刘早耀

（广东新创华科环保股份有限公司，广东 东莞 523000）

水环境分析监测的目的，是掌握水环境实时资料信息，为制订政策标准提供支持，也是开展预测、规划、评价、管理等活动的依据[1]。有毒有机物是造成人体中毒、环境污染的有毒物质，常见的为有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、含磷有机物、含氮有机物等。虽然这些物质在水体中的含量不高，但残留时间长，在蓄积作用下危害不断增大。近年来，随着我国农业与工业的快速发展，未经处理或处理不合格的有机废水排放量也在增加，进入水体会对水环境造成污染。

1 有毒有机物的特性和危害

1.1 有毒有机物的特性

1.1.1 残留性

以多氯联苯、滴滴涕为代表的有毒有机物，在自然条件下，对光降解、化学分解、生物代谢的抵抗性强。这些物质进入水体、土壤等环境中，很难被有效降解，留存时间长达数年、数十年甚至上百年。

1.1.2 蓄积性

从现有研究结果看，多数有毒有机物具有高脂溶性、低水溶性特征，很容易在沉降物、生物脂肪组织中蓄积，即通过周围的媒介物质，有毒有机物会富集到生物体内，再通过食物链放大毒性作用，对周围的环境及生物造成长期性的毒害。

1.1.3 高毒性

有毒有机物的分子结构中，存在具有危害性的官能团，会对生物组织的功能造成抑制或破坏。在水环境中，虽然有毒有机物的含量低，通常为ppb级、ppt级，但即使在低浓度范围内也会严重影响生物体的健康，这就对有毒有机物的监测、处理工作提出了更高要求。

1.2 有毒有机物的危害

有毒有机物的危害主要表现在两个方面：一是进入环境后，在残留性、蓄积性的作用下，其浓度不断增高，对生态环境的平衡造成破坏。二是有毒有机物进入动物、植物和人体内，会产生遗传毒性，具有致癌、致畸、致突变效应，影响生物的健康[2]。

2 水环境中有毒有机物的生物毒性测试

水环境中的有毒有机物种类多、数量大，常用的水质污染指标只能反映单一因子的影响，无法反映出对生物、生态系统的影响。在此背景下，生物毒性测试作为化学分析法的补充手段被广泛应用。

2.1 急性细胞毒性的测试

鱼类对水环境的生物、物理、化学性质变化非常敏感，因此鱼类毒性试验成为水质评价的常规方法，可反映出水体的污染状况及污染物的联合毒性。通过鱼类毒性试验，还能测定工业废水的毒性，作为水体卫生综合评价的重要指标。相较于体内动物试验，细胞毒性试验的优势在于操作简单、耗时短、成本低、可重复进行[3]。例如四唑盐法（MTT）、中性红染色法（NR），均是定量检测细胞毒性的有效方法。

2.2 芳香烃受体效应的毒性测试

生物标志物是衡量生物对环境污染物或者偏离正常情况下的暴露及效应的生物指标，具有特异性和广泛性。以细胞色素P450酶系为代表，目前在毒性学研究中运用广泛，如乙氧基异酚恶唑酮反应（EROD）、酶联免疫印记（ELISA）、单克隆抗体技术等。在水环境有毒有机物监测中，利用P450可对多氯联苯、多环芳烃、二噁英等进行体外细胞培养、体内活性测试。

2.3 内分泌干扰效应的毒性测试

内分泌干扰物是有毒有机物的一种，通过干扰生物体的内分泌、神经和生殖系统，会带来免疫疾病，提高癌症发病率。对内分泌干扰物进行检测分析，主要分为活体分析、离体分析两种。前者是观察该物质对动物的免疫、甲状腺、生殖系统的影响并进行评价，优点是结果准确，缺点是费时费力，不利于大范围推广。后者可采用雌激素受体竞争抑制法、重组基因酵母法、卵黄素诱导法等，优点是操作简单、快速、成本低，适用于批量筛检。

3 水环境有毒有机物分析监测的质量控制措施

在水环境有毒有机物分析监测中，影响检测结果的因素较多，例如监测环境、监测技术、人为活动等，任何一个环节出现问题，均可能导致检测结果失真。因此，质量控制必须遵循全过程、全方面的原则。

3.1 水样采运的质量控制措施

3.1.1 采样设备的选择

采集水样时，有毒有机物的种类复杂多样，尤其是内分泌干扰物（如双酚A、钛酸酯等）在水环境中广泛存在，所以必须合理选择采样设备。具体要求如下：

①采样器、储样瓶、前处理器皿等，均要使用玻璃或不锈钢材质，不能使用塑料或橡胶材质。

②采样器和储样瓶在使用前要进行彻底清洗，清洗流程为：铬酸洗液浸泡→清水冲洗→蒸馏水冲洗→甲醇溶剂淋洗。

③储样瓶优先选择硼硅玻璃或棕色玻璃。

3.1.2 采样与运输方法

采样时，应对有毒有机物进行分类，包括挥发性、半挥发性两种。其中，采集挥发性有毒有机物样本时，要求水样充满样品瓶，不能存在气泡；采样后要及时使用盖塞封闭，禁止接触空气。在运输保存过程中，要保证外界环境不会产生二次污染，并在规定时间内尽快完成检测；如果不能及时检测，样本要低温、避光保存，保存方法详见表1。

表1 常见有毒有机物的采样和保存方法

3.1.3 采集质控样

质控样可以反映出采运过程的变化和引入的污染，包括现场空白样、平行样、现场加标样等。采集质控样的要求包括：①在空白样中，待测物的浓度要低于方法检出限。②现场空白样与实验室空白样的检测结果不能有明显差异。③平行样与实验室内平行样的检测精密度不能有明显差异。④一般情况下，待测物的加标回收率应控制在70%～130%[4]。

3.2 实验室内的质量控制措施

3.2.1 试剂的选择

在实验室内检测有毒有机物时，常用的试剂包括高纯水、有机试剂两大类。其中，高纯水最好使用经石英玻璃蒸馏出来的重蒸馏水，不能含有干扰测定的杂质，或杂质含量小于待测物的方法检出限。在选择有机试剂时，先要进行检验，按照样品分析条件分析2次，看是否存在影响待测物分析的杂质。

3.2.2 仪器校核

第一，检查仪器的运行情况，检查进样口是否漏气、进样垫是否完好、衬管是否整洁，色谱峰形是否正常等。第二，校准仪器性能，使仪器处于受控状态。以挥发性有机物为例，在采用气相色谱-质谱法（GC/MS）检测时，每12 h使用4-溴氟苯溶液进行检验分析，满足表2的要求。

表2 4-溴氟苯的离子丰度值要求

3.2.3 内标定量

对于样品量小、分析组分简单的待测物，可采用外标定量法。对于样品量大、组分较多的待测物，宜采用内标定量法，对检测过程中的变量进行控制和校正，如温度漂移、进样量等指标。常用的内标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。以挥发性有机物为例，溴氯甲烷、1,4-二氟苯是常用的内标物。结合实践，采用GC/MS法进行监测，能在色谱上分离共流出物，避免内标物受到待测物、基体干扰物、回收率指示物的影响[5]。

3.2.4 回收率指示物

回收率指示物在待测样品中并不存在，但在预处理、分析过程中，其性质与待测组分相近。样品制备前要加入回收率指示物，分析时计算回收率大小，用来判断该方法对待测物的检测准确性，一般要求回收率在70%～130%。

3.2.5 标准曲线校核

标准曲线用来描述待测物的浓度/数量与测量仪器响应值之间的定量关系，一般选择4～6个浓度的标准溶液测定，绘制标准曲线，并得到回归方程。对标准曲线进行连续校核，是为了判断它的持续有效性。如果分析时间超过24 h，或样品超过一定数量，此时就要进行校核。操作方法如下：取中间浓度的标准溶液1 μL，将其注入仪器进行分析，计算待测物与回收率指示物的偏差，要求偏差≤30%。如果几次校核中偏差均＞30%，说明该标准曲线的持续有效性较差，应重新绘制。

3.2.6 方法检出限（MDL）

MDL是在一个给定的置信度内，从样本中检出某个成分的最小浓度或数量。具体方法是：使用高纯水制备10个低浓度的加标空白样，加入回收率指示物，该浓度与实际分析时的浓度保持一致。然后按照检测流程进行分析，得到待测物浓度，MDL的计算公式是：

式中，表示自由度为、置信度为99%时的值，表示重复分析的标准偏差，表示重复分析次数。

得到的MDL，应该满足式2的条件：

式中，表示加标浓度。经计算，如果MDL不满足式2的要求，说明加标浓度不合适，此时应重选加标浓度，再进行平行空白实验，从而得到MDL。

3.2.7 精密度和准确性

制备平行空白样后，检测出的浓度均在标准曲线范围内。制备加标空白样时，若是挥发性样品，需进行吹脱、吸附、解吸等处理流程；若是半挥发性样品，需进行富集、脱水、浓缩等处理流程。精密度和准确性也是质量控制的关键指标，前者反映出相对标准的偏差大小，后者反映出与真值的平均相对误差。一般情况下，待测组分和回收率指示物的准确性在70%～130%，精密度要＜30%，但也有例外情况，出峰较早的组分、最后出现的高沸点组分，这两者的精密度和准确性会更高一些，准确性在80%～120%，精密度＜20%。

3.3 实验室间的质量控制措施

实验室间的质量控制，是实验室自行组织的与外部实验室之间的比对试验，由技术负责人根据本实验室的能力，与外部实验室做同样参数的检测项目比对，尽可能选择相同的检测方法[6]。一般情况下，使用再现性表示外部控制的精密度，即在不同实验室、用相同的方法和样品进行多次测定，看检测结果的符合程度，从而发现实验室内部不易核对的误差来源。室间质控项目主要包括：①客户投诉项目；②新开展的检测项目；③无法溯源的仪器设备检测项目；④使用非标准检测方法的项目；⑤其它技术水平要求较高或有必要的检测项目。

4 结语

综上所述，有毒有机物具有残留性、蓄积性、高毒性的特性，会造成环境污染和生物危害。针对水环境中的有毒有机物，文章介绍了常用的生物毒性测试方法，从水样采运、实验室内、实验室间三个方面阐述了质量控制措施。希望为实际工作开展提供借鉴，提高检测结果的可靠性。