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萬惡的二惡英(主要檢測(cè)技術(shù))_檢測(cè)資訊_

萬惡的二惡英(主要檢測(cè)技術(shù))

 

二惡英污染事件


許多國(guó)家對(duì)其食品供應(yīng)中的二惡英進(jìn)行監(jiān)控。這樣能夠早期發(fā)現(xiàn)污染并防止事態(tài)的擴(kuò)大。動(dòng)物飼料被污染后造成多次二惡英污染事件,例如在動(dòng)物飼料生產(chǎn)過程中使用遭污染的粘土、脂肪或柑橘果泥球造成牛奶和動(dòng)物飼料中二惡英含量升高。


有些二惡英污染事件就重大得多,給許多國(guó)家?guī)砹松钸h(yuǎn)影響。


2008年末,愛爾蘭因在豬肉抽樣檢查中檢測(cè)出二惡英含量超出安全指標(biāo)的200倍,召回大量豬肉和豬肉產(chǎn)品。這導(dǎo)致了一個(gè)與化學(xué)污染相關(guān)的最大食品召回事件。愛爾蘭進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表明沒有造成公共健康威脅,并追查到污染起因來自污染的飼料。


1999年,比利時(shí)的家禽和蛋類中發(fā)現(xiàn)了高含量的二惡英。接著,遭二惡英污染的動(dòng)物類食品(家禽、蛋、豬肉)相繼在其它國(guó)家發(fā)現(xiàn)。其禍根是遭受非法處置的PCB工業(yè)廢油污染的動(dòng)物飼料。


1976年,意大利薩浮索的一座化工廠發(fā)生嚴(yán)重事故,大量二惡英泄漏。一個(gè)充滿有毒化學(xué)物質(zhì)的氣團(tuán),其中包括2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二惡英或TCDD,進(jìn)入了空氣中,致使方圓15平方公里的范圍遭受了污染,這個(gè)區(qū)域內(nèi)生活著37000人。對(duì)受害人群的廣泛研究仍在繼續(xù),以確定這次事故對(duì)人體健康的長(zhǎng)期影響。


有關(guān)TCDD作為某些橙劑(一種在越戰(zhàn)中使用的落葉劑)中的有毒物質(zhì)對(duì)健康的影響引起了廣泛的研究。其與某些類型的癌癥及糖尿病的聯(lián)系也正在研究中。


盡管所有國(guó)家都可能發(fā)生,但大多數(shù)此類報(bào)道都發(fā)生在工業(yè)化國(guó)家,這是因?yàn)檫@些國(guó)家都有較健全的食品污染監(jiān)測(cè)、較強(qiáng)的危險(xiǎn)品意識(shí)和較完善的管理控制,用來發(fā)現(xiàn)二惡英問題。


曾經(jīng)報(bào)道的還有幾起人為投毒事件。尤其引人注目的是2004年烏克蘭總統(tǒng)維克托•尤先科,他的面部因患氯挫瘡而損毀。

萬惡的二惡英(主要檢測(cè)技術(shù))

 

 

背 景


 

二惡英是環(huán)境污染物,屬于“12大危害物”,即一組被稱為持久性有機(jī)污染物的危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)。二惡英之所以引起關(guān)注是因其具有非常大的潛在毒性。實(shí)驗(yàn)證明它們可以損害多種器官和系統(tǒng)。


二惡英一旦進(jìn)入人體,就會(huì)長(zhǎng)久駐留,因?yàn)槠浔旧砭哂谢瘜W(xué)穩(wěn)定性并易于被脂肪組織吸收,并從此長(zhǎng)期積蓄在體內(nèi)。它們?cè)隗w內(nèi)的半衰期估計(jì)為7至11年。在環(huán)境中,二惡英容易聚積在食物鏈中。動(dòng)物在食物鏈中的位置越高,二惡英聚積的程度就越高。


二惡英的化學(xué)名叫:2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二惡英(TCDD)。其名稱“二惡英”通常用來指結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的多氯二苯二惡英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。某些類二惡英多氯聯(lián)苯(PCBs)具有相似毒性,歸在“二惡英”名下。大約有419種類似二惡英的化合物被確定,但其中只有近30種被認(rèn)為具有相當(dāng)?shù)亩拘,以TCDD的毒性最大。

 


二惡英污染源


二惡英主要是工業(yè)過程的副產(chǎn)品,但也可能來自于自然過程,如火山爆發(fā)和森林火災(zāi)。二惡英是冶煉、紙漿氯漂白和一些除草劑和殺蟲劑制造等各種生產(chǎn)過程的有害副產(chǎn)品。在二惡英被排放到環(huán)境中這個(gè)問題上最難辭其咎的,莫過于垃圾(固體廢物和醫(yī)院廢物等)的焚燒,主要原因是燃燒不充分所致,F(xiàn)有技術(shù)已具備廢物焚燒低排放控制能力。

 

盡管二惡英來源于本地,但環(huán)境分布是全球性的。世界上幾乎所有媒介上都被發(fā)現(xiàn)有二惡英。這些化合物聚積最嚴(yán)重的地方是在土壤、沉淀物和食品,特別是乳制品、肉類、魚類和貝殼類食品中。其在植物、水和空氣中的含量非常低。

 

PCB工業(yè)廢油的大量?jī)?chǔ)存,其中許多含有高濃度的PCDFs,這種現(xiàn)象遍及全球。長(zhǎng)期儲(chǔ)存以及不當(dāng)處置這種材料可能導(dǎo)致二惡英泄漏到環(huán)境中,導(dǎo)致人類和動(dòng)物食物污染。PCB廢物很難做到在不污染環(huán)境和人類的情況下處理掉。這種材料需要被視為危險(xiǎn)廢物,并且最好在專門的設(shè)施中通過高溫焚燒處理。

 

 

二惡英對(duì)人體健康的影響


 

人類短期接觸高劑量的二惡英,可能導(dǎo)致皮膚損害,如氯痤瘡和皮膚色斑,還可能改變肝臟功能。長(zhǎng)期接觸則會(huì)牽涉到免疫系統(tǒng)、發(fā)育中的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)以及生殖功能的損害。

 

動(dòng)物慢性接觸二惡英已導(dǎo)致幾種類型的癌癥。世衛(wèi)組織國(guó)際癌癥研究所(IARC)于1997年和2012年對(duì)TCDD進(jìn)行了評(píng)價(jià)。根據(jù)動(dòng)物數(shù)據(jù)和人類流行病學(xué)數(shù)據(jù),IARC將TCDD分類為“已知人類致癌物”。不過,TCDD并不影響遺傳物質(zhì),并且低于一定劑量的接觸,致癌風(fēng)險(xiǎn)可以忽略不計(jì)。


由于二惡英普遍存在,因而所有人都有接觸的環(huán)境且身體里都有一定程度的二惡英,也就產(chǎn)生了所謂的機(jī)體負(fù)擔(dān)。目前,正常環(huán)境的接觸總體上不會(huì)影響人類健康。然而,由于這類化合物具有很高的潛在毒性,需要采取努力來減少目前環(huán)境的接觸。

 

 

易感群體


 

發(fā)育中的胎兒對(duì)二惡英最為敏感。新生兒的器官系統(tǒng)迅速發(fā)育,也可能更易受到一定影響。一些個(gè)人或群體可能因?yàn)轱嬍常ㄈ缒承┑胤酱罅渴秤敏~類)或職業(yè)(如造紙業(yè)、焚化廠及危害廢物處理場(chǎng)工作人員)而大量接觸二惡英。

 

 

預(yù)防和控制對(duì)二惡英的接觸


 

適當(dāng)焚燒污染物是預(yù)防和控制對(duì)二惡英的接觸的目前最為有效的方法。這種方法還可以消滅含有PCB的廢油。焚燒需要850°C以上的高溫。為了消除大量有毒物質(zhì),甚至需要1000°C或更高的溫度。


預(yù)防或減少人類接觸二惡英,最好的措施就是瞄準(zhǔn)源頭,也就是說,嚴(yán)格控制工業(yè)過程,以盡可能減少二惡英的形成。這是各國(guó)政府的責(zé)任。國(guó)際食品法典委員會(huì)于2001年通過了《瞄準(zhǔn)源頭降低食品中化學(xué)品污染的措施的操作規(guī)程》(CAC/RCP 49-2001)。之后,在2006年通過了《預(yù)防和降低食品和飼料中二惡英和類二惡英PCB污染的操作規(guī)程》(CAC/RCP 62-2006)。


人類接觸二惡英,90%以上是通過食品,其中主要是肉制品和乳制品、魚類和貝類。因此,保護(hù)食品供應(yīng)是關(guān)鍵。其中一種方法就是瞄準(zhǔn)源頭措施,以降低二惡英的排放。需要避免在食品鏈中對(duì)食品形成二次污染。初級(jí)生產(chǎn)、加工、分發(fā)和銷售中良好的控制與操作,對(duì)安全食品的生產(chǎn)來說都必不可少。


上述例證顯示,遭污染的動(dòng)物飼料往往是食品污染的根源。


必須建立食品污染監(jiān)測(cè)體系來確保不超過允許含量水平。各國(guó)政府有責(zé)任監(jiān)督食品供應(yīng)的安全,并采取措施保障公眾健康。各國(guó)應(yīng)制訂在懷疑發(fā)生污染時(shí)確定、阻止、處理被污染飼料和食品的應(yīng)急計(jì)劃。應(yīng)檢查受影響人群的暴露情況(如檢測(cè)血液或母乳中的污染物含量)及影響(如通過臨床觀察了解癥狀)。

 

 

消費(fèi)者可采取哪些措施來降低接觸風(fēng)險(xiǎn)?


 

剔除肉食中的脂肪和食用低脂乳制品,可以降低對(duì)二惡英化合物的接觸。此外,平衡的膳食(包括適量的水果、蔬菜和谷物)將有助于避免從單一來源過量攝入。這是一種減輕機(jī)體負(fù)擔(dān)的長(zhǎng)期策略,可能對(duì)女孩和年輕女性來說最為重要,這可以在以后的生活中降低正在發(fā)育的胎兒及以后哺乳嬰兒的接觸。不過,讓消費(fèi)者減少自身接觸的可能性在某種程度上受到制約。

 

 

如何檢測(cè)二惡英?


 

國(guó)內(nèi)二惡英的主要檢測(cè)技術(shù):

 

一、色譜—質(zhì)譜分析方法

典型的二惡英類化合物分析過程包括樣品采集、提取、純化和富集、氣相色譜—質(zhì)譜 (GC—MS) 分析和數(shù)據(jù)處理。國(guó)內(nèi)的主要分析方法是以美國(guó) EPA1613 方法及日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JISK0311—1999 為基礎(chǔ)相繼建立起來的。自中國(guó)環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HJ/T77 實(shí)施后,主要依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行二惡英類物質(zhì)分析研究,但各實(shí)驗(yàn)室也會(huì)在各實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)不同相樣品的分析過程進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)效率和檢測(cè)水平的提高。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法是同位素稀釋高分辨氣相色譜—高分辨質(zhì)譜法 (HRGC—HRMS)。用色譜法檢測(cè)二惡英類化合物首先需進(jìn)行樣本中待分析物的提取和純化,這是由于分析物在樣本中含量低 (ppt級(jí)),超痕量分析很容易受基質(zhì)中其它成分的影響。然后用色譜柱分離,并與檢測(cè)器聯(lián)用進(jìn)行定性、定量。由于質(zhì)譜具有高精度的分析檢測(cè)能力,目前多選擇與質(zhì)譜檢測(cè)器聯(lián)用。

 

典型的二惡英類分析過程如下:

 

1.樣品采集及富集

國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心、廣州地球化學(xué)研究所及中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心等單位已有研究對(duì)我國(guó)焚燒設(shè)施產(chǎn)生的飛灰、大氣環(huán)境樣品中的二惡英類物質(zhì)進(jìn)行分析,采樣方法主要是用大流量采樣器濾膜收集、智能大流量TSP采樣器及玻璃纖維膜(GFF) 一吸附載體(聚亞胺脂泡沫, PUF)系統(tǒng)采集方法等。

 

2.二惡英提取

提取的目的在于使二惡英與原基質(zhì)分離,而萃取進(jìn)入用于抽提的溶劑中。該步驟對(duì)于檢測(cè)的重現(xiàn)性至關(guān)重要,主要是溶劑的選擇和提取方法的選擇,且不同的樣本需采用不同的提取方法。

對(duì)于飛灰、土壤、灰塵、沉積物等樣品,采用的溶劑是甲苯、二氯甲烷、二氯甲烷和丙酮混合液(1:1體積比)等。對(duì)生物樣本一般是在冰凍后與無水硫酸鈉共同研磨去除水分,然后再采用合適的溶劑提取,采用的溶劑主要是1:1二氯甲烷:己烷(分析純)、1:1的二氯甲烷:正己烷、甲苯、丙酮等。血樣提取前常添加乙醇和硫酸銨飽和溶液,然后再抽提。奶樣則先用甲酸處理。對(duì)空氣樣本在采樣后,用以下有機(jī)溶劑進(jìn)行洗脫抽提,主要為:丙酮、甲苯、二氯甲烷。

目前用于二惡英樣品提取的方法主要是索式提取法。近年來出現(xiàn)了一些替代的提取新技術(shù),如超聲萃取法、超臨界流體萃取(SFE)、加速溶劑萃取(ASE)、微波提取等。這些新方法縮短了提取時(shí)間,大大減少了有毒有機(jī)溶劑的使用量。隨著實(shí)驗(yàn)室水平的不斷提前,ASE技術(shù)將取代索式提取法用于對(duì)土壤、沉積物以及生物組織的研究分析。

 

3.二惡英純化

用于純化的方法主要有:液一液分配、濃硫酸磺化、堿解、氧化、柱層析(包括凝膠色譜和液相色譜)。其中,采用幾根層析柱串聯(lián)或多種填料填充柱層析法是較為通用的方法,當(dāng)前主要采用二種方法相結(jié)合的方式,即采用幾根多種填料的層析柱對(duì)樣品進(jìn)行純化預(yù)處理。常用的吸附劑有硅酸鹽類吸附劑、佛羅里土、氧化鋁、活性炭等。

當(dāng)前用于二惡英純化的技術(shù)有二種,即手工和自動(dòng)純化技術(shù)。手工純化技術(shù)主要是采用幾根填充有不同吸附劑的層析柱對(duì)環(huán)境樣品進(jìn)行純化。國(guó)內(nèi)普遍使用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中采用的技術(shù),由三根層析柱所組成,即多層酸化硅膠柱、氧化鋁和佛羅里土柱,用不同配比的正己烷和二氯甲烷溶劑進(jìn)行洗脫,收集洗脫液,濃縮分析。而國(guó)外開發(fā)的自動(dòng)純化技術(shù)也開始進(jìn)入我國(guó)實(shí)驗(yàn)室,主要以PGC-PLC、FMS PowerPrep系統(tǒng)發(fā)展較為成熟[6]。

 

4.二惡英檢測(cè)

二惡英類化合物的測(cè)定方法有:高效液相色譜、高效薄層色譜和氣相色譜,其中氣相色譜技術(shù)遠(yuǎn)優(yōu)于另外兩者。由于檢測(cè)限的原因,目前主要使用的檢測(cè)器是質(zhì)譜儀,電子俘獲檢測(cè)器也有一定的應(yīng)用。使用的質(zhì)譜儀電離方式主要使用EI。目前串聯(lián)質(zhì)譜也得到了應(yīng)用,它與高分辨率質(zhì)譜儀比較,有更好的選擇性。大量研究表明,分辨氣相色譜一高分辨質(zhì)譜法在我國(guó)的運(yùn)用水平已經(jīng)相對(duì)成熟。

 

5.二惡英定性與定量

二惡英類化合物的定性可根據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間比較。一種方法是在相同條件下,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與待測(cè)物質(zhì)分別進(jìn)樣比較保留時(shí)間;另一種方法是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和待測(cè)物質(zhì)共同進(jìn)樣,根據(jù)峰高的增加而定性。目前依靠質(zhì)譜定性是使用越來越多的方法。二惡英的定量采用TEQ定量法。目前較多的是以同位素為內(nèi)標(biāo)來定量,以同位素為內(nèi)標(biāo)定量準(zhǔn)確,可對(duì)分析各步進(jìn)行評(píng)價(jià)和控制,進(jìn)行質(zhì)量控制。

 

二、其它方法

二惡英生物測(cè)試法有EROD(7一乙氧基一異吩一嗯唑酮一脫乙基酶)細(xì)胞培養(yǎng)法、螢光素酶方法、酶免疫方法 (Enzyme Immuno Assay,EIA) 和熒光免疫法 (DELFIA)等,通過對(duì)從受體活化程度的測(cè)定來間接表達(dá)二惡英的TEQ。

檢測(cè)檢驗(yàn)測(cè)試