M12半自動凈化法與手工凈化法應用于飛灰中二噁英類檢測比較

黃維民，陳衛(wèi)海

(蘇州市華測檢測技術有限公司，江蘇 蘇州 215134)

M12半自動凈化法與手工凈化法應用于飛灰中二噁英類檢測比較

黃維民，陳衛(wèi)海

(蘇州市華測檢測技術有限公司，江蘇 蘇州 215134)

研究比較了M12半自動凈化法與手工凈化法應用于二噁英檢測的效果。結(jié)果顯示，采用高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法(HRGC-HRMS)檢測飛灰樣品中的二噁英，手工凈化法的回收率要優(yōu)于M12半自動凈化法的回收率，但M12半自動凈化法除2種單體外，其余單體回收率均滿足對二噁英的分析要求，且2種凈化方法所得二噁英的總毒性當量結(jié)果相近，證明手工凈化法與HRGC-HRMS聯(lián)用檢測飛灰中二噁英的效果較好，但M12半自動凈化法也能夠滿足HRGC-HRMS檢測二噁英的凈化要求。應用酶聯(lián)免疫法檢測飛灰樣品中二噁英的總毒性量，當樣品中二噁英濃度較高時，M12半自動凈化法和手工凈化法凈化測得結(jié)果與基準值一致性較好；當樣品中二噁英濃度較低時，手工凈化法檢測結(jié)果與基準值差別較大，表明酶聯(lián)免疫法更適合用M12半自動凈化法進行凈化。

M12半自動凈化法；手工凈化法；飛灰；二噁英

二噁英(PCDD/Fs)具有“致癌、致畸、致突變”三致毒性[1-3]。常用檢測方法有高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法(HRGC-HRMS)[4]和酶聯(lián)免疫法[5-6]。檢測飛灰中的二噁英需要在分析前進行樣品的提取和凈化。傳統(tǒng)手工凈化法步驟煩瑣，耗時長。自動凈化法相對可以縮短凈化時間，提高工作效率，具有一定的優(yōu)勢。

現(xiàn)將傳統(tǒng)手工凈化法和M12半自動凈化法應用于HRGC-HRMS和酶聯(lián)免疫法分析飛灰中二噁英的效果進行比較，為HRGC-HRMS和酶聯(lián)免疫法提供檢測基礎。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890氣相色譜儀(Agilent，USA)，配備Agilent 7693自動進樣器；AutoSpec Premier高分辨質(zhì)譜儀(Waters，UK)；ASE350加速溶劑萃取儀(Thermo，USA)；M12半自動凈化儀(Cape，USA)；馬弗爐(Thermo，USA)。

復合硅膠柱自下而上依次為1 g中性硅膠、4 g堿性硅膠(4%氫氧化鈉30 mL加入100 g硅膠中)、1 g中性硅膠、8 g酸性硅膠(濃硫酸與硅膠ω=30%)、2 g中性硅膠、1 cm無水硫酸鈉，用80 mL正己烷預淋洗，100 mL正己烷洗脫待用；活性炭柱：1.5 g活性炭/硅藻土，10 mL甲苯和10 mL 正己烷依次預淋洗備用；硅膠柱(ASC15，Cape，USA)；C柱(CC2，Cape，USA)。

正己烷、二氯甲烷、甲苯、壬烷等均為農(nóng)殘級；優(yōu)級純無水硫酸鈉，660 ℃于馬弗爐烘6 h后，置于干燥器中保存?zhèn)溆?；硅膠(0.063～0.100 mm，Merck，Germany)550 ℃于馬弗爐中烘5 h，于干燥器中保存?zhèn)溆?；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，于馬弗爐中130 ℃烘6 h，置于干燥器中保存?zhèn)溆肹3]。

1.2 提取液制備

稱取一定量的飛灰樣品，以100 mL 1∶1(V/V)的二氯甲烷和正己烷為溶劑，采用加速溶劑萃取儀，150 ℃下進行提取，得到提取液。

1.3 手工凈化方法

提取液濃縮后經(jīng)復合硅膠柱凈化，洗脫液濃縮至2 mL左右，過活性炭柱，用50 mL正己烷對活性炭柱進行洗脫，棄掉洗脫液，再用80 mL甲苯洗脫活性炭柱上的二噁英組分，收集洗脫液待測。

1.4 M12半自動凈化方法

將硅膠柱和C柱連接到M12半自動凈化儀上，通過空壓機加壓使樣品通過硅膠柱和C柱進行凈化的一種方法。具體做法：將C柱平口端接至經(jīng)10 mL正己烷預淋洗過的硅膠柱底端，添加提取液后，用30 mL正己烷洗脫，棄掉洗脫液。然后，從硅膠柱上取下C柱，平口端連接至空柱底部，用6 mL 1：1(V/V)的正己烷和甲苯混合液洗脫，棄掉洗脫液。再從空柱上取下C柱，將斜口端連接到同一根空柱上，用12 mL甲苯洗脫二噁英組分，收集洗脫液待測。

1.5 HRGC-HRMS分析條件

質(zhì)譜條件：采用電子轟擊源(EI)，電子能量為35 eV，質(zhì)譜調(diào)諧參數(shù)為分辨率>10 000，離子源溫度270 ℃，采集方式為電壓選擇離子掃描模式(VSIR)。

色譜條件：DB-5MS色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；無分流進樣，進樣量1 μL；載氣(氦氣)流速為1 mL/min；程序升溫：初始溫度為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 結(jié)果討論

2.1 2種凈化法應用于HRGC-HRMS的效果比較

飛灰1和飛灰2，各設置高低兩個取樣量(0.5和0.2 g)，萃取后，分別采用M12半自動凈化法和手工凈化法凈化，HRGC-HRMS測定，回收率及毒性當量的結(jié)果分別見表1和表2。飛灰1(0.2 g)多個二噁英類物質(zhì)檢測結(jié)果低于檢出限，可比性差，結(jié)果未顯示。

表1 M12半自動凈化法和手工凈化法回收率 %

續(xù)表

由表1可見，M12半自動凈化法和手工凈化法對應的回收率分別為6.1%～68.3%和42.5%～112%，手工凈化法的回收效果要優(yōu)于M12半自動凈化法的回收效果。但是采用M12半自動法時，除2，3，7，8-TCDF和OCDD外，其余單體回收率均滿足二噁英的分析要求[4]。

表2 M12半自動凈化法和手工凈化法毒性當量結(jié)果 ng/kg

由表2可見，M12半自動凈化法和手工凈化法檢測的總毒性當量結(jié)果：飛灰1(0.5 g)分別為54.6和76.7 ng/kg；飛灰2(0.2 g)分別為9 913 和14 708 ng/kg；飛灰2(0.5 g)分別為10 501和10 565 ng/kg。M12半自動凈化法與手工凈化法2種方法檢測結(jié)果的總毒性當量接近。由于二噁英檢測結(jié)果通常以總毒性當量評價樣品中濃度是否超過評價限值，所以M12半自動凈化法能夠滿足二噁英凈化的要求。

2.2 2種凈化法應用于酶聯(lián)免疫法的效果比較

隨機選取6個飛灰樣品，分別采用手工凈化法和M12半自動凈化法凈化，二噁英酶聯(lián)免疫法分析，并與HRGC-HRMS(手工凈化)法的分析結(jié)果進行比對，結(jié)果見表3。由于在凈化過程中飛灰5出現(xiàn)樣液損失，故其結(jié)果不參與比較。由表3可見，使用酶聯(lián)免疫法，樣品二噁英濃度較高時，手工凈化和M12半自動凈化結(jié)果一致性較好，如樣品飛灰3和飛灰4；樣品二噁英濃度較低時，手工凈化和M12半自動凈化結(jié)果一致性較差；與HRGC-HRMS分析結(jié)果(假定為比較基準值)比對，用酶聯(lián)免疫法檢測飛灰中的二噁英類物質(zhì)時，采用M12半自動凈化法得到的結(jié)果與HRGC-HRMS分析結(jié)果更為接近。

表3 飛灰中二噁英總毒性當量結(jié)果 μg/kg

2.3 酶聯(lián)免疫法和HRGC-HRMS的比較

基于對結(jié)果準確性的考慮，分析飛灰中二噁英時，酶聯(lián)免疫法采用M12半自動凈化法凈化，HRGC-HRMS法采用手工凈化法凈化，對2種方法進行比較(對時間和成本的核算指的是除萃取和凈化以外的儀器檢測階段)，結(jié)果見表4。同樣對20個樣本進行最后測定，酶聯(lián)免疫法用時更少，且成本只有HRGC-HRMS的1/3。

表4 酶聯(lián)免疫法與HRGC-HRMS對比

3 結(jié)語

應用HRGC-HRMS檢測飛灰中二噁英時應用手工凈化法檢測結(jié)果更優(yōu)，但M12半自動凈化法能夠滿足二噁英凈化的要求。使用酶聯(lián)免疫法檢測飛灰中二噁英時，M12半自動凈化法相比手工凈化法準確性更高，因此酶聯(lián)免疫法更適合使用M12半自動凈化方法對樣品進行前處理。同時，酶聯(lián)免疫法的成本比HRGC-HRMS的綜合成本更加低廉，更值得推廣。對HRGC-HRMS采用M12半自動凈化法樣品回收率較低的問題，后續(xù)研究將會對M12半自動凈化法的條件進行優(yōu)化，以期提高M12半自動凈化法的回收率。

[1] 周志廣，許鵬軍，任玥，等. 自動凈化及新型酶聯(lián)免疫法測定廢氣中的二噁英[J]. 分析測試學報，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] 高永飛，王璞，陳衛(wèi)海，等. 喜馬拉雅山區(qū)葇籽草和棘豆樣品中PCBs、PBDEs和PCDD/Fs的分析[J]. 環(huán)境化學，2012，31(1)： 26-31.

[4] 環(huán)境保護部. HJ 77.3-2008 固體廢物 二噁英類的測定 同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法[S]. 北京： 中國環(huán)境科學出版社，2009.

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

[6] 李劍，馬梅，王子健. 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的作用機理及其生物檢測方法[J]. 環(huán)境監(jiān)控與預警，2010，2(3)： 18-22.

欄目編輯 胡偉

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

黃維民(1974—)，男，工程師，大專，從事環(huán)境檢測技術工作。

X833

B

1674-6732(2016)01-0041-04