劉早耀

（廣東新創(chuàng)華科環(huán)保股份有限公司，廣東 東莞 523000）

水環(huán)境分析監(jiān)測(cè)的目的，是掌握水環(huán)境實(shí)時(shí)資料信息，為制訂政策標(biāo)準(zhǔn)提供支持，也是開展預(yù)測(cè)、規(guī)劃、評(píng)價(jià)、管理等活動(dòng)的依據(jù)[1]。有毒有機(jī)物是造成人體中毒、環(huán)境污染的有毒物質(zhì)，常見的為有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、含磷有機(jī)物、含氮有機(jī)物等。雖然這些物質(zhì)在水體中的含量不高，但殘留時(shí)間長，在蓄積作用下危害不斷增大。近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)與工業(yè)的快速發(fā)展，未經(jīng)處理或處理不合格的有機(jī)廢水排放量也在增加，進(jìn)入水體會(huì)對(duì)水環(huán)境造成污染。

1 有毒有機(jī)物的特性和危害

1.1 有毒有機(jī)物的特性

1.1.1 殘留性

以多氯聯(lián)苯、滴滴涕為代表的有毒有機(jī)物，在自然條件下，對(duì)光降解、化學(xué)分解、生物代謝的抵抗性強(qiáng)。這些物質(zhì)進(jìn)入水體、土壤等環(huán)境中，很難被有效降解，留存時(shí)間長達(dá)數(shù)年、數(shù)十年甚至上百年。

1.1.2 蓄積性

從現(xiàn)有研究結(jié)果看，多數(shù)有毒有機(jī)物具有高脂溶性、低水溶性特征，很容易在沉降物、生物脂肪組織中蓄積，即通過周圍的媒介物質(zhì)，有毒有機(jī)物會(huì)富集到生物體內(nèi)，再通過食物鏈放大毒性作用，對(duì)周圍的環(huán)境及生物造成長期性的毒害。

1.1.3 高毒性

有毒有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)中，存在具有危害性的官能團(tuán)，會(huì)對(duì)生物組織的功能造成抑制或破壞。在水環(huán)境中，雖然有毒有機(jī)物的含量低，通常為ppb級(jí)、ppt級(jí)，但即使在低濃度范圍內(nèi)也會(huì)嚴(yán)重影響生物體的健康，這就對(duì)有毒有機(jī)物的監(jiān)測(cè)、處理工作提出了更高要求。

1.2 有毒有機(jī)物的危害

有毒有機(jī)物的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是進(jìn)入環(huán)境后，在殘留性、蓄積性的作用下，其濃度不斷增高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的平衡造成破壞。二是有毒有機(jī)物進(jìn)入動(dòng)物、植物和人體內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生遺傳毒性，具有致癌、致畸、致突變效應(yīng)，影響生物的健康[2]。

2 水環(huán)境中有毒有機(jī)物的生物毒性測(cè)試

水環(huán)境中的有毒有機(jī)物種類多、數(shù)量大，常用的水質(zhì)污染指標(biāo)只能反映單一因子的影響，無法反映出對(duì)生物、生態(tài)系統(tǒng)的影響。在此背景下，生物毒性測(cè)試作為化學(xué)分析法的補(bǔ)充手段被廣泛應(yīng)用。

2.1 急性細(xì)胞毒性的測(cè)試

魚類對(duì)水環(huán)境的生物、物理、化學(xué)性質(zhì)變化非常敏感，因此魚類毒性試驗(yàn)成為水質(zhì)評(píng)價(jià)的常規(guī)方法，可反映出水體的污染狀況及污染物的聯(lián)合毒性。通過魚類毒性試驗(yàn)，還能測(cè)定工業(yè)廢水的毒性，作為水體衛(wèi)生綜合評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。相較于體內(nèi)動(dòng)物試驗(yàn)，細(xì)胞毒性試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于操作簡單、耗時(shí)短、成本低、可重復(fù)進(jìn)行[3]。例如四唑鹽法（MTT）、中性紅染色法（NR），均是定量檢測(cè)細(xì)胞毒性的有效方法。

2.2 芳香烴受體效應(yīng)的毒性測(cè)試

生物標(biāo)志物是衡量生物對(duì)環(huán)境污染物或者偏離正常情況下的暴露及效應(yīng)的生物指標(biāo)，具有特異性和廣泛性。以細(xì)胞色素P450酶系為代表，目前在毒性學(xué)研究中運(yùn)用廣泛，如乙氧基異酚惡唑酮反應(yīng)（EROD）、酶聯(lián)免疫印記（ELISA）、單克隆抗體技術(shù)等。在水環(huán)境有毒有機(jī)物監(jiān)測(cè)中，利用P450可對(duì)多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、二噁英等進(jìn)行體外細(xì)胞培養(yǎng)、體內(nèi)活性測(cè)試。

2.3 內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的毒性測(cè)試

內(nèi)分泌干擾物是有毒有機(jī)物的一種，通過干擾生物體的內(nèi)分泌、神經(jīng)和生殖系統(tǒng)，會(huì)帶來免疫疾病，提高癌癥發(fā)病率。對(duì)內(nèi)分泌干擾物進(jìn)行檢測(cè)分析，主要分為活體分析、離體分析兩種。前者是觀察該物質(zhì)對(duì)動(dòng)物的免疫、甲狀腺、生殖系統(tǒng)的影響并進(jìn)行評(píng)價(jià)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)果準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于大范圍推廣。后者可采用雌激素受體競(jìng)爭(zhēng)抑制法、重組基因酵母法、卵黃素誘導(dǎo)法等，優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、快速、成本低，適用于批量篩檢。

3 水環(huán)境有毒有機(jī)物分析監(jiān)測(cè)的質(zhì)量控制措施

在水環(huán)境有毒有機(jī)物分析監(jiān)測(cè)中，影響檢測(cè)結(jié)果的因素較多，例如監(jiān)測(cè)環(huán)境、監(jiān)測(cè)技術(shù)、人為活動(dòng)等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均可能導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真。因此，質(zhì)量控制必須遵循全過程、全方面的原則。

3.1 水樣采運(yùn)的質(zhì)量控制措施

3.1.1 采樣設(shè)備的選擇

采集水樣時(shí)，有毒有機(jī)物的種類復(fù)雜多樣，尤其是內(nèi)分泌干擾物（如雙酚A、鈦酸酯等）在水環(huán)境中廣泛存在，所以必須合理選擇采樣設(shè)備。具體要求如下：

①采樣器、儲(chǔ)樣瓶、前處理器皿等，均要使用玻璃或不銹鋼材質(zhì)，不能使用塑料或橡膠材質(zhì)。

②采樣器和儲(chǔ)樣瓶在使用前要進(jìn)行徹底清洗，清洗流程為：鉻酸洗液浸泡→清水沖洗→蒸餾水沖洗→甲醇溶劑淋洗。

③儲(chǔ)樣瓶優(yōu)先選擇硼硅玻璃或棕色玻璃。

3.1.2 采樣與運(yùn)輸方法

采樣時(shí)，應(yīng)對(duì)有毒有機(jī)物進(jìn)行分類，包括揮發(fā)性、半揮發(fā)性兩種。其中，采集揮發(fā)性有毒有機(jī)物樣本時(shí)，要求水樣充滿樣品瓶，不能存在氣泡；采樣后要及時(shí)使用蓋塞封閉，禁止接觸空氣。在運(yùn)輸保存過程中，要保證外界環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)盡快完成檢測(cè)；如果不能及時(shí)檢測(cè)，樣本要低溫、避光保存，保存方法詳見表1。

表1 常見有毒有機(jī)物的采樣和保存方法

3.1.3 采集質(zhì)控樣

質(zhì)控樣可以反映出采運(yùn)過程的變化和引入的污染，包括現(xiàn)場(chǎng)空白樣、平行樣、現(xiàn)場(chǎng)加標(biāo)樣等。采集質(zhì)控樣的要求包括：①在空白樣中，待測(cè)物的濃度要低于方法檢出限。②現(xiàn)場(chǎng)空白樣與實(shí)驗(yàn)室空白樣的檢測(cè)結(jié)果不能有明顯差異。③平行樣與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)平行樣的檢測(cè)精密度不能有明顯差異。④一般情況下，待測(cè)物的加標(biāo)回收率應(yīng)控制在70%～130%[4]。

3.2 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的質(zhì)量控制措施

3.2.1 試劑的選擇

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)有毒有機(jī)物時(shí)，常用的試劑包括高純水、有機(jī)試劑兩大類。其中，高純水最好使用經(jīng)石英玻璃蒸餾出來的重蒸餾水，不能含有干擾測(cè)定的雜質(zhì)，或雜質(zhì)含量小于待測(cè)物的方法檢出限。在選擇有機(jī)試劑時(shí)，先要進(jìn)行檢驗(yàn)，按照樣品分析條件分析2次，看是否存在影響待測(cè)物分析的雜質(zhì)。

3.2.2 儀器校核

第一，檢查儀器的運(yùn)行情況，檢查進(jìn)樣口是否漏氣、進(jìn)樣墊是否完好、襯管是否整潔，色譜峰形是否正常等。第二，校準(zhǔn)儀器性能，使儀器處于受控狀態(tài)。以揮發(fā)性有機(jī)物為例，在采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC/MS）檢測(cè)時(shí)，每12 h使用4-溴氟苯溶液進(jìn)行檢驗(yàn)分析，滿足表2的要求。

表2 4-溴氟苯的離子豐度值要求

3.2.3 內(nèi)標(biāo)定量

對(duì)于樣品量小、分析組分簡單的待測(cè)物，可采用外標(biāo)定量法。對(duì)于樣品量大、組分較多的待測(cè)物，宜采用內(nèi)標(biāo)定量法，對(duì)檢測(cè)過程中的變量進(jìn)行控制和校正，如溫度漂移、進(jìn)樣量等指標(biāo)。常用的內(nèi)標(biāo)物在自然界中存在的可能性很小，其典型代表是溴代物、氟代物。以揮發(fā)性有機(jī)物為例，溴氯甲烷、1,4-二氟苯是常用的內(nèi)標(biāo)物。結(jié)合實(shí)踐，采用GC/MS法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能在色譜上分離共流出物，避免內(nèi)標(biāo)物受到待測(cè)物、基體干擾物、回收率指示物的影響[5]。

3.2.4 回收率指示物

回收率指示物在待測(cè)樣品中并不存在，但在預(yù)處理、分析過程中，其性質(zhì)與待測(cè)組分相近。樣品制備前要加入回收率指示物，分析時(shí)計(jì)算回收率大小，用來判斷該方法對(duì)待測(cè)物的檢測(cè)準(zhǔn)確性，一般要求回收率在70%～130%。

3.2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線校核

標(biāo)準(zhǔn)曲線用來描述待測(cè)物的濃度/數(shù)量與測(cè)量儀器響應(yīng)值之間的定量關(guān)系，一般選擇4～6個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并得到回歸方程。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行連續(xù)校核，是為了判斷它的持續(xù)有效性。如果分析時(shí)間超過24 h，或樣品超過一定數(shù)量，此時(shí)就要進(jìn)行校核。操作方法如下：取中間濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液1 μL，將其注入儀器進(jìn)行分析，計(jì)算待測(cè)物與回收率指示物的偏差，要求偏差≤30%。如果幾次校核中偏差均＞30%，說明該標(biāo)準(zhǔn)曲線的持續(xù)有效性較差，應(yīng)重新繪制。

3.2.6 方法檢出限（MDL）

MDL是在一個(gè)給定的置信度內(nèi)，從樣本中檢出某個(gè)成分的最小濃度或數(shù)量。具體方法是：使用高純水制備10個(gè)低濃度的加標(biāo)空白樣，加入回收率指示物，該濃度與實(shí)際分析時(shí)的濃度保持一致。然后按照檢測(cè)流程進(jìn)行分析，得到待測(cè)物濃度，MDL的計(jì)算公式是：

式中，表示自由度為、置信度為99%時(shí)的值，表示重復(fù)分析的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示重復(fù)分析次數(shù)。

得到的MDL，應(yīng)該滿足式2的條件：

式中，表示加標(biāo)濃度。經(jīng)計(jì)算，如果MDL不滿足式2的要求，說明加標(biāo)濃度不合適，此時(shí)應(yīng)重選加標(biāo)濃度，再進(jìn)行平行空白實(shí)驗(yàn)，從而得到MDL。

3.2.7 精密度和準(zhǔn)確性

制備平行空白樣后，檢測(cè)出的濃度均在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)。制備加標(biāo)空白樣時(shí)，若是揮發(fā)性樣品，需進(jìn)行吹脫、吸附、解吸等處理流程；若是半揮發(fā)性樣品，需進(jìn)行富集、脫水、濃縮等處理流程。精密度和準(zhǔn)確性也是質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標(biāo)，前者反映出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的偏差大小，后者反映出與真值的平均相對(duì)誤差。一般情況下，待測(cè)組分和回收率指示物的準(zhǔn)確性在70%～130%，精密度要＜30%，但也有例外情況，出峰較早的組分、最后出現(xiàn)的高沸點(diǎn)組分，這兩者的精密度和準(zhǔn)確性會(huì)更高一些，準(zhǔn)確性在80%～120%，精密度＜20%。

3.3 實(shí)驗(yàn)室間的質(zhì)量控制措施

實(shí)驗(yàn)室間的質(zhì)量控制，是實(shí)驗(yàn)室自行組織的與外部實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)試驗(yàn)，由技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室的能力，與外部實(shí)驗(yàn)室做同樣參數(shù)的檢測(cè)項(xiàng)目比對(duì)，盡可能選擇相同的檢測(cè)方法[6]。一般情況下，使用再現(xiàn)性表示外部控制的精密度，即在不同實(shí)驗(yàn)室、用相同的方法和樣品進(jìn)行多次測(cè)定，看檢測(cè)結(jié)果的符合程度，從而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部不易核對(duì)的誤差來源。室間質(zhì)控項(xiàng)目主要包括：①客戶投訴項(xiàng)目；②新開展的檢測(cè)項(xiàng)目；③無法溯源的儀器設(shè)備檢測(cè)項(xiàng)目；④使用非標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的項(xiàng)目；⑤其它技術(shù)水平要求較高或有必要的檢測(cè)項(xiàng)目。

4 結(jié)語

綜上所述，有毒有機(jī)物具有殘留性、蓄積性、高毒性的特性，會(huì)造成環(huán)境污染和生物危害。針對(duì)水環(huán)境中的有毒有機(jī)物，文章介紹了常用的生物毒性測(cè)試方法，從水樣采運(yùn)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)、實(shí)驗(yàn)室間三個(gè)方面闡述了質(zhì)量控制措施。希望為實(shí)際工作開展提供借鑒，提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性。