场地环境中多氯联苯的分析技术

杨玉林，薛 建，王晓云

(中检集团理化检测有限公司，上海 200436)

场地环境中多氯联苯的分析技术

杨玉林，薛 建，王晓云

(中检集团理化检测有限公司，上海 200436)

文中论述了场地环境样品中多氯联苯的分析技术。深入探讨了土壤和沉积物、水样中的多氯联苯常用前处理技术如索氏提取、超声波提取、加速溶剂提取、微波提取和净化技术如硫酸净化、弗罗里柱净化、硅胶柱净化等。阐述了色谱法、色谱质谱法分析多氯联苯混合物、单体、同氯多氯联苯，并详细介绍了在前处理过程中采取的质量控制措施。

场地环境；多氯联苯；前处理；净化

多氯联苯(Polychlorinated Biphenyl,PCBs)[1]是一类人工合成有机物，其同系物的结构式见图1。根据氯原子数和位置不同共有209种单体。工业生产的多氯联苯是混合物，如美国Monsanto化学公司生产的Aroclor，据氯化程度的不同，常见的有7种，即Aroclor1016、Aroclor1221、Aroclor1232、Aroclor1242、Aroclor1248、Aroclor1254、Aroclor1260。

图1 PCB同系物的结构式(n=2～10)Fig.1 Structural formula of PCB homologous series(n=2～10)

在多氯联苯209种单体中，按分子形状又可分为共平面体(coplanar)和非共平面体(non-coplanar)两类。209中单体中有68个可形成共平面体，其中有12个含4个或4个以上的氯原子的共平面体，其毒性更强，在环境中更难降解，其毒性可类比于多氯二噁英类化合物，又被称为类二噁英类多氯联苯，在环境监测领域倍受关注。

多氯联苯是重要的环境污染物，具有毒性强、环境稳定性高、亲脂性、易累积等特点，2001年被联合国环境规划署《斯德哥尔摩公约》列入第一批被禁止使用的持久性有机污染物[2]。PCBs的主要污染来源是生产和使用多氯联苯的工厂向环境中排放含PCBs的废水和倾倒含PCBs的废物。据国外研究，美国每年生产的PCBs只有20%～30%是在使用中消耗掉，其余70%～80%进入了环境。我国于1965年开始生产多氯联苯，直到20世纪80年代初国内基本停止了生产，估计历年累计产量近万吨。目前，PCBs逐渐被世界各国禁用，偶尔在较老的设备和材料中发现。多氯联苯在环境中由污染源/点(土壤和底泥)扩散至水体及初等生物，再经食物链进入并富集到其他生物体内，危害人类健康。另外垃圾焚烧中含氯废弃物的焚烧或污染地区的粉尘扩散进入大气层。PCBs已经成为世界上广泛分布的环境污染物，含量从几个ng/kg到几百个mg/kg不等。

根据项目的目的和用途不同，环境监测中的多氯联苯污染物可分为四类：混合物(Aroclor)、多氯联苯单体(209种)、共平面体多氯联苯(12种)、同氯多氯联苯(总量)。

本文以场地环境中土壤、水、沉积物等环境介质为重点，对多氯联苯的提取、净化、分析进行了深入的研究和探讨，并详细论述了在分析过程中的质量控制措施。

1 环境样品中多氯联苯的提取

多氯联苯属于半挥发性有机物，具有亲脂性，化学性质稳定。常见的提取(萃取)技术[3]见表1。

表1 环境样品多氯联苯的提取方法Table 1 Extraction Techniques of PCBs in Environmental Samples

表1(续)

2 多氯联苯的净化

国际上自上世纪70年代起禁用多氯联苯产品，环境中的多氯联苯经过较长时间的风化、降解、稀释，残存浓度较低。同时，水样、土壤和沉积物、固废中存在大量的有机物或类脂化合物在萃取过程中被共提进入提取液，干扰多氯联苯的分析[4]，如有机氯农药、有机磷杀虫剂、酞酸酯类、色素、硫等，尤其在使用ECD检测器分析时。

表2 环境样品中多氯联苯的净化技术Table 2 Cleanup Techniques of PCBs extract

3 多氯联苯的分析技术

国内外常用的化学分析技术主要有气相色谱(GCECD)法和色谱质谱(GCMS)法[5]，可根据目标物分析的目的和用途选择合适的方法。

表3 环境样品中多氯联苯的分析方法Table 3 Analytical Methods of PCBs in Environmental samples

注释：* 12种共平面体多氯联苯PCB77、PCB81、PCB114、PCB118、PCB123、PCB105、PCB126、PCB156、PCB157、PCB167、PCB169、PCB189。

在多氯联苯单体(209个)分析中，根据其出现的概率及毒性的大小来选择作为监测目标物质，如上述方法中选择的12个共平面多氯联苯和7个指示性多氯联苯。国外有研究，利用石墨填充的液相色谱柱将共平面体和非共平面体分离后再进仪器分析，很好的解决了共平面体多氯联苯分析过程中非共平面体带来的干扰问题。在环境样品的Aroclor分析中，由于环境因素(如光、热、电磁辐射、微生物等)引起的风化、降解，给通过指纹图谱定性分析带来困惑，在实际监测目标物的选择和分析中值得引起注意。

此外，还有一些生物分析技术，如酶联免疫检测法、以 Ah受体为基础的生物分析法、生物传感器测定法等，但生物分析法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，故本文不作详述。

4 环境样品多氯联苯分析中的质量控制

样品的收集，水样用棕色1 L玻璃瓶装，盖子内置带特氟龙膜的垫片，土壤和沉积物用250 mL的广口玻璃瓶并带特氟龙膜垫片的盖子。采样现场配置现场空白和平行样。

方法空白样品，每批样品配置一个方法空白，经提取、浓缩、净化、分析，测定结果应未检出或小于检出限，有检出时应查找原因并采取纠正措施，必要时同批次样品重新分析。

替代标准物(Surrogate)，加入样品和质控样品中，经前处理、仪器分析全过程，计算回收率，用以评价前处理过程中目标物回收情况，见表4。

实验室控制样(Lab control spike,LCS)，即空白加标，测其回收率，以评价实验室分析操作的准确性。

基质加标(Matrix spike,MS)，样品加标，测其回收率，用以评价样品介质对目标物提取效果的影响。

实验室平行样(DUP)和现场样品平行样，测其相对百分偏差。

每批次样品(20个)配置一组方法空白、实验室控制样、基质加标、平行样。

表4 多氯联苯分析中的替代标准物Table 4 Surrogates used in PCBs testing Process

5 总结

作为首批持久性有机污染物，多氯联苯是重要的环境污染物之一。本文就场地环境样品包括土壤和沉积物、地表水、地下水中的多氯联苯的提取、净化、分析技术进行了深入的探讨，同时对环境中多氯联苯分析过程中的质量控制措施进行了详细的表述。项目管理者可根据项目的用途和目的不同，选择合适的多氯联苯目标物和相应的提取、净化、分析方法。

[1] 杜瑞雪,范仲学,蔡利娟,等. 环境样品中多氯联苯的分析技术[J]. 环境科学与管理,2008,33(4):149-152.

[2] 耿世刚.持久性有机污染物及其防治[M].北京:中国环境出版社,2014.

[3] 蒋 慧,赵 力,娄彩荣. 环境中多氯联苯(PCBs)的分析方法研究[J]. 四川环境,2010,29(6):147-150.

[4] 刘 静,崔兆杰,许宏宇. 土壤和沉积物中多氯联苯(PCBs)的环境行为研究进展[J]. 山东大学学报工学版,2006,36(5):94-98.

[5] 黄亚茹,施钧慧. GC/MS分析环境样品中的多氯联苯(PCBs)[J]. 分析测试技术与仪器,2000(4):45-46.

[6] 刘劲松,谭香萍,庞晓露,等. 同位素稀释-HRGC-LRMS法测定环境样品中二噁英类多氯联苯[J]. 分析测试学报,2004,23(s1):177-180.

(本文文献格式：杨玉林，薛 建，王晓云.场地环境中多氯联苯的分析技术[J].山东化工,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

杨玉林(1970—)，男，河南人，硕士，研究生学历，分析化学专业，研究方向：仪器分析，从事环境检测。

O657

A

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