傳統與新興持久性有機污染物檢測技術解析（一）

什么是持久性有機污染物？

持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants, POPs）具有特定的物理和化學特性組合，它們在環境中滯留時間長，通過蒸發-冷凝、大氣和水等自然過程的輸送在區域和全球環境中廣泛分布，包括一些從未使用過持久性有機污染物的地區。

POPs具有高脂溶性（水溶性很低），在人類和動物體內具有生物蓄積性，并在食物鏈中逐級放大；對人類和野生生物等均具有毒性，具有致癌、致畸、致突變等"三致"效應。

《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》受控POPs

《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》（以下簡稱《斯德哥爾摩公約》）在2001年簽署之初提出了需要采取行動的首批12種物質，這些物質被稱為"骯臟的一打"，即艾氏劑、氯丹、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、六氯苯、滅蟻靈、多氯聯苯、毒殺芬、滴滴涕、多氯代二苯并-對-二噁英、多氯代二苯并呋喃，也稱為傳統POPs。

隨后在2009年、2011年、2013年、2015年和2017年分別召開了5次《斯德哥爾摩公約》締約方大會將其他16種POPs列入受控清單（表1）。



POPs樣品的前處理與儀器分析技術

POPs在環境中具有含量極低和基體異常復雜的特點，應用合適的前處理方法和先進的儀器分析技術可測得環境樣品中的痕量POPs物質。

常用的POPs環境樣品萃取方法包括索氏提取法、加速溶劑萃取法、微波輔助萃取法、液液萃取法、固相萃取法、固相/液相微萃取法、超臨界流體萃取法等。

儀器分析技術包括氣相色譜法（GC），氣相色譜-質譜法（GC-MS）、高效液相色譜-質譜法（HPLC-MS）、高效液相色譜-串聯質譜法（HPLC-MS/MS）、高分辨氣相色譜-高分辨質譜法（HRGC-HRMS）等。

全氟辛酸、全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酰氟檢測技術

全氟和多氟烷基物質（Per-and polyfluoroalkyl substances, PFASs）是一類人工合成的含氟脂肪族化學物質，其最典型的特征是連接于碳原子上的氫全部被氟原子所取代，都有CnF2n+1功能團。

PFASs被認為是20世紀最重要的化工產品之一，可作為表面防污劑用于紡織品、皮革制品、家具及食品包裝材料等，還可作為中間體用于生產泡沫滅火器、地板上光劑、農藥和殺菌劑等。

環境中的PFASs一部分來自于生產者工廠廢水廢氣的排放，以及含氟產品等使用過程中的滲出和排放，另一部分來自于前體物含氟調聚醇（Fluorotelomer alcohols, FTOHs）、全氟辛烷磺酰氟（Perfluorooctane sulfonyl fluoride, PFOS-F）、全氟辛烷磺酰胺/醇（Ferfluorooctane sulfonamides/ethanols, FOSAs/FOSEs）的降解。PFASs對野生生物及人類生殖、甲狀腺及其他內分泌系統具有干擾效應。

全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）是最為典型的傳統PFASs，盡管其相關產品已逐步被禁用，但由于在環境中很難被降解和轉化，并且可以在洋流和大氣流的推動下進行全球遷移，PFOA和PFOS的污染范圍已經擴散至全球范圍，包括北極地區；另一方面，由于具有明顯的生物蓄積性和生物放大效應，在野生生物及人體組織樣品中均檢出較高濃度的PFOA和PFOS。

近些年來，已有一系列PFOA和PFOS的替代品被成功研發并推向市場，如全氟丁烷磺酸（Perfluorobutane sulfonate, PFBS）和全氟己烷磺酸（Perfluorohexane sulfonate, PFHxS）等等。這些替代品被開發出來以及投入生產和使用的時間還不長，但已有很多研究表明，它們已經廣泛存在于各種環境和生物介質中。

目前，對于土壤、沉積物和固體廢棄物等樣品PFASs的前處理技術有索氏提取、加壓溶劑萃取和超聲萃取等，對水質樣品PFASs的最常用萃取技術為固相萃取法。可應用于檢測PFASs的儀器分析技術包括氣相色譜法、氣相色譜-質譜法、高效液相色譜-串聯質譜法等。其中，高效液相色譜-串聯質譜法為最常用的PFASs檢測儀器。

SGS已針對傳統和新發現的PFASs及其前體物FTOHs和FOSAs/FOSEs建立了一系列準確、高效監測土壤、沉積物、固體廢棄物和水質的實驗室分析測試方法（表2），為有效防治新興POPs環境污染及保障人體健康安全提供技術支撐。



未完待續......

參考文獻

[1] Jones K. C., 2021. POPs and related chemicals in the global environment-Some Personal Reflections. Environmental Science & Technology. 點擊 查看詳情
[2] 楊文龍, 郭靖, 杜偉, 吳華, 呂美玲, 董亮, 杜兵, 黃業茹, 2018.超高效液相色譜-新型串聯四極桿質譜法測定環境水體與土壤中的全氟辛酸和全氟辛烷磺酸.環境化學,37（12）,2820-2826.
[3] 周炳升, 楊麗華, 劉春生, 2018. 持久性有機污染物的內分泌干擾效應.科學出版社.
[4] 王世亮, 孫建樹, 楊月偉, 張敏, 2018. 典型旅游城市河流水體及污水廠出水中全氟烷基酸類化合物的空間分布及其前體物的轉化. 環境科學, 39（12）, 5494-5502.
[5] Ahrens, L., Vorkamp, K., Lepom, P., Bersuder, P., Theobald, N., Ebinghaus, R., Bossi,R., Barber, J. L., McGovern, E., 2010. Determination of perfluoroalkyl compounds in water, sediment, and biota. ICES Techniques in Marine Environmental Sciences No.48. 16 pp.
[6] http://www.pops.int

作者：歐冬妮 SGS中國EHS技術經理  博士，高級工程師

加入SGS之前主要從事持久性有機污染物污染分布和環境地球化學行為研究，主持國家自然科學基金、中國博士后特別資助、中國博士后面上資助、上海博士后科研資助等多個項目。2010年加入SGS，主要從事環境污染物分析方法的開發與建立工作，熟悉國內外環境質量標準及相關污染物分析測試技術。