環(huán)境中多鹵代咔唑的賦存及分析方法研究進(jìn)展

周珊珊，樓曉峰

(浙江工業(yè)大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，浙江 杭州 310014)

咔唑(Carbazole，簡(jiǎn)稱為CZ)及其衍生物分子內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移較強(qiáng)并且其共軛體系較大，是一類重要的含氮芳雜環(huán)的化合物，被廣泛應(yīng)用于染料、光電材料、合成樹(shù)脂、農(nóng)藥和醫(yī)藥等領(lǐng)域[1-2]。多鹵代咔唑(PHCZ)是指咔唑環(huán)上的氫原子被鹵素原子(Cl，Br或I)取代的一類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與多氯二苯并呋喃相似[3]。1984年，Kuehl等[4]在美國(guó)紐約Buffalo River沉積物中首次測(cè)得了PHCZ殘留。在隨后的幾十年中，陸續(xù)在沉積物、土壤、空氣和水體等環(huán)境介質(zhì)中檢測(cè)到PHCZ，引起人們的廣泛關(guān)注。

1 多鹵代咔唑的特性

目前，研究者根據(jù)模型估算及實(shí)驗(yàn)室研究分析了PHCZ的持久性、生物積累性和毒性。Mumbo等[5]通過(guò)模型計(jì)算了CZ和PHCZ的土壤半衰期、生物富集系數(shù)(Biological concentration factor,簡(jiǎn)稱為BCF)、對(duì)水生生物的長(zhǎng)期無(wú)影響質(zhì)量濃度(No observed effect concentration，簡(jiǎn)稱為NOEC)和土壤吸附系數(shù)koc，見(jiàn)表1。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(USEPA)規(guī)定：化合物在土壤中的半衰期大于60 d表示其具有中等持久性，大于180 d表示其則具有高度持久性；BCF≥1 000表示其具有中生物積累性，BCF≥5 000表示其具有高生物積累性；NOEC為0.1～10 mg/L表示其對(duì)水生生物具有中等慢性毒性，NOEC<0.1 mg/L表示其對(duì)水生生物具有強(qiáng)慢性毒性。1,3,6,8-CCZ和1,3,6,8-BCZ的土壤半衰期為360 d，說(shuō)明其具有高度持久性，其余幾種咔唑?yàn)?5～120 d，說(shuō)明其具有中等持久性；1,3,6,8-BCZ的BCF值最大(15 000)，說(shuō)明其具有高度生物積累性，1,3,6-CCZ、1,3,6,8-CCZ和1,3,6-BCZ的BCF值為1 000～5 000，說(shuō)明其具有中等生物積累性，其余幾種咔唑生物積累性較弱；1,3,6-CCZ、1,3,6,8-CCZ、3,6-BCZ、1,3,6-BCZ和1,3,6,8-BCZ的NOEC<0.1 mg/L，說(shuō)明其具有強(qiáng)水生生物慢性毒性，其余幾種咔唑?yàn)橹械人锫远拘浴?/p>

表1 幾種常見(jiàn)PHCZ的理化性質(zhì)Table 1 Physiochemical properties of the frequently detected polyhalogenated carbazoles

PHCZ不僅與多氯二苯并呋喃(Polychlorinated dibenzofuran，簡(jiǎn)稱為PCDF)結(jié)構(gòu)相似，還具有類二噁英毒性。Mumbo等[5]研究表明：3-CCZ、3,6-CCZ和3,6-BCZ對(duì)大鼠肝癌細(xì)胞(H4IIA)經(jīng)乙氧基間苯二酚-O-脫乙基酶(Ethoxyresorufin-O-deethylase，簡(jiǎn)稱為EROD)誘導(dǎo)的活性作用明顯，證明了這3 種PHCZ具有類二噁英毒性。Fang等[6]通過(guò)對(duì)斑馬魚(yú)胚胎的PHCZ暴露研究，發(fā)現(xiàn)納摩爾級(jí)別的2,7-BCZ和2,3,6,7-CCZ對(duì)斑馬魚(yú)有明顯的發(fā)育毒性，其表型與二噁英引起的心臟毒性相似，同時(shí)微摩爾級(jí)別的2,7-BCZ和2,3,6,7-CCZ能夠誘導(dǎo)細(xì)胞色素P4501A(CYP1A)表達(dá)，進(jìn)一步證明了其具有類二噁英毒性。Ji等[7]利用斑馬魚(yú)胚胎評(píng)估了2,7-BCZ、3,6-BCZ和3,6-CCZ的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，研究表明2,7-BCZ具有更強(qiáng)的毒性和心臟致畸作用，并表現(xiàn)出部分與芳香烴受體(Aryl hydrocarbon receptor，簡(jiǎn)稱為AhR)激活一致的發(fā)育毒性。Ji等[8]利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)研究18 種PHCZ的AhR激動(dòng)劑效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)PHCZ都能引起二噁英AhR激動(dòng)劑效應(yīng)，改變AhR下游基因的表達(dá)水平，并且和2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英(2,3,7,8-TCDD)一樣，能與AhR相互作用。

PHCZ類物質(zhì)的環(huán)境持久性、生物可積累性及類二噁英毒性提示PHCZ是一種潛在的持久性有機(jī)污染物。咔唑及鹵代咔唑通式為

2 環(huán)境中多鹵代咔唑的來(lái)源

目前，環(huán)境中PHCZ的來(lái)源尚不明確，可能來(lái)自自然源，也可能來(lái)自人為源[9]。

2.1 人 為 源

鹵代靛藍(lán)染料可能是PHCZ的人為來(lái)源之一。Kuehl等[4]采集了美國(guó)紐約Buffalo River染料廠的沉淀物，檢測(cè)到了1,3,6,8-BCZ，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 ng/g(以干質(zhì)量計(jì)，以下同)，而在遠(yuǎn)離染料廠的沉積物中1,3,6,8-BCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都低于1 ng/g。Parette等[10]認(rèn)為1,3,6,8-BCZ和1,8-B-3,6-CCZ等可能是在生產(chǎn)鹵代靛藍(lán)染料時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，在廢物排放或產(chǎn)品的使用過(guò)程中進(jìn)入環(huán)境。此外，Parette等[10]還認(rèn)為在生產(chǎn)7,7’-二溴-5,5’-二氯靛藍(lán)染料過(guò)程中有可能形成1,8-B-3,6-CCZ，因?yàn)?,8-B-3,6-CCZ的鹵素取代模式與7,7’-二溴-5,5’-二氯靛藍(lán)中的鹵素取代模式完全一致。Parette等[10]還推測(cè)：含對(duì)氯苯胺結(jié)構(gòu)的除草劑，如滅草隆和綠谷隆，在施用后能降解產(chǎn)生對(duì)氯苯胺，對(duì)氯苯胺進(jìn)一步轉(zhuǎn)化后生成3-CCZ和3,6-CCZ。

2.2 自 然 源

2.1節(jié)人為源可以合理解釋一部分PHCZ在環(huán)境中的殘留，但不能解釋在所有環(huán)境中檢測(cè)到PHCZ的原因。例如，Mumbo等[5]在德國(guó)Oberbayern無(wú)歷史污染記錄的土壤中檢測(cè)到了CZ、3-CCZ、3,6-CCZ和一種三氯咔唑，這無(wú)法用人為源來(lái)解釋。Zhu等[11]在分析美國(guó)Lake Michigan柱狀沉積物時(shí)發(fā)現(xiàn)在1860—1900年柱狀樣中殘留的1,3,6,8-BCZ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 ng/g，但1900年之前工業(yè)生產(chǎn)溴代咔唑的可能性很小，因此他們認(rèn)為1,3,6,8-BCZ存在自然源。以上事實(shí)都表明環(huán)境中的PHCZ存在自然源。

已有研究表明氯過(guò)氧化氫酶(Chloroperoxidase，簡(jiǎn)稱為CPO)可在自然環(huán)境中催化咔唑發(fā)生鹵化反應(yīng)生成PHCZ[12-13]。Mumbo等[12]研究發(fā)現(xiàn)從C.fumago提取的CPO能夠催化氯、溴離子與CZ反應(yīng)，生成多種氯或溴代咔唑，包括1～4位取代的氯或溴代咔唑，這給CPO催化生成PHCZ的可能自然源提供了證據(jù)。此外，陳艷秋[13]在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)模擬自然環(huán)境，過(guò)氧化氫、氯和溴離子共同參與，經(jīng)CPO催化，最終檢測(cè)到了40 種PHCZ，包括Cl-，Cl2-，Cl3-，Cl4-，Br-，Br2-，Br3-，Br4-，ClBr-，ClBr2-，ClBr3-，Cl2Br-，Cl3Br-，Cl2Br2-取代的PHCZ。

3 多鹵代咔唑的在環(huán)境中的分布

3.1 多鹵代咔唑在沉積物中的分布

現(xiàn)有的對(duì)PHCZ在環(huán)境中的分布研究絕大多數(shù)基于沉積物。沉積物是許多有機(jī)污染物遷移、轉(zhuǎn)化和環(huán)境退化的重要場(chǎng)所。并且當(dāng)水環(huán)境中的有機(jī)污染物質(zhì)量濃度降低時(shí)，沉積物中吸附的有機(jī)污染物可以重新被釋放到水環(huán)境中，造成二次污染等[14-17]。部分區(qū)域沉積物中PHCZ的相關(guān)研究如表2所示。

表2 部分區(qū)域沉積物中的PHCZTable 2 Previous studies on PHCZ in sediment samples from some areas

環(huán)境中的PHCZ在沉積物中首次被發(fā)現(xiàn)，隨后在不同國(guó)家的海洋、河流和湖泊等區(qū)域的沉積物中陸續(xù)被檢測(cè)到。1984年，Kuehl等[4]在分析美國(guó)紐約Buffalo River沉積物時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了1,3,6,8-CCZ和一種五氯咔唑，1,3,6,8-CCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3～25.0 ng/g。Zhu等[11]采集了美國(guó)Lake Michigan的兩個(gè)柱狀沉積物，檢測(cè)到了1,3,6,8-BCZ和幾種結(jié)構(gòu)未確定的三溴、四溴和五溴取代咔唑，1,3,6,8-BCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為54 ng/g；Zhu等[11]還發(fā)現(xiàn)1,3,6,8-BCZ的質(zhì)量濃度在1920—1935年達(dá)到頂峰，隨后一段時(shí)間直至21世紀(jì)初，急劇下降。2004年，Heim等[18]采集了德國(guó)Lippe River河岸濕地的柱狀沉積物，僅在上層沉積物(2～22 cm)中檢測(cè)到36-CCZ，其殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8～32 ng/g，認(rèn)為36-CCZ可能來(lái)源于人為污染。2011年，Grigoriadou等[20]采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS)非目標(biāo)篩選分析方法，在希臘Kavala高度工業(yè)化沿海地區(qū)沉積物(包括海洋和河流沉積物)中檢測(cè)到了36-CCZ和一種二溴咔唑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高達(dá)370 ng/g和93 ng/g。2014年，Pena-Abaurrea等[21]首次報(bào)道在加拿大Southern Ontario沉積物中發(fā)現(xiàn)了混合鹵素取代的PHCZ和1,8-B-3,6-CCZ。同年，Guo等[22]在Lake Michigan柱狀沉積物中檢測(cè)到了17 種PHCZ，包括8 種純溴取代咔唑和7 種混合鹵素取代的鹵代咔唑，3,6-BCZ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～41 ng/g，1,3,6,8-BCZ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7～65 ng/g。2015年，Peng等[23]在美國(guó)Lake Michigan沉積物中檢測(cè)到了超過(guò)50 種不同氯、溴和碘原子數(shù)的鹵代咔唑。

隨著人們對(duì)PHCZ的日益關(guān)注，商業(yè)上已經(jīng)有PHCZ的成套參考標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種PHCZ的準(zhǔn)確定量分析。2016年，Chen等[25]調(diào)查了未被污染的德國(guó)北部河口海洋表層沉積物中CZ、BenzoCZ和13 種PHCZ等的分布情況，結(jié)果顯示：沉積物中PHCZ的殘留量多在pg/g級(jí)別，以CZ和BenzoCZ為主(中值分別為565，369 pg/g)；其次為3,6-CCZ(中值196 pg/g)，所有樣品中均有3,6-CCZ檢出；再次是3-CCZ，其檢出率為78.4%。2017年，Guo等[27]調(diào)查了美國(guó)五大湖(Lake Michigan，Lake Superior，Lake Huron等)沉積物中26 種PHCZ的分布情況，表層沉積物中26 種PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～440 ng/g，中值為38 ng/g，此外，Guo等[27]還估算了五大湖中PHCZ的總積累量超過(guò)3 000 t，比多氯聯(lián)苯和十溴聯(lián)苯醚的總量(約200 t)大1 個(gè)數(shù)量級(jí)。

之前對(duì)沉積物中PHCZ的研究多集中在北美和歐洲[9]，近幾年來(lái)才有關(guān)于我國(guó)水體沉積物中PHCZ的報(bào)道。2017年，Wu等[28]分析了我國(guó)太湖沉積物中11 種PHCZ的分布情況，11 種PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為MLOQ～15.8 ng/g，中值為1.54 ng/g，沉積物中以3,6-CCZ和3,6-BCZ為主，且只有一個(gè)采樣點(diǎn)沒(méi)有PHCZ檢出，這是第一次在亞洲水體環(huán)境中調(diào)查PHCZ。2019年，Qiu等[29]調(diào)查了中國(guó)東海三門(mén)灣表層沉積物的11 種PHCZ及CZ的分布情況，11 種PHCZ總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.7～17.5 ng/g，中值為10.9 ng/g，組成分布顯示3,6-CCZ占主要，與CZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)；三門(mén)灣中PHCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與同一地點(diǎn)POPs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)，其中多氯聯(lián)苯PCBs為9.3～19.6 ng/g，有機(jī)氯農(nóng)藥OCPs為3.0～7.4 ng/g，雙對(duì)氯苯基三氯乙烷DDTs為0.7～3.0 ng/g和六氯環(huán)己烷HCHs為0.4～1.0 ng/g。2019年，Zhang等[30]檢測(cè)了北戴河濕地新河口潮間帶中表層沉積物中7 種PHCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，7 種PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.42～61.15 ng/g，中值為3.82 ng/g，沉積物中3-BCZ和3,6-BCZ占主要(占比分別為30.92%，25.52%)；通過(guò)相關(guān)公式估算得到新河口潮間帶沉積物中PHCZ總存量為902.28 kg，其中3-BCZ為279.23 kg，3,6-BCZ為229.95 kg。Zhou等[31]利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(UPLC-MS/MS)建立了沉積物中PHCZ的檢測(cè)方法，并測(cè)定了福建九龍江表層沉積物中CZ及10 種PHCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，10 種PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6～10.7 ng/g，中值為5.7 ng/g；除3-BCZ外，1,3,6,8-BCZ、1,8-B-3,6-CCZ、CZ和其他PHCZ在所有樣品中均被檢測(cè)到。2021年，Zhou等[33]報(bào)道了中國(guó)南海北部28 個(gè)表層沉積物及3 個(gè)柱狀沉積物中CZ及10 種PHCZ的分布，表層沉積物中PHCZ總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25～3.10 ng/g，中值為1.5 ng/g，3 個(gè)柱狀沉積物中PHCZ總質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.63～1.14，1.90～2.52,0.54～2.36 ng/g，3,6-CCZ和1,3,6,8-BCZ為主要同系物，占比在40%以上。

大部分研究都發(fā)現(xiàn)3,6-CCZ在沉積物PHCZ檢測(cè)中占比最高，檢出最為頻繁，其次為3,6-BCZ。環(huán)境樣品中對(duì)位取代物質(zhì)占比高可能是由于對(duì)位相較于鄰位的高電荷密度以及NH2部分中孤對(duì)電子增強(qiáng)了對(duì)位取代產(chǎn)物的穩(wěn)定性[12]。3,6-CCZ和3,6-BCZ在各區(qū)域中占比較高，可能符合咔唑的親電性芳基取代模式，即咔唑相對(duì)于氮原子的鄰位和對(duì)位更易于被鹵素取代[34]。其他PHCZ在不同區(qū)域檢出頻率各有差異，這可能反映了PHCZ的不同來(lái)源或人類影響和自然過(guò)程的復(fù)雜性。

3.2 多鹵代咔唑在土壤中的分布

土壤是聯(lián)系無(wú)機(jī)環(huán)境和有機(jī)生物界的樞紐，土壤中的有機(jī)質(zhì)可以吸附并固定持久性有機(jī)污染物[35]，是環(huán)境中有機(jī)污染物的天然匯。有機(jī)污染物被植物吸收積累，再通過(guò)食物鏈傳遞，不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害，而且會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重傷害[36-37]。部分區(qū)域土壤中PHCZ的相關(guān)研究如表3所示。

表3 部分區(qū)域土壤中的PHCZTable 3 Previous studies on PHCZ in soil samples from some areas

2005年，Reischl等[38]首次報(bào)道在德國(guó)Bavaria土壤中發(fā)現(xiàn)了3,6-CCZ，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5 ng/g，并且顯示3,6-CCZ的最高質(zhì)量濃度不是在有機(jī)質(zhì)層，而是在土壤腐殖質(zhì)層和沉淀層之間。Mumbo等[5]在德國(guó)Oberbayern一個(gè)沒(méi)有污染歷史記錄的地區(qū)檢測(cè)到3-CCZ，3,6-CCZ和一種三氯咔唑，其中3-CCZ和3,6-CCZ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9～29 ng/g和606～1 167 ng/g，3,6-CCZ比CZ和3-CCZ分別約高100 倍和40 倍。2011年，Grigoriadou等[20]在希臘Kavala土壤中檢測(cè)到3-CCZ和3,6-CCZ，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5～110 ng/g和14～3 500 ng/g。2011年，Tr?bs等[39]在希臘Kavala同一地區(qū)土壤中檢測(cè)到35 ng/g的3-CCZ和800 ng/g的3,6-CCZ。2016年，Mumbo等[40]在德國(guó)不同地區(qū)森林土壤中檢測(cè)到CZ、3-CCZ、3,6-CCZ、3-BCZ和3,6-BCZ，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.6～267.6，0.1～9.1，0.4～67.6，0.2～7.2，0.2～19.8 ng/g，這是首次在土壤中檢測(cè)到了溴代咔唑。2018年，潘永強(qiáng)[41]分析了浙江省55 個(gè)表層土壤樣品中CZ和11 種PHCZ的殘留量，包括3-CCZ、3,6-CCZ、1,3,6,8-CCZ、2,3,6,7-CCZ、3-BCZ、2,7-BCZ、3,6-BCZ、1,3,6-BCZ、1,3,6,8-BCZ、1-B-3,6-CCZ和1,8-B-3,6-CCZ，除2,7-BCZ外，其余PHCZ的檢出率均超過(guò)80%，PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.2～316.1 ng/g，平均值為84.3 ng/g。2019年，Zhou等[42]建立一種高效可靠的GC-HRMS分析方法，檢測(cè)中國(guó)臺(tái)州峰江鎮(zhèn)土壤中的上述11 種PHCZ，幾乎所有樣品中都有PHCZ檢出，11 種PHCZ的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.47～81.2 ng/g，中值為24.6 ng/g。土壤中PHCZ的組成與沉積物類似，也是3,6-CCZ的檢出最頻繁，且占比最高。

3.3 多鹵代咔唑在大氣中的分布

2017年，F(xiàn)romme等[44]分析了采自德國(guó)Munich的14 所學(xué)校、13 所日托中心和13 所住宅的灰塵樣本以及5 個(gè)室內(nèi)空氣樣本的CZ和14 種PHCZ的質(zhì)量濃度水平，其中CZ、BenzoCZ、3-CCZ、3,6-CCZ、2,7-BCZ、1,3,6-BCZ和3,6-ICZ的檢出率為99%～100%，其余鹵代咔唑的檢出率為40%～80%，在所有檢出的鹵代咔唑中，3,6-CCZ、1,3,6-BCZ和2,7-BCZ所占比重最高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)中值分別為13.3，6.2，1.2 ng/g。Fromme等[44]通過(guò)日托中心的數(shù)據(jù)量化評(píng)估了兒童對(duì)CZ、3,6-CCZ和1,3,6-BCZ的每日攝入量(以體重計(jì)，下同)分別為0.03，0.04，0.02 ng/kg。

3.4 多鹵代咔唑在水中的分布

2019年，Wang等[45]分析了采自中國(guó)武漢市10 個(gè)飲用水處理廠供水區(qū)的10 份自來(lái)水樣本中的11 種PHCZ的質(zhì)量濃度，發(fā)現(xiàn)10 份自來(lái)水樣本中有9 份檢測(cè)到CZ和PHCZ，11 種PHCZ的總質(zhì)量濃度為MLOQ～51.9 ng/L，隨著氯化水中溴化物質(zhì)量濃度增加，PHCZ的種類從只含氯取代的咔唑逐漸轉(zhuǎn)化為溴氯混合取代和純溴取代咔唑，并會(huì)促進(jìn)總PHCZ的形成。2020年，Wang等[46]分析了57 個(gè)采自武漢市10 個(gè)城市居住區(qū)的飲用水樣本以及18 個(gè)農(nóng)村住宅區(qū)井飲用水樣本中11 種PHCZ的質(zhì)量濃度，結(jié)果顯示：75 份飲用水樣本中有73 份檢測(cè)到PHCZ，11 種PHCZ的總質(zhì)量濃度為MLOQ～53.48 ng/L，中值質(zhì)量濃度(8.19 ng/L)與PCBs(20.3 ng/L)和全氟化合物(PFASs，10.3 ng/L)相當(dāng)，比飲用水中的多氯二苯并二噁英/呋喃(PCDD/Fs，0.000 6 ng/L)高4 個(gè)數(shù)量級(jí)；農(nóng)村地區(qū)中PHCZ總質(zhì)量濃度(5.7～5.8 ng/L)遠(yuǎn)低于大多數(shù)城市區(qū)域(23.1～48.3 ng/L)；煮沸后飲用水中PHCZ的質(zhì)量濃度沒(méi)有下降，據(jù)估算，嬰兒通過(guò)飲用水?dāng)z取的PHCZs日攝入量(以體重計(jì))最高達(dá)0.38 pg/kg，大約是成年人的4.5倍，相當(dāng)于歐洲聯(lián)盟食品科學(xué)委員會(huì)(Scientific committee on food of the European union，簡(jiǎn)稱為EU SCF)規(guī)定的國(guó)際可接受日攝入量(以體重計(jì))限值(2 pg/kg)和糧農(nóng)組織/世衛(wèi)組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(Joint FAO/WHO expert committee on food additives，簡(jiǎn)稱為JECFA)規(guī)定的日攝入量(以體重計(jì))限值(1～4 pg/kg)的1/200～1/3，但超過(guò)了歐洲食品安全局(European food safety authority，簡(jiǎn)稱為EFCA)建議的可耐受攝入量(以體重計(jì))上限(0.25 pg/kg)。

4 不同環(huán)境樣品中多鹵代咔唑的分析方法

4.1 沉積物/土壤中多鹵代咔唑的分析方法

沉積物或土壤中PHCZ的分析方法基本采用索提或加速溶劑萃取技術(shù)配合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS)或超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS)。

4.1.1 索 提

Zhu等[11]采用V(丙酮)∶V(正己烷)=1∶1的混合溶液對(duì)沉積物索提24 h，采用硅膠層析柱凈化，用8 mLV(二氯甲烷)∶V(正己烷)=1∶4的混合溶液及8 mLV(二氯甲烷)∶V(正己烷)=2∶3的混合溶液洗脫，采用GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)1,3,6,8-BCZ的回收率達(dá)到80%～99%。Zhou等[42]用甲苯對(duì)土壤索提16～24 h后，先經(jīng)凝膠滲透層析柱再經(jīng)弗羅里硅土層析柱凈化，采用GC-HRMS-EI檢測(cè)，儀器檢出限為0.101～0.283 pg/μL，PHCZ的方法檢出限(3 倍信噪比)為0.698～2.37 pg/g(以干質(zhì)量計(jì))，加標(biāo)回收率為84.3%～110%，示蹤標(biāo)回收率為88.5%～113%，RSD<14.2%。

4.1.2 加速溶劑萃取

Wu等[26]采用加速溶劑萃取技術(shù)萃取沉積物，萃取劑為純二氯甲烷，經(jīng)凝膠滲透色譜純化后通過(guò)硅膠固相萃取柱(Solid phase extraction，簡(jiǎn)稱SPE)及聚酯SPE柱凈化，并用V(正己烷)∶V(二氯甲烷)=6∶4的混合溶液和純二氯甲烷洗脫，采用GC-MS-EI/ECNI分析，發(fā)現(xiàn)PHCZ的加標(biāo)回收率為94%～104%，RSD<14.6%，沉積物基質(zhì)效應(yīng)為96%～105%，方法定量限為0.11～0.53 ng/g(以干質(zhì)量計(jì))。Guo等[27]使用加速溶劑萃取系統(tǒng)萃取沉積物的PHCZ，萃取劑為V(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1 的混合溶液，經(jīng)硅膠/氧化鋁層析柱分餾凈化并用100 mLV(正己烷)∶V(二氯甲烷)=4∶1的混合溶液、100 mL純二氯甲烷和100 mL甲醇洗脫，采用GC-MS-EI/ECNI分析，示蹤標(biāo)回收率為84%～116%，PHCZ平均回收率為55%～123%，儀器檢出限(3倍信噪比)為0.001 7～0.074 1 ng/g(以干質(zhì)量計(jì))。Zhou等[31]采用加速溶劑萃取以純二氯甲烷為萃取劑處理沉積物，經(jīng)弗羅里硅土SPE柱凈化，并用6 mLV(正己烷)∶V(二氯甲烷)=6∶4的混合溶液和7 mL純二氯甲烷淋洗，用玻璃注射器通過(guò)0.22 μm聚四氟乙烯(PTFE)濾膜后，再用UPLC-MS/MS分析測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果顯示：11 種PHCZ的方法檢出限(3倍信噪比)和方法定量限(10倍信噪比)分別為3.0×10-3～0.22 ng/g和1.0×10-2～0.75 ng/g(以干質(zhì)量計(jì))；沉積物中2.0 ng/g和10 ng/g的加標(biāo)回收率分別為64.8%～91.8%和70.9%～124.7%，RSD<13.2%；除36-BCZ具有63.3%的正基質(zhì)效應(yīng)外，沉積物基質(zhì)對(duì)其他PHCZ普遍表現(xiàn)為低或中負(fù)基質(zhì)效應(yīng)。

索提萃取雖然效率較高，設(shè)備便宜且操作簡(jiǎn)單，但提取時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要20 h以上，且溶劑消耗量大；加速溶劑萃取的有機(jī)溶劑使用量少，萃取效率高、速度快，且自動(dòng)程度高，在萃取固體樣品時(shí)就能分離固體樣品和萃取液，不需要進(jìn)行后續(xù)離心、過(guò)濾等操作[9]，目前對(duì)沉積物/土壤中PHCZ的萃取多采用加速溶劑萃取技術(shù)；柱層析凈化法需手動(dòng)填料，操作過(guò)程繁瑣且溶劑使用量大，逐漸被操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好和溶劑用量少等的凈化方法替代，如SPE技術(shù)。

4.2 生物樣品中多鹵代咔唑的分析方法

Wu等[47]采用加速溶劑萃取技術(shù)萃取魚(yú)類樣品中的PHCZ，首先采用凝膠滲透色譜純化，接著用硅膠SPE柱凈化，然后用11 mLV(正己烷)∶V(二氯甲烷)=6∶4的混合溶液洗脫，最后采用GC-MS-EI/ECNI分析，PHCZ同系物加標(biāo)回收率為(81.1±8.4)%和(106.9±7.7)%，示蹤標(biāo)回收率為(101.6±15.4)%和(88.4±13.7)%，儀器檢出限(5倍信噪比)為0.02～0.26 ng/mL，方法定量限為0.6～1.1 ng/g(以干質(zhì)量計(jì))。周佳怡[48]針對(duì)蚯蚓中的PHCZ建立了一套QuEChERS前處理方法，采用GC-MS-EI/ECNI分析，PHCZ的加標(biāo)回收率為71.21%～105.04%，RSD<10.46%，方法檢出限和方法定量限分別為0.049～0.39 ng/g和0.16～1.32 ng/g(均以脂質(zhì)量計(jì))。

4.3 大氣中多鹵代咔唑的分析方法

Fromme等[44]采集了室內(nèi)空氣中粉塵樣本，采用索提方法萃取樣品，以二氯甲烷為萃取劑萃取18 h，經(jīng)硅膠柱凈化后分別用20 mL正己烷和V(丙酮)∶V(二氯甲烷)=1∶1的混合溶液洗脫，采用GC-MS/MS分析，大部分PHCZ加標(biāo)回收率均大于70%，儀器檢出限為1～4 pg，粉塵樣品的方法檢出限為0.004～0.7 ng/g(以干質(zhì)量計(jì))，空氣樣品的方法檢出限為0.04～1.55 pg/m3。

4.4 水體中多鹵代咔唑的分析方法

Wang等[46]分析了居民區(qū)飲用水樣本，采用固相萃取法，水樣以2 mL/min流速通過(guò)聚苯乙烯二乙烯苯(Poly-sery PSD)SPE柱，再用8 mLV(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=1∶1的混合溶液洗脫，采用GC-MS-EI分析測(cè)定，PHCZ的加標(biāo)回收率為92.7%～104.9%，RSD<6.2%，方法定量限為0.15～0.46 ng/L。

5 結(jié) 論

綜上，PHCZ在環(huán)境中的含量呈上升趨勢(shì)。雖然目前已經(jīng)對(duì)PHCZ的特性、來(lái)源、環(huán)境分布和分析方法等方面進(jìn)行了一定程度的研究，但和其他有機(jī)污染物相比，人們對(duì)PHCZ的認(rèn)識(shí)水平依舊非常有限。因此，積極開(kāi)展環(huán)境中PHCZ的環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)PHCZ的污染現(xiàn)狀、來(lái)源和發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行探索并開(kāi)發(fā)更加高效、靈敏和可靠的預(yù)處理與分析技術(shù)將是今后的研究重點(diǎn)。