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二噁英及其类似物毒性当量检测

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发布时间：2025-07-18 11:39:15 更新时间：2025-07-17 11:39:15

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

二噁英及其类似物是一类高度毒性的持久性有机污染物（POPs），主要包括多氯二苯并二恶英（PCDDs）、多氯二苯并呋喃（PCDFs）以及部分多氯联苯（PCBs）。这些化合物在环境中广泛存在，源于工业过程（如废弃物焚烧、化工生产）、自然来源（如火山爆发）以及人类活动（如垃圾填埋）。由于其极强的生物累积性和致癌性，二噁英被世界卫生组织（WHO）列为一级致癌物，能导致生殖障碍、免疫系统损伤以及内分泌干扰等严重健康问题。检测二噁英及其类似物的毒性当量（TEQ）是环境监测和食品安全领域的核心任务，它能将不同毒性化合物转化为统一的当量值，从而评估整体暴露风险。例如，TEQ基于毒性当量因子（TEF），将每种二噁英类似物的浓度乘以相应的因子后求和，以反映总毒性水平。这一检测不仅用于水质、土壤和空气污染控制，还应用于食品（如肉类、乳制品）和生物样本（如血液）的安全评估，以满足国际公约如《斯德哥尔摩公约》的减排要求。在全球范围内，二噁英污染事件（如意大利塞维索事件）凸显了其检测的紧迫性，因此开发高效、精准的检测技术至关重要。

检测项目

二噁英及其类似物毒性当量检测的核心项目聚焦于17种优先同源物，包括7种PCDDs和10种PCDFs，这些被WHO认定为具有显著毒性。具体检测对象涵盖环境样本（如土壤、水和大气颗粒物）、生物样本（如动植物组织或人体血液）以及工业产品（如废弃物或食品）。检测项目通常分为定性分析（识别化合物种类）和定量分析（测量浓度），其中毒性当量（TEQ）的计算是关键输出。例如，TEQ通过将每种检测到的同源物浓度乘以其毒性当量因子（TEF）后求和，形成单一风险指标。此外，项目还扩展到类似物如共平面多氯联苯（co-PCBs），以覆盖更广的污染源。检测的难度在于化合物的痕量水平（通常为ppt级）和复杂基质干扰，因此需要严格的质量控制和标准化程序。

检测仪器

用于二噁英及其类似物毒性当量检测的仪器以高精度和灵敏度为核心，主要依赖高分辨气相色谱-质谱联用仪（HRGC-HRMS）。HRGC负责分离样品中的复杂混合物，利用毛细管柱实现高效色谱分离；HRMS则提供高质量的质谱分析，通过高分辨率检测器（如磁扇区或飞行时间质谱）精确测量离子质荷比，确保对痕量同源物的识别。此外，辅助仪器包括样品前处理设备，如索氏提取器用于有机溶剂提取、硅胶柱或氧化铝柱用于净化去除干扰物，以及氮吹浓缩仪用于浓缩样品。现代检测还可能整合自动化系统（如自动进样器）以提高效率和重现性。这些仪器的选择受限于标准方法（如美国EPA方法1613），要求检测限达到0.1-1 pg/g级别，以确保在环境或生物样本中的可靠分析。

检测方法

二噁英及其类似物毒性当量检测的方法涉及多步流程，关键分为样品前处理和分析阶段。前处理包括提取（使用溶剂如二氯甲烷从固体或液体样品中萃取目标物）、净化（通过多层色谱柱，如硅胶和活性炭柱，去除脂质和杂质）和浓缩（氮吹或旋转蒸发至小体积）。分析方法核心为气相色谱-质谱联用（GC-MS），其中GC采用特定程序升温分离同源物，MS在高分辨率模式下检测特征离子对（如m/z 257和320），并利用同位素稀释技术（添加13C标记内标）进行校正。TEQ计算基于检测结果：先定量各化合物的浓度，再乘以WHO定义的TEF值（范围从0.001到1），最后求和。该方法强调重现性和准确性，需严格遵循质控标准，如空白测试和回收率评估，以降低假阳性和假阴性风险。

检测标准

二噁英及其类似物毒性当量检测的标准体系由国际和国家机构制定，确保结果的可比性和可信度。核心国际标准包括ISO 18073（用于水质检测）和ISO 17858（用于废弃物），它们规定了样品处理、仪器校准和TEQ计算程序。美国环保署（EPA）方法1613（针对环境样本）和方法8290（针对高浓度样品）提供详细指南，要求使用HRGC-HRMS并包括质控参数（如检测限和回收率范围）。欧盟标准如EN 1948系列（针对排放源）则整合了TEF更新（基于WHO 2005年评估）。在中国，国家标准GB/T 18484（土壤检测）和GB 5009.205（食品检测）明确规定了方法验证要求。这些标准共同强调实验室认证（如通过ISO/IEC 17025），以推动全球统一的污染监测和监管框架。