（环境工程专业论文）水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究.pdf

m d d i s s e r t a t i o n s t u d y o nt h ed e t e r m i n a t i o na n d r i s ke v a l u a t i o no f t y p i c a l e n d o c r i n e d i s r u p t i n gc o m p o u n d s i nw a t e r p e iy u x i n g s u p e r v i s e db y a s s o c i a t ep 丫o w a n g z h e n g p i n g n a n j i n gu n i v e r s i t yo fs c i e n c e t e c h n o l o g y m a r c h ，2 0 1 3 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名：型盏垒 f ；年】7 月哆日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：型鎏垒 洲5 年月9 日 硕士论文 水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 摘要 内分泌干扰素( e n d o c r i n ed i s r u p t i n gc o m p o u n d s ，e d c s ) 以其独特的致病机理受到普 遍关注，生活污水和工业废水是水环境中e d c s 的主要来源。最常见的e d c s ，一般分 为三大类共1 0 种：酞酸酯类物质f 邻苯二甲酸二甲酯( d m p ) 、邻苯二甲酸二乙酯o e p ) 、 邻苯二甲酸二丁酯( d b p ) 、邻苯二甲酸z ( 2 一乙基己基) 酯( d e h p ) ；酚类物质 壬基酚 ( n p ) 、双酚a ( b p a ) ；以及雌激素【雌酮( e 1 ) 、1 7 - 3 - 雌二醇( e 2 ) 、雌三醇( e 3 ) 及人工合 成的乙炔基雌二醇( e e 2 ) 1 。 本文针对水体中三大类e d c s 的不同性质，采用不同的预处理方法对水体中的 e d c s 进行富集和分离i 其中对酞酸酯类物质的顶空固相微萃取( h s s p m e ) 和固相萃取 ( s p e ) 的预处理方法进行了比较；酚类物质采用h s s p m e 预处理方法；雌激素采用s p e 预处理方法】，同时用气楣色谱一电子捕获检测器( g c - e c d ) 对其进行定量分析，辅助气质 联f f j ( g c m s ) 定性，通过实验找出了分析的最佳条件。对水中的e d c s 进行检测：酞酸 酯类物质的检出限分别为d m p0 。0 1 灶g l ，d e p0 0 2 g l ，d b po 3 t , g m ，d e h po o g p , g a , ， 相对标准偏差为1 7 4 - 2 8 1 ，加标回收率为8 4 1 0 7 。酚类物质的检出限分别为 n p0 ，0 4 1 t g l ，b p a0 0 6 p g l ，相对标准偏差为5 4 7 - 6 1 7 ，加标回收率为9 1 9 5 1 2 1 8 5 。雌激素的检出限分别为e l0 0 1 p g l ，e 2o 0 3 g l ，e 30 0 2 l - t g l ，e e 2o 0 3 r t e c l ， 相对标准偏差为3 2 1 1 0 4 5 ，加标回收率为8 8 一1 1 4 。 实验选取了南京市的湖泊、河流等天然水体和四座城市污水处理厂的进出水作为样 品进行分析，均能检测出内分泌干扰素，1 0 种内分泌干扰素的质量浓度分布在n g l 级 别至“g l 级别。同时运用模型估算天然水体和污水处理厂出水中污染物的内分泌干扰 性和生态风险，均为雌激素高于酚类物质高于酞酸酯类物质；控制优先性分析，e 1 、 e e 2 、b p a 、e 3 的评分和排序居于前列，应当优先控制。 关键词：内分泌干扰素，检测，模型，优先控制污染物 a b s t r a c t硕士论文 a b s t r a c t e n d o c r i n ed i s r u p t i n gc o m p o u n d s ( e d c s ) h a v ed r a w nw i d ea t t e n t i o nf o ri t su n i q u e p a t h o g e n i cm e c h a n i s m s e w a g ea n di n d u s t r i a lw a s t ew a t e ri s t h em a i ns o u r c eo fe d c si n w a t e re n v i r o n m e n t t h e r ea r e10s p e c i e so fc o m m o ne d c sw h i c hc a nb ed i v i d e di n t ot h r e e c a t e g o r i e s ：p h t h a l a t ee s t e r ss u b s t a n c e 【d i m e t h y lp h t h a l a t e ( d m p ) ，d i e t h y lp h t h a l a t e ( d e p ) ， d i b u t y lp h t h a l a t e ( d b p ) ，d i ( 2 一e t h y l h e x y l ) p h t h a l a t e ( d e h p ) 】；p h e n o l i c s n o n y l p h e n o l ( n p ) ， b i s p h e n o la ( b p a ) ；a n de s t r o g e n s 【e s t r o n e ( e1 ) ，17 一p - e s t r a d i o l ( e 2 ) ，e s t r i o l ( e 3 ) a n d s y n t h e t i ce t h i n y le s t r a d i o l ( e e 2 ) i nt h i sp a p e r ，d i f f e r e n tp r e t r e a t m e n tm e t h o d sw e r eu s e df o rt h et h r e ec a t e g o r i e so fe d c s h e a d s p a c es o l i dp h a s em i c r oe x t r a c t i o n ( h s - s p m e ) a n ds o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ( s p e ) w e r e u s e df o rt h ep h t h a l a t e se s t e r ss u b s t a n c e s a n dt h ee f f e c to ft h ea b o v ed i f f e r e n tp r e t r e a t m e n t m e t h o d sh a sb e e nc o m p a p r e d h s s p m ep r e t r e a t m e n tm e t h o dw a su s e df o rp h e n o l i c sa n d s p ep r e t r e a t m e n tm e t h o dw a su s e d 如re s t r o g e n s f o rt h ed e t e r m i n a t i o n ，g c e c dw a su s e d f o rq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，a n dg c - m sw a su s e df o rq u a l i t a t i v ea n a l y s i sa sas u p p l e m e n t a r y m e t h o d p a r a m e t e r so ft h et w op r e t r e a t m e n t sa n dt h ec o r r e s p o n d i n gc o n d i t i o n so fg a s c h r o m a t o g r a p h ya r eo p t i m i z e d l i m i t so fd e t e c t i o no fd m p ，d e p ，d b pa n dd e h pw e r e o o1u g l ，0 0 2 9 9 l ，0 31g g l ，o 0 9 t g l ，r e s p e c t i v e l y t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nv a l u e s o b t a i n e dw e r ew i t h i n1 7 4 2 81 a n dt h er e c o v e r i e sr a n g e db e t w e e n8 4 l0 7 f o ra l l s a m p l e s l i m i t so fd e t e c t i o no fn pa n db p a w e r e0 0 4 r t g l ，o 0 6 1 a g l ，r e s p e c t i v e l y t h e r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nv a l u e so b t a i n e dw e r e5 4 7 6 17 a n dr e c o v e r i e sr a n g e d b e t w e e n9 1 9 5 - 1 2 1 8 5 l i m i t so fd e t e c t i o no fe 1 ，e 2 ，e 3a n de e 2w e r e0 o l g g l ， 0 0 3 9 9 l ，0 0 2 9 9 l ，o 0 3 9 9 l ，r e s p e c t i v e l y t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nv a l u e so b t a i n e d w e r e3 2 1 0 旷1 0 4 5 a n dr e c o v e r i e sr a n g e db e t w e e n8 8 一11 4 e x p e r i m e n t ss e l e c t e dn a n ji n g sl a k e s ，r i v e r sa n df o u rm u n i c i p a ls e w a g et r e a t m e n t p l a n t s w a t e ra ss a m p l e sf o ra n a l y s i s ，t h ea b o v ee d c sc a na l l b ed e t e c t e d ，a n dt h em a s s d i s t r i b u t i o no ft h e10k i n d so fe d c si si nt h ed e g r e eo fn g l “g 见a tt h es a m et i m e ，u s i n g t h em o d e lt oe s t i m a t et h ee d c s se f f l u e n tp o l l u t a n t sa n de c o l o g i c a lr i s ko fn a t u r a lw a t e ra n d s e w a g et r e a t m e n tp l a n t ，t h eo r d e ro ft h et h r e ec a t e g o r i e se d c sw a se s t r o g e n sf o l l o w e db y p h e n o l i c s ，a n dt h e np h t h a l a t ee s t e r s i tw a ss u g g e s t e dt h a te1 ，e e 2 ，b p aa n de 3s h o u l db e p r e f e r e n t i a l l yc o n t r o l l e di nm u n i c i p a ls e w a g et r e a t m e n tp l a n t k e yw o r d s ：e d c s ，d e t e r m i n a t i o n ，m o d e l ，p r i o r i t yp o l l u t a n t s i i 硕士论文水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1 绪论1 1 1 课题研究的意义及背景1 1 2 内分泌干扰素的分类2 1 2 1 酞酸酯类物质一2 1 2 2 酚类物质2 1 2 3 雌激素3 1 3 研究进展：3 1 3 1 酞酸酯类物质的研究进展3 1 3 2 酚类物质的研究进展4 1 3 3 雌激素的研究进展5 1 4 研究工作的主要内容6 2 理论部分7 2 1 样品预处理方法7 2 1 。1 顶空固相微萃取法( h s s p m e ) 一7 2 1 2 固相萃取法( s p e ) 8 2 2 衍生化试齐i j ( b s t f a ) 反应机理，9 2 3 样品检测方法9 2 3 1e c d 检测器的特点9 2 3 2e c d 检测器的原理及工作过程10 3 实验部分1 1 3 1 实验试剂及仪器设备11 3 2 标准溶液的配置1 2 3 3 水样的采集与保存，1 2 3 4 样品的预处理，1 3 3 4 ，1 酞酸酯类物质的预处理方法1 3 3 4 1 2 酚类物质的预处理方法1 4 3 4 3 雌激素的预处理方法15 3 5 样品检测】5 i i 目录 硕士论文 3 5 1 酞酸酯类物质( p a e s ) 的色谱条件15 3 5 2 酚类物质的色谱条件15 3 5 3 雌激素的色谱条件15 4 实验结果与讨论1 7 4 1 实验样品色谱图1 7 4 2 实验条件的确定18 4 2 1 酞酸酯类物质的实验条件18 4 2 2 酚类物质的实验条件2 4 4 2 3 雌激素的实验条件2 7 4 3 实验结果的讨论2 9 4 3 1 酞酸酯类物质实验结果的比较与讨论2 9 4 3 2 酚类物质实验结果的讨论3 2 4 3 3 雌激素实验结果的讨论：3 3 5 天然水体和污水处理厂出水中内分泌干扰素的影响。3 5 5 。1 内分泌干扰素对地面水影响判定模型3 5 5 1 1 内分泌干扰性3 5 5 1 2 生态风险分析一3 5 5 1 3 内分泌干扰素对地面水影响的判定3 7 5 2 实际水样的检测一3 8 5 2 1 实际水样的来源3 8 5 2 2 实际水样的处理和检测3 9 5 3 结果与讨论一4 0 5 3 1 城市污水处理厂中内分泌干扰素的去除率4 0 5 3 2 实际水样的内分泌干扰性4 1 5 3 3 实际水样的生态风险4 3 5 3 4 地面水中内分泌干扰素控制优先性分析4 5 6 结论4 8 致谢5 0 参考文献5 1 i v 硕士论文水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 1 绪论 1 1 课题研究的意义及背景 随着工业的发展，科技的进步，世界上每年有1 0 0 0 多种新的化学化合物进入市场， 造成水体中污染物的种类和数目不断增加，这些化学污染物大多数是有毒有害的【l 。2 】。 科学研究表明，一些有毒污染物往往难以降解，并具有生物累积性和三致作用或慢性毒 性p j 。本研究意在对其中相当有代表性的一类污染物内分泌干扰素( e d c s ) 进行监测 和分析。 内分泌干扰素是一种外源性化学物质，对生物体产生、代谢、排泄和结合荷尔蒙有 一定影响，主要表现在会干扰生物体调节自身的生殖发育和维持自身的稳定性上【4 。 e d c s 主要包括工业化合物、固醇类激素、表面活性剂和食品添加剂p j 。内分泌干扰素对 环境的影响在水生生物中表现较为突出，水生生物雌雄同体的现象偶有发生，水生生物 雌性化更是常见，这些异常现象均预示着在天然水体中存在内分泌干扰素，并通过大量 实验得到了证实巾圳。 生活污水和工业废水是水环境中e d c s 的主要来源，因而城市污水处理厂对于控制、 阻断e d c s 进入到地面水中发挥了重要的作用p j 。但是，相关研究表明，城市污水处理厂 出水 e d c s 拘浓度仍在n g l 级别到“g l 级别，说明污水处理厂对e d c s 的去除效果十分 有限【1 0 - 1 1 1 。对造成上述情况的原因进行分析，现有城市污水处理厂的工艺流程和运行过 程仅仅考虑到一些常规污染物的去除，如氮、磷、c o d 等，并没有针对e d c s 的有效去 除环节，导致e d c s 随污水厂出水排出，对环境造成影响 12 i 。因此，地面水中内分泌干 扰素的主要来源是城市污水处理厂1 1 3 j 。 因此，将天然水体和城市污水处理厂作为研究对象，查明其中内分泌干扰素的存在、 迁移和转化情况，开发针对内分泌干扰素的去除技术和工艺，对预防大量内分泌干扰素 进入环境有着重要的意义。然而，由于内分泌干扰素种类繁多，在当前条件下不可能一 并地对所有内分泌干扰素开展研究和控制，需要根据内分泌干扰素在地面水中的存在状 况和现有污水处理工艺的去除效果对控制优先性加以分析。本研究意在对天然水体和城 市污水处理厂出水中内分泌干扰素浓度分布情况进行研究，对多种内分泌干扰素分别建 立切实可行的预处理及分析方法，归纳多种内分泌干扰素的出水浓度水平，了解污水处 理工艺对其的去处效果，并利用模型对各物质的内分泌干扰性和生态风险进行比较分 析，评判其对环境造成的影响。 1 绪论 硕士论文 1 , 2 内分泌干扰素的分类 天然水体和城市污水处理厂出水中 t , j e d c s 有很多种，根据其在中国城市污水处理 厂二级处理出水中的存在状况f 1 4 _ 2 4 1 ，一般分为三大类共10 种。主要包括酞酸酯类物质 邻 苯二甲酸二甲酯( d m p ) 、邻苯二甲酸二乙酯( d e p ) 、邻苯二甲酸二丁酯( d b p ) 、邻苯二甲 酸- 二( 2 - - 乙基己基) 酯( d e h p ) ；酚类物质 壬基酚( n p ) 、双酚a ( b p a ) ；以及雌激素【雌酮 ( e 1 ) 、1 7 - 1 3 - 雌二醇( e 2 ) 、雌三醇( e 3 ) 及人工合成的乙炔基雌二醇( e e 2 ) 】。 1 2 1 酞酸酯类物质 邻苯二甲酸酯类( p a e s ) 化合物作为一种常见的增塑剂被广泛应用，很容易通过塑料 或塑料制品扩散到外环境中，并最终汇入污水处理厂中【26 | 。虽然当人类误食或通过其他 途径摄入p a e s 后并不会急性中毒，但那些潜在的影响是巨大的，可以说p a e s 的慢性毒 性相当大，这主要表现在会使生物的发育异常、存活率降低，对人类来说使人体体重骤 减、血红细胞减少、肝肾功能下降等；同时，p a e s 还具有致畸性和致癌性，实际是非常 不安全的【2 7 1 。目前被广泛使用的p a e s 约有1 4 种，不同机构和国家对其优先控制的名单 略有差别。其中，我国的黑名单为d m p 、d b p 并t 1 d o p 等3 种；欧盟的黑名单为d b p 、b b p 、 d e h p 、d n o p ( 邻苯二甲酸二正辛酯) 、d i n p ( 邻苯二甲酸二异壬酯) 、d i d p ( 令 3 苯二甲酸 二异癸酯) 等6 种；日本的黑名单为d e p 、d b p 、d e h p 、b b p 、邻苯二甲酸环己二酯( d c h p ) 等5 种 2 8 - 3 0 1 。 1 2 。2 酚类物质 环境中的烷基酚( a l k y l p h e n o l ，a p ) 包括壬基酚( n o n y l p h e n o l ，n p ) 和辛基酚 ( o c t y l p h e n o l ，o p ) ，主要来源于烷基酚和烷基酚聚氧乙烯醚( a k y l p h e n o lp o l y e t h o x y l a t e s ， a p 胛e 0 ) 的生物降解【3 。a p 砸o 和双酚a ( b p a ) 是工业生产中的常见物质，它们可以通过 加工生成酯类如环氧树脂，并进一步合成为塑料。除此之外，橡胶厂、纺织厂、皮革厂、 造纸厂和洗涤剂制造厂等也需要它们做原料。大量研究表明，我国的天然水体和一些污 水处理厂出水中也存在该类物质。目前，a p n e o 世界年产量约为5 0 1 0 4t ，我国产量大 约为5x 1 0 4t 。其中，壬基酚聚氧乙烯醚( n p n e o ) 约占8 0 ，其余为辛基酚聚氧乙烯醚 ( o p n e o ) 3 2 1 。a p n e o 通过在废水处理厂或环境中的初级降解反应会生成更难降解的短链 a p 胛e o 和a p 如n p 、o p 和1 3 聚氧乙烯醚( n p e 0 1 、n p e 0 2 署h n p e 0 3 ) 3 3 o 这些小分子代 谢产物的毒性和生物累积性更强，并更容易富集在各类沉积物上。其中，特别有代表性 的是壬基酚，在大型蚤4 8 d , 时急性毒性实验中，n p 的半致死质量浓度为1 9 0 9 9 l ，而 n p e 0 9 的半致死质量浓度为1 4 0 0 0 g l ，n p 的毒性l l n p e 0 9 高出了7 0 倍；同时n p 还可 以和雌激素受体结合，能扰乱生物体内分泌系统，具有类激素的性质 3 4 - 3 5 1 。 2 硕士论文水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 1 2 3 雌激素 雌激素可以分为天然雌激素和人工合成雌激素两种，天然雌激素主要包括雌酮( e 1 ) 、 雌二醇( e 2 ) 和雌三醇( e 3 ) 等，人工合成的雌激素主要包括乙炔基雌二醇( e e 2 ) 。天然雌激 素是调节内分泌、维持雌性个体生理特征的有效物质，因此经常被添加到护肤品中，以 达到增加皮肤弹性、延缓皮肤衰老的目的1 36 | 。人工合成的雌激素是调节内分泌的药物的 主要成分，例如，e e 2 常被添加到避孕药中。这些雌激素不能直接进入到环境中，它们 一般是通过人或动物的排泄物来污染环境的，这些排泄物被天然水体或污水处理厂中的 微生物大量降解，由没有活性的物质转变成有活性的雌激素 3 7 , 3 8 。随着使用护肤品、化 妆品、含雌激素类药物量的不断增加，在环境中循环的雌激素量也大幅提高。雌激素可 以通过食物链在生物体内富集，人类食用了被污染的水生生物导致体内雌激素过量，进 而引发一系列生殖系统和内分泌系统的疾病，严重者还出现过雌雄同体现象1 3 引。同时， 雌激素的可怕之处还在于，只需要很少剂量就会对生物体造成较大影响，如，1 1 0n g l 的e 2 就会使雄性鱼类出现雌性化现象。 1 3 研究进展 1 3 1 酞酸酯类物质的研究进展 e l e f t e r i ap s i l l a k i s 4 0 】于2 0 0 3 年4 月利用固相微萃取结合气相色谱质谱联用( g c m s ) 技术对水中的6 种p a e s 进行了检测，固相微萃取的萃取温度为5 0 ，并向待测溶液添加 了氯化钠以促进有机物挥发。实验结果表明，总邻苯二甲酸酯的浓度为2 4 0 p g l ，利用 固相微萃取的预处理方法将6 种p a e s 富集，并用g c m s 检测，6 种p a l e s 的标准曲线线性 良好，相关系数均在0 。9 9 8 3 - - - 0 。9 9 9 2 f 司，方法检出限为0 ，2 4 a g l - - - 0 。9 3 9 9 l 。该方法是检 测多种邻苯二甲酸酯类化合物的有效手段。 v i t a l im 等【4 1 】采用固相萃取的预处理方法结合g c m s 法测定水中的邻苯二甲酸酯。 首先用二氯甲烷萃取0 5 l 淡水样品中的待测组分，然后通过无水硫酸钠对萃取液进行脱 水处理，经过上述步骤浓缩后，定量转移至小剂量的刻度管，并用氮气缓慢吹干，最后 用异辛烷定容至l m l 待测。 吴平谷、韩关根【4 2 】取自来水厂源水和出水各1 l ，加入5 0 m l 一- 氯甲烷振荡萃取有机 物，萃取液过无水硫酸钠脱水，利用旋转蒸发仪蒸发至干。用5 m l 乙醇将蒸发的残渣溶 解，进一步离心后进行g c m s 分析。 龙成生等【4 3 】对于污水底质中的邻苯二甲酸酯类物质进行了测定，主要采用了超声提 取一气相色谱法。污水底质经过风干、研磨、过筛后，进行两次1 0 m i n 超声提取，提取液 为1 0m l 一定配比的二氯甲烷丙酮，对过滤后的提取液进行氮吹浓缩，并用正己烷溶剂 置换，所得溶液经过氧化铝柱净化，并以一定配比的乙醚正己烷洗脱；净化后的提取液 l 绪论 硕士论文 用气相色谱电子捕获检测器( o c e c d ) 检测，可测出4 种邻苯二甲酸酯类物质( d m p 、 d e p 、d b p 和d e 唧) 。在优化的条件下，4 种p a e s 的检出限均在0 6 2 - - 1 2 1 9 k g 之间，相 对标准偏差在0 0 5 - - , 9 6 5 之间，回收率在8 8 1 0 1 之间。并用此方法对实际水样 进行了测定。 林兴桃等【删对水中8 种邻苯二甲酸酯类化合物进行了测定，主要采用了h l b 固相萃 取柱和反相液相色谱法。在确定萃取条件时采用了正交试验的方法，固相萃取条件为： 洗脱剂中甲醇和乙醚的配比为1 ：1 9 ，洗脱速率和洗脱体积分别为1 0 m l m i n 并h 9 m l ，清洗 剂中甲醇和水的配比为1 ：1 9 。8 种物质相关系数均大于0 9 9 9 ，检出限为o 1 0 9 9 l 0 6 2 j a g l ，加标回收率为7 5 1 - - - , 1 1 5 5 ，相刘标准偏差为0 9 , - - , 2 2 。同时对废水中 邻苯二甲酸酯类化合物使用该方法进行测定，可检出4 种p a e s ，分别是d e p 、b b p 、d b p 和d e h p 。 1 3 2 酚类物质的研究进展 乔玉霜等【3 1 对我国北方某城市的4 座典型污水处理厂中的污泥进行了检测，预处理 方法采用超声萃取后过c 1 8 d , 柱以达到分离、富集和净化的效果，并在柱前进行衍生， g c m s 检测。针对不同工艺流程段污泥中的酚类物质的检测结果显示：烷基酚、烷基酚 聚氧乙烯醚和双酚a 普遍存在于城市污水处理厂污泥中，辛基酚和双酚a 一般低于检出 限。所有污泥样品都能检测到壬基酚，其浓度范围为1 0 0 , - - - 1 2 8 4 5 r a g k g 1o 不同类型的 污泥中壬基酚存在形式不同，消化污泥和浓缩污泥中以壬基酚为主，活性污泥中则已分 解为壬基酚单氧乙烯醚和壬基酚二氧乙烯醚。整体规律体现出，酚类物质在城市污水处 理厂污泥中会逐渐减少。 侯绍刚等1 3 2 】对北方4 个城市的污水处理厂中的壬基酚聚氧乙烯醚( n p n e o ) 进行了检 测，水样采集自污水处理厂进水口和出水口，并对其中2 个污水处理厂的污泥进行了分 析。主要采用固相萃取法结合正相高效液相色谱荧光法进行检测，水样采集后加入体 积比为1 的甲醛后再运输至实验室，对于不能马上测定的样品需在4 下冷藏保存。方 法的检出限为：n p 和n p l e 0 ，0 0 1 肌；n p 2 - - 3 e o ，o 0 2 1 t g l ；n p 4 - - 1 2 e o ，0 0 5 “g l ( 采 样量为1 l ) 。通过上述方法测出了城市污水处理厂污水和污泥中壬基酚聚氧乙烯醚的浓 度及分布，并对n p n e o 的迁移转化规律进行了初步探讨。 李向丽等【4 5 】应用固相微萃取衍生化结合g c m s 技术，对珠江口地区天然水体中3 种 酚类内分泌干扰素( p e d g s ) ：壬基酚( n p ) 、辛基酚( 0 p ) 和双酚a ( b p a ) 的质量浓度分布进 行了调查。柱升温程序为：初始温度5 0 。c ( 4 r a i n ) ，以2 0 m i n 升至1 4 0 ( 1 m i n ) ，再以 1 0 m i n 升至2 8 0 ( 3 m i n ) 后自动升温至3 0 0 ( 2 m i n ) ；进样口温度为2 8 0 ，无分流进样， 5m i n 后打开分流阀；气相色谱和质谱的接1 5 1 温度是2 8 0 。c ；质谱采用选择离子扫描( s 1 m ) 的工作模式；电子撞击能量为7 0 e v 。具体试验方法为：在4 m l 带聚四氟乙烯瓶盖和硅胶 4 硕士论文 水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 隔垫的棕色螺纹样品瓶中加入3 m l 待测溶液，调节p h 至m j 2 0 ，并加入氯化钠促进解析， 以1 2 0 0 r m i n 的速率搅拌，萃取温度和萃取时间分别为2 5 吞b 6 0 m i n ；为避免样品挥发性 差需进行衍生，将已吸附有机物的萃取头插入样品瓶中，样品瓶内装1 0 0 此硅烷衍生化 试剂r s t f a ，2 5 衍生5 r a i n ，然后迅速将萃取头插入气相色谱的进样口解析，得至t p e d c s 准确质量浓度。 程爱华等【4 6 j 采用固相萃取柱前衍生结合g c m s 的方法对水中酚类物质进行了研究， 其中所使用的固相萃取小柱为e n v i c h r o mp 固相萃取小柱，衍生化试剂为b s t f a 。通 过正交试验进行优化，得到最佳固相萃取条件为：水样流速5 m l m i n ，洗脱剂为二氯甲 烷，洗脱速率和洗脱剂体积分别为o 5 m l m i n 矛h 6 m l 。最佳衍生化条件为：b s t f a1 0 0 p , ， 6 0 ，反应时间3 0m i n 。结果表明，双酚a 、五氯酚、2 , 4 二氯苯酚、4 壬基酚、雌二醇、 雌三醇、雌酮、炔雌二醇的回收率在8 2 4 1 0 1 9 ，检出限为0 0 1 0 0 6 叽。 1 3 3 雌激素的研究进展 阳春等【47 针对雌激素在水样中难以保存的特性，对城市污水处理厂进出水中的雌激 素的保存方式进行了研究，并检测出污水q h e l ，e 2 弄h e e 2 浓度的变化规律。研究显示： ( a ) 4 避光保存，e 1 在进出水中降解率分别为2 2 和1 4 ，e 2 的降解率分别为3 4 矛i i 2 6 ，e e 2 的降解率分别为4 和2 ；( b ) 采用英国环保署常规有机污染物保存方法：40 c 避光保存，p h = 2 ，e 1 在进出水中降解率分别为8 军1 1 4 ，e 2 的降解率分别为2 0 和1 7 ， e e 2 的降解率分别为4 和1 ；( c ) 在水样中加入c u ( n 0 3 ) 2 抑制剂至2 5 0 m g l ，并用h c i 调节至p h = 3 ，在低于1 0 c 避光保存，可保证e 1 、e 2 和e 】三2 在1 5 天内损失 3 。因此，为 保证对水样中雌激素检测的准确度，一般对雌激素需采用方式c 保存水样。 陈彤等【3 9 】建立了测定海水中e l 、e 2 和e 3 的固相萃取结合高效液相色谱串联质谱的 分析方法。样品的预处理方法为固相萃取，高效液相色谱的流动相为乙腈配l l 0 1 氨水， 使用梯度洗涤的方法，流速和运行时间分别为o 2 m l m i n 年f 1 1 0m i n 。质谱采用负离子扫描 模式，定量的碎片离子分别是：雌酮( 2 6 9 0 2 1 4 4 9 9 ) 、雌二醇( 2 7 1 0 4 1 8 2 9 6 ) 、雌三醇 ( 2 8 7 0 3 1 7 0 9 4 ) 。仪器检出限均为0 0 0 1 n g ，方法检出限均为0 2 n g l 。回收率分别是7 8 o 11 0 0 ，8 2 2 1 0 3 2 ，7 6 4 - 9 5 1 。该方法是海水中雌激素类物质检测的一种有效 途径。 龚剑等郴j 运用固相萃取结合g c m s 的方式对珠江广州河段表层水中雌激素化合物 的污染状况进行了研究。采样器为不锈钢桶，所采样品保存于干净棕色瓶中，经玻璃纤 维滤膜( 0 7 1 a m ，4 5 0 。c 灼烧4 h ) 过滤购除去颗粒物，再用盐酸调节样品p h 值到2 3 ，于4 c 保存。将1 l 添加了一定量回收率指n 匕_ a 刊m 物( b p a d 1 6 矛d e 2 j 3 c 2 ) 的水样，以8 1 0 m l m i n 1 的速度通过s p e 柱( o a s i sm 出) ，再用1 0 m l 水甲醇溶液( 1 ：9 ) 洗柱。s p e 柱真空干燥2 0 3 0 m i n ，然后用1 0 m l 乙酸乙酯进行洗脱，洗脱液经无水n a 2 s 0 4 脱水后用温和n 2 缓慢吹干， 1 绪论硕士论文 然后；9 n z , 5 0 r d l 酸乙酯和1 0 0 t l n 甲基2 2 ( - - - 甲基硅烷基) 三氟乙酰( m s t f a ) ，在7 0 下反 应3 0 m i n 。冷却至室温后加入一定量的内标( t e r p h e n y l d 1 4 ) ，最后用乙酸乙酯定容至2 0 0 9 l ， 进行g c m s 分析。进样口温度为2 5 0 ，程序升温：初始温度为5 0 ，保持l m i n ，然后 以2 0 m i n l 升至2 0 0 ，再以3 m i n 升至2 8 0 并保持2 m i n ，最后以3 0 m i n 升至2 9 0 并保持5 m i n 。结果表明，在所有样品中均检测出了双酚a ( b p a ) 和雌酮( e 1 ) ，其浓度范围 分别为9 7 9 - - 5 4 0 6 n g l 。( 中值为1 4 5 9n g l 。1 ) 和2 5 8 2 n g l _ ( 中值为4 5n g l 一) 。 1 4 研究工作的主要内容 ( 1 ) 样品采集 采集南京市的湖泊和河流及南京市多家污水处理厂进水口水样、出水口水样，针对 不同类内分泌干扰素的性质，确定适宜的采样方式和样品保存方式，保证样品分析的准 确性。 ( 2 ) 样品预处理 根据三大类内分泌干扰素的不同性质，确定预处理方法( 固相微萃取法和固相萃取 法) ，对是否需要添加内标物和衍生化试剂等进行探讨，对预处理方法的条件参数进行 优化，用优化后的方法预处理采集到的样品。 ( 3 ) 样品分析 确定气相色谱一电子捕获检测器( g c e c d ) 在目前的仪器状况下，针对不同类内分泌 干扰素的检测方法的优化参数，用优化后的方法分析检测预处理后的样品，分别绘制三 大类e d c s 的标准曲线，分析检出限、精密度、准确度，并对实际水样中e d c s 的浓度 进行检测。 ( 4 ) 模型估算内分泌干扰素对环境造成的影响 归纳多种内分泌干扰素在天然水体和污水处理厂出水中的浓度水平，了解污水处理 工艺对其的去处效果，并利用模型对各物质的内分泌干扰性和生态风险进行比较分析， 判断优先控制污染物，评判其对环境造成的影响。 6 硕士论文 2 理论部分 2 1 样品预处理方法 水中典型内分泌干扰素的分析方法及风险评价研究 2 1 1 顶空周相微萃取法( h s s p m e ) 顶空固相微萃取( h s s p m e ) 是利用s p m e 萃取头在气提瓶中水样的上部空间吸附 萃取挥发性有机化合物。s p m e 萃取头是由聚二甲基硅氧烷( p d m s ) , 聚乙二醇( c a r ) 、 - - 7 , 烯基苯( d v b ) 等按一定配比构成的聚合物吸附剂均匀涂覆在l c m 或2 c m 长的熔融 石英纤维表面构成，其固定在由不锈钢制成的活塞上，活塞安装在固相微萃取针的手柄 内，可以控制针前的萃取头在手柄中来回伸缩。 s p m e 的萃取头不用时保存在针筒的手柄内，当需要萃取样品时，主要有三种方法： 一是将萃取头直接浸渍在水样中，二是将萃取头悬于水样上部空间，三是萃取头通过一 个选择性的膜与样品隔离。一般经过2 m i n - 3 0 m i n 的萃取时间后，待测组分可在萃取头 上达到平衡吸附，实现了对有机物的富集。萃取结束后，将萃取头收回手柄内，将固相 微萃取针直接插入气相色谱的进样口，推出萃取头，已萃取的有机物在高温下会解吸出 来并随着载气进入气相色谱。示意图如图2 1 ，2 2 所示。 图2 1 固相微萃取装置 1 萃取头；2 熔融石英纤维 f i g u r e2 1d e v i c e so fs p m e 1 - e x t r a c t i o nh e a d2 - m e l t e dq u a r t zf i b er 固相微萃取示意图 图2 2 固相微萃取示意图 f i g u r e2 2d i a g r a mo fs p m e 7 曝留霞导r荆 v e li-_iiii_il-liil工、111jq111，jj - o 钉门且幽鼬例n圈闲frl稚 2 理论部分 硕士论文 为了提高萃取的效果，可以通过以下几种方法改进：( 1 ) 搅拌。搅拌有利于建立萃取 平衡，可以加快物质的扩散速度和促进样品的均一化。( 2 ) j j n 无机盐。在水溶液中加入氯 化