新興污染物“新”在哪里?
隨著技術的飛速發展,新材料和新化學物質不斷被開發和應用,每年大概有8000多種合成化合物或通過生產過程或通過工業廢水被排放到環境中,其中的一部分物質帶來新興污染物問題。關于新興污染物的定義主要是需要滿足以下幾點:
(1)新興污染物是指法律法規中未規定的污染物;
(2)對人類健康或者環境的影響尚無法認知的物質;
(3)常規的工藝難以去除的污染物。
圖1 新興污染物進入環境中的途徑
1、氣相色譜法(GC)
氣相色譜分析法是一種分離測定多組分混合物極其有效的分析方法,它基于不用的物質在相對運動的兩相中具有不同的分配系數,當這些物質隨流動的氣體移動時,就在兩相之間進行反復多次分配,使原來分配系數只有微小差異的各組分得到很好的分離,依次送入檢測器測定,達到分離各組分的目的。
2、色質聯用法(GC/MS)
GC/MS聯用技術把色譜法的高靈敏度與質譜法的高分辨率結合起來,大大擴展了GC方法的應用。
3、高效液相色譜法(HPLC)
HPLC法適于檢測分子量大、揮發性低、熱穩定性差的有機污染物,這恰恰彌補了GC法的不足。我國《水和廢水監測分析方法》、《空氣和廢氣監測分析方法》。分別將HPLC法定為測定水中的多環芳烴以及空氣中苯并(a)芘的局推薦方法,在發達國家更是將HPLC法作為常用的環境監測方法。
4、毛細管電泳(CE)。
毛細管電泳(CE),又稱高效毛細管電泳(HighPerformanceCapillaryElectrophoresis,HPCE),它是一類以毛細管為分離通道,以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析技術。CE只需納升級進樣量和極少量化學試劑、方法簡便、分析時間短、且易清洗、符合綠色化學的要求,特別適用于環境分析。目前CE環境污染分析的研究在不斷深入和擴大,但很多工作集中在分離標準樣品上,應用于實際環境樣品分析的還相對較少,其主要原因是檢測器靈敏度不夠和要求新的樣品預處理方法等。
5、超臨界流體色譜法(SFC)。
超臨界流體萃取(SFE)技術是利用超臨界流體(SCF)特性的一項新型技術,近年來發展十分迅速SCF兼有液體和氣體的優點,SFE是利用SCF作為萃取劑,從液體和固體中萃取出特定成分,以達到某種分離的目的。特別適合于萃取烴類及非極性脂溶化合物,尤其是在環境有機污染物分析方面,超臨界流體萃取顯示了巨大優勢。其應用已包括多環芳烴、多氯聯苯、酚類、農藥殘余物等方面。
SFE以其高效、快速、后處理簡單的特點,大大減少了樣品的數量,縮短了樣品的處理時間。但SFE在環境分析中主要用于固體樣品及氣體樣品的處理制備,對從土壤、大氣溶膠等樣品中所采的多氯聯苯(PCBs)、多環芳烴(PAHs)等污染物有較好回收率,且SFE裝置龐大,價格昂貴,因此在水質分析中的應用相對較少。
6、高效液相色譜-質譜連用(HLPC-MS)
該方法具有較高的靈敏度,可根據不同的測試情況選擇不同的檢測器:ESI、APCI、離子肼、APPI等。對于PFOS類的全氟化合物,如果預處理技術得當,并且能夠使本底凈化干凈,有效去除干擾,該技術是可以得到廣泛的推廣的,這是因為雖然HLPC-MS技術靈敏度高,但是其選擇性差,而含PFOS等全氟類基質具有較復雜的組成和結構,有較多的質量等方面的干擾。
7、生物學檢測技術。
生物學檢測技術簡便、快速、特異性好,不僅可測定環境樣品中持久性有機物多氯聯苯的總含量,還可對PCBs的毒性及生物活性進行測定,特別適合于大批量樣品的篩查及常規的環境檢測。POPs中二噁英化學物質的生物檢測是根據二噁英類化學物質的毒性作用機制進行的。
由于二惡英與芳香烴受體結合的量與其誘導基因表達的能力在一定范圍內呈正比?因此可通過檢測特異基因的表達產物來反映二噁英類化學物質的量。有學者采用的生物學檢測法主要是根據細胞、有機體對POPs中二噁英化合物專一性反應或者是生物分子對PCDD/Fs化合物分子結構獨特的識別能力來對這類化合物進行分析檢測的。目前國外對于檢測包括二噁英類似物在內的POPs與芳香烴受體的作用,常用micro-EROD和DR-CALUX(化學活性熒光素酶基因表達)兩種生物檢測方法。
8、免疫學檢測方法。
由于色譜學分析法樣品測試周期長,分析成本高,操作煩瑣,因此需要發展一些簡便、低廉以及能夠普及的分析方法用于水環境樣品的檢測。免疫法以其靈敏度高、選擇性好的特點已在檢測的一定方面得到應用。
其中酶聯免疫檢測法尤其引人關注。酶聯免疫吸附試驗(ELISA)是一種用酶標記一抗或二抗檢測特異性抗原或抗體的方法。將抗原-抗體反應的高度特異性與酶對底物的高效催化作用有效地結合起來,通過酶分解底物產生有色物質(也可作用于熒光底物,使之產生熒光),肉眼觀察顏色深淺或酶標儀測定光密度值,以反映抗原或抗體的含量。本法靈敏度高,可檢測可溶性抗原或抗體,也可檢測組織或細胞表面特異性抗原。在對共面PCBs檢測方面已經建立了較為成功的ELISA方法。這種方法雖然有很多優點,測定方法簡單,但是如果該方法能與色譜法連用,將會有更大的發展前景。
對新型有機污染物的分析檢測的方法除以上提到的之外,還有下幾種:液相色譜/熒光檢測器(LC/FLD)、液相色譜/電導檢測器(LC/CD)、液相色譜/二極管陣列檢測器(LC/DAD)、離子排阻色譜(IEC)、燃燒離子色譜法(CI combustionionchromatography)等。綜合運用這些方法,不僅可以對持久性有機污染物進行準確的分析檢測,而且可以根據檢測結果進行分析來采取有效的預防和治理技術,從而有效地控制新型有機污染物,減小其對環境的影響。