞灰1和飞灰2，各设置高低两个取样量(0.5和0.2 g)，萃取后，分别采用M12半自动净化法和手工净化法净化，HRGC-HRMS测定，回收率及毒性当量的结果分别见表1和表2。飞灰1(0.2 g)多个二噁英类物质检测结果低于检出限，可比性差，结果未显示。

表1 M12半自动净化法和手工净化法回收率 %

续表

由表1可见，M12半自动净化法和手工净化法对应的回收率分别为6.1%～68.3%和42.5%～112%，手工净化法的回收效果要优于M12半自动净化法的回收效果。但是采用M12半自动法时，除2，3，7，8-TCDF和OCDD外，其余单体回收率均满足二噁英的分析要求[4]。

表2 M12半自动净化法和手工净化法毒性当量结果 ng/kg

由表2可见，M12半自动净化法和手工净化法检测的总毒性当量结果：飞灰1(0.5 g)分别为54.6和76.7 ng/kg；飞灰2(0.2 g)分别为9 913 和14 708 ng/kg；飞灰2(0.5 g)分别为10 501和10 565 ng/kg。M12半自动净化法与手工净化法2种方法检测结果的总毒性当量接近。由于二噁英检测结果通常以总毒性当量评价样品中浓度是否超过评价限值，所以M12半自动净化法能够满足二噁英净化的要求。

2.2 2种净化法应用于酶联免疫法的效果比较

随机选取6个飞灰样品，分别采用手工净化法和M12半自动净化法净化，二噁英酶联免疫法分析，并与HRGC-HRMS(手工净化)法的分析结果进行比对，结果见表3。由于在净化过程中飞灰5出现样液损失，故其结果不参与比较。由表3可见，使用酶联免疫法，样品二噁英浓度较高时，手工净化和M12半自动净化结果一致性较好，如样品飞灰3和飞灰4；样品二噁英浓度较低时，手工净化和M12半自动净化结果一致性较差；与HRGC-HRMS分析结果(假定为比较基准值)比对，用酶联免疫法检测飞灰中的二噁英类物质时，采用M12半自动净化法得到的结果与HRGC-HRMS分析结果更为接近。

表3 飞灰中二噁英总毒性当量结果 μg/kg

2.3 酶联免疫法和HRGC-HRMS的比较

基于对结果准确性的考虑，分析飞灰中二噁英时，酶联免疫法采用M12半自动净化法净化，HRGC-HRMS法采用手工净化法净化，对2种方法进行比较(对时间和成本的核算指的是除萃取和净化以外的仪器检测阶段)，结果见表4。同样对20个样本进行最后测定，酶联免疫法用时更少，且成本只有HRGC-HRMS的1/3。

表4 酶联免疫法与HRGC-HRMS对比

3 结语

应用HRGC-HRMS检测飞灰中二噁英时应用手工净化法检测结果更优，但M12半自动净化法能够满足二噁英净化的要求。使用酶联免疫法检测飞灰中二噁英时，M12半自动净化法相比手工净化法准确性更高，因此酶联免疫法更适合使用M12半自动净化方法对样品进行前处理。同时，酶联免疫法的成本比HRGC-HRMS的综合成本更加低廉，更值得推广。对HRGC-HRMS采用M12半自动净化法样品回收率较低的问题，后续研究将会对M12半自动净化法的条件进行优化，以期提高M12半自动净化法的回收率。

[1] 周志广，许鹏军，任玥，等. 自动净化及新型酶联免疫法测定废气中的二噁英[J]. 分析测试学报，2013，32(1)：127-132.

[2] BEHNISH P A，HOSOE K，SAKAI S. Bioanalytical screening methods for dioxins and dioxin-like compounds-a review of bioassay/biomarker technology[J]. Environment International，2001，27(5)： 413-439.

[3] 高永飞，王璞，陈卫海，等. 喜马拉雅山区葇籽草和棘豆样品中PCBs、PBDEs和PCDD/Fs的分析[J]. 环境化学，2012，31(1)： 26-31.

[4] 环境保护部. HJ 77.3-2008 固体废物 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法[S]. 北京： 中国环境科学出版社，2009.

[5] US EPA. EPA Method 4025-2002 Screening for polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDD/Fs) by immunoassay[S].2002.

[6] 李剑，马梅，王子健. 环境内分泌干扰物的作用机理及其生物检测方法[J]. 环境监控与预警，2010，2(3)： 18-22.

栏目编辑 胡伟

Comparison of Dioxin Analysis in Fly Ash by the M12 Semi-Automatic Cleanup Method and Manual Cleanup Method

HUANG Wei-min，CHEN Wei-hai

(CentreTestingInternational(Suzhou)Co.，Ltd.，Suzhou，Jiangsu215134，China)

The effect of using the M12 semi-automatic cleanup method and manual cleanup method for the determination of dioxins was studied and compared. The results showed that the recovery rates obtained using the manual method were better than the M12 semi-automatic cleanup method in high resolution gas chromatography-mass spectrometry (HRGC-HRMS) for the determination of dioxin in fly ash. Except for two types of monomer，the recovery rates of rest monomers obtained using the M12 semi-automatic purification method were all qualified for the analysis requirement of dioxins，and the results of the total toxic equivalent were similar using the two methods. The results indicated that combining the manual cleanup method with HRGC-HRMS was better than that of the M12 semi-automatic purification method，although the latter could also meet the requirement. The total toxicity of dioxins in fly ash samples was analyzed by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The results were in good agreement with the reference values using both of the cleanup methods when the concentrations of dioxins were high in the sample. When the concentrations of dioxins in the sample were low，the results obtained using the manual method were more deviated from the reference values，which indicates that the M12 semi-automatic purification method was more suitable for the ELISA method.

M12 semi-automatic cleanup method； Manual cleanup method； Fly ash； Dioxin

2015-03-26；

2015-08-19

黄维民(1974—)，男，工程师，大专，从事环境检测技术工作。

X833

B

1674-6732(2016)01-0041-04