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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2012-11-28

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关键词：分析方法研究进展双酚酚检测环境水样

双酚A广泛用于合成聚碳酸酯(PC)、聚砜和环氧树脂（EP）等，随着工业及现代包装业的快速发展，工业废水排放量逐年增加，双酚A通过各种途径进入到水环境中，对环境生物以及人体健康带来影响，干扰生物体内正常激素的分泌，所以对水体以及环境水样中双酚A的检测研究成为热点。本文综述了近几年来环境水体中双酚A的预处理技术，以及检测分析方法，并对双酚A的理化性质及毒性进行简单的介绍。

1. 双酚A的理化性质

双酚A（Bisphenol，简称BPA)又名2，2-双（4-羟基苯基）丙烷，在巯基乙酸、含氯乙酸、氢氧化钡等催化剂或离子交换树脂存在下，由苯酚和丙酮经缩合、蒸馏、过滤、干燥制成。纯双酚A为白色至淡褐色粉末或片状晶，具有酚气味及苦味，分子量228，比重1.19 ，熔点156～158℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮及碱性溶液。主要用于制备环氧树脂（约占 65%）和聚碳酸酯（约占35%），其钾盐或钠盐是生产聚砜的原料，少量用作橡胶防老剂。双酚A在环境中主要存在于水体、污泥及沉积物中，由于它属于难挥发性化学物，故在大气中的存在性很小。释放到环境中的双酚A除了与水体混合外，还经历悬浮物、沉积物或污泥的吸附、光降解、生物降解等过程，这些过程直接影响到双酚A在环境中的存在状态及其生态和毒理效应。

2. 双酚A的毒性

双酚A是低毒性化学物质，大鼠经口径半数致死剂量(LD50)为3250mg/kg，吸入LD50为0.02%，小鼠经口径LD50为2400mg/kg。在生产和日常生活中，人们可以通过皮肤、呼吸道、消化道等途径接触，双酚A对皮肤、呼吸道、消化道和角膜有中等强度刺激性[1]。除此一般毒性外，国内外很多试验都证明双酚A是一种内分泌干扰素，对雄性生殖系统有一定的损害，具有内分泌干扰物作用，可能会引起性早熟，对胚胎也会有一定的影响，由于双酚A 的化学结构和雌激素相似，因此具有雌激素活性，进入生物体后可以竞争性结合雌激素受体，并且双酚A 还有抗雄激作用。在低浓度长时间暴露的情况下，双酚A就可以对原代和子代生殖系统及其发育、对脑和神经系统、免疫系统等有不良影响，能够致癌、致畸、致突变。

3. 样品预处理技术

目前对环境水样中双酚A预处理一般采用液-液萃取、微波辅助萃取、固相微萃取、索氏提取、溶剂提取、加速溶剂萃取、固相膜萃取、固相柱萃取、超声波萃取、超临界流体萃取、分子印证技术等方式，重点讨论前三种预处理方式。

液-液萃取是一种传统的样品前处理方法，主要是根据液态样品中各组分在萃取试剂中溶解度的差异实现目标物质与基质的分离，其萃取效率取决于目标物在两相间的化学势差异。李鱼等[2]利用该技术研究了模拟废水中痕量双酚A的浓缩富集预处理，取得较理想的结果。

微波辅助萃取是指利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程。该方法具有快速、高效、节省溶剂、环境友好等优点。Liu等[3]利用微波辅助萃取技术研究了对河流沉积物中双酚的萃取效果，以甲醇作为萃取溶剂，在110℃条件下萃取15min可以达到最大的萃取效果。

固相微萃取技术是一种集萃取、浓缩、解吸、进样于一体的样品前处理技术。该技术是在纤维细丝的表面均匀涂布吸附层作为萃取头，将其插入到密闭体系溶液中进行萃取，完成后可以不经过处理，直接在气相色谱仪上进行解吸、进样。目前，以多孔的聚砜中空纤维为载体，功能化聚合物 (羟基化的聚甲基丙烯酸酯)为吸附层的新型固相微萃取技术在海水中痕量双酚A的萃取中已经有了应用[4]。

4. 双酚A的检测方法

目前，环境水样中双酚A主要检测方法有分光光度法和荧光法、毛细管电泳法、气相色谱法、气-质联用法、液相色谱法、液-质联用法、电化学分析法、酶联免疫法等检测。

4.1  分光光度法

化学发光分光光度是基于分子发光强度和被测物含量之间关系建立的分析方法,流动注射是指在非热力学平衡条件下,在流动中重现处理试样或试剂区带的定量流动分析技术,将流动注射与化学发光相结合的分析方法具有分析速度快,易于实现自动化等特点[5]。分光光度法主要包括催化动力学分光光度法、结晶紫分光光度法、紫外分光光度法、抑制动力学光度法等。

    李学锋等[6]利用在碱性条件下，鲁米诺和过硫酸钾能产生稳定的发光信号，而双酚A的存在能够明显抑制发光信号的强度。由此建立测定微量双酚A的流动注射化学发光分析方法。双酚A的浓度在9.0×10-9～1.0×10-5 mol/L范围与相对化学发光强度（△I）呈线性关系，线性方程为△I＝471.363×CBPA＋62.607，相关系数为0.9992，检出限为9.9×10-10 mol/L。该法用于实际水样的双酚A的测定，RSD为0.72%（n=11），加标实验回收率为100.8%～103.0%。张立科等[7]在碱性条件下,双酚A对鲁米诺-高锰酸钾化学发光体系有很强的抑制作用,据此,建立了流动注射化学发光法测定双酚A的新方法。方法的线性范围为0.4~100 mg/L,检出限(S/N=3,n=3)为0.2 mg/L,对10.0 mg/L的双酚A标准溶液连续11次测定的相对标准偏差为1.8%。结合固相萃取富集技术，富集倍数达到100倍，方法已用于环境水样中痕量双酚A含量的测定。施梅等[8] 提出采用催化动力学分光光度法测定痕量双酚A的新方法，在盐酸介质中，双酚A对溴酸钾氧化罗丹明B具有促进作用，据此建立了动力学分光光度测定痕量双酚A的方法。方法的线性范围是0.1—0.4mg/L，检出限为0.01mg/L，回收率在84.0%-115.0%之间，该方法用于地表水中双酚A的测定，结果令人满意。

4.2  荧光测定法

双酚A分子存在共轭体系，通过激发后能产生荧光。唐舒雅等[9]提出利用荧光法测定水中双酚A的残留量，基于在pH为1.00的酸性介质中,β-环糊精对双酚A荧光强度的增强作用，建立了荧光分光光度法测定水中双酚A残留的简单灵敏的方法。该法的线性范围为0.4～300.0μg/L，相对标准偏差为1.3%,检出限为0.020μg/L。王广军等[10]利用溴酸钾-丁基罗丹明B体系动力学荧光法测定双酚A。在盐酸介质中，双酚A对溴酸钾氧化丁基罗丹明B荧光猝灭具有抑制作用，据此建立了动力学荧光法测定痕量双酚A的新方法。方法的线性范围是0.08~0.88mg/L，检出限为0.005 mg/L，回收率在95%~103%之间。该方法已用于表水中双酚A含量的测定，结果令人满意。

4.3 毛细管电泳法

蔡亚岐等[11]采用胶束电动色谱法分离双酚A、辛基酚和壬基酚，高效毛细管电泳紫外二极管阵列检测器, 60 cm*0μm.i d熔融毛细管，采用压力进样，进样时间6 s，进样压力为5 kPa，温度25℃，实验用含10%乙腈和25 mol/L十二烷基硫酸钠、pH9. 0 12. 5 mol/L的硼砂溶液为缓冲溶液,在25 KV的分离电压下,三物质获得了基线分离,水样中3种物质的回收率在90. 5% ~108. 1%之间。

4.4 气相色谱法及气质联用法

Ho-Sang Shin等[12]建立了一个新的灵敏的测定环境水中双酚A的方法，水体样品中的双酚A经二氯甲烷提取，氰甲基衍生化后2, 2-双酚内标法气相色谱氮磷检测器测定，双酚A峰形较好，线性范围0. 1 ng/mL~100 ng/mL，水样的检出限为0. 1 ng/mL，当水样浓度为5 ng/mL时平均回收率为89. 3%，RSD为4. 5%，此方法适用于自来水和河水中的双酚A测定。

李向丽等[13]建立了固相微萃取-顶空衍生化与色谱-质谱联用技术测定水中双酚A定量分析方法。对影响萃取和衍生化过程的参数进行了条件优化，实验选用聚丙烯酸酯(PA)萃取纤维，在搅拌速度为1200 r/min，溶液离子强度100 g/L，pH 2和25℃的条件下萃取60 min后，N-O双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)顶空衍生化5 min。方法的线性范围是0. 09~200μg/L，检出限0. 03μg/L，相对标准偏差为3.88%。李英等[14]采用固相微萃取-气相色谱-质谱法测定水中双酚A，该方法基于固相微萃取技术(SPME)具有前处理方法操作简单、避免使用有机溶剂、回收率高等优点,且容易与其它分析仪器联用,建立了一种顶空衍生固相微萃取-气相色谱-质谱法(SPME-GC/MS)测定水中双酚A的分析方法。通过优化SPME纤维头、萃取温度和时间、解吸时间、搅拌速度、pH值等萃取条件及衍生化温度和衍生化时间等衍生化条件,实现了水中痕量双酚A的快速测定。结果表明:用85μm的聚丙烯酸酯(PA)萃取涂层对水中的双酚A萃取效果很好，双酚A在0.01~100μg/L的质量浓度范围内,线性良好,相关系数>0.999,方法的检测限为2.5 ng/L(S/N=3),相对标准偏差(n=7)为3.13%,回收率为86.3%~95.6%。徐恒振等[15]建立了气相色谱-质谱-选择离子监测模式(GC-MS-SIM)测定环境水样中双酚 A的分析方法，在 pH=2～3 时，用30mL 二氯甲烷重复 3 次萃取2.0L水样，BPA的回收率达到 90%以上，检测限为 0.75ng/L，其测定结果与 HPLC-MS/MS 法的测定结果相当。梁志强[16]建立饮用水中微量双酚A的GC-MS检测方法。饮用水中微量双酚A经过碳纳米管柱浓缩富集后，用甲醇洗脱，吹干后用乙酸酐进行衍生，然后用GC/MS法测定。双酚A GC-MS法测定线性范围为0.025 mg/L~0.5 mg/L,饮水中双酚A加标浓度2.5μg/L~10μg/L,回收率为94.3% ~95.9% ,相对标准差为1.1% ~9.9% ,当饮水取样量为10 mL时,本方法定量检出限为2.5μg/L。

4.5 高效液相色谱法及液质联用法

HPLC法测定双酚A常用的检测器有紫外检测器和荧光检测器。李金祖等[17]研究了高效液相色谱法测定废水中双酚A的方法，按本方法进行加标回收实验，双酚A的回收率为96~101%，对生产排放的废水中双酚A进行了实际测定，结果令人满意。张学俊[18]等用带荧光检测器的高效液相色谱法测定了矿泉水中的双酚A，水样经液-固萃取浓缩后再进行分析,检测限可达0.1~0.2μg/L。重复测定的标准偏差为1.12 %,水样测定的回收率为81%~105%。江明等[19]利用高效液相色谱法测定环境水中超痕量双酚A，方法的检出限(LOD)和测定限(LOQ)分别为0.03 nmol/L和0.1 nmol/L，在0.1~100 nmol/L范围内具有良好的线性(r2=0. 9983)，用于表层湖水中BPA的检测，加标回收率在99% ~101. 4%间，相对标准偏差(RSD% )低于8. 1% (n=5)。李鱼等[20]建立了分散液液微萃取-柱前衍生-高效液相色谱法测定水样中双酚A的分析方法，通过交互正交试验和混合型优化实验设计对影响因素(萃取剂体积、分散剂类型及其体积、水样体积、pH值及离子强度)进行了优化，优化后的分散液液微萃取条件为: 60μL萃取剂，0. 4 mL分散剂(甲醇)， pH 4. 0；优化后的柱前衍生化条件: 0. 1 mL 2. 0 g/L衍生剂(对硝基苯甲酰氯)、衍生化时间30 min;方法的线性范围为 0. 002~0. 2 mg/L(r2=0. 9997),检出限0. 007μg/L(S/N=3);不同浓度双酚A的萃取率为59. 0% ~63. 0%,相对标准偏差(RSD)2. 5% ~9. 2% (n=5);水样中双酚A的加标率为86. 5% ~107. 1%,RSD为4. 0% ~11. 9% (n=5)。史春丽等[21] 建立了溶剂浮选一高效液相色谱法测定水体中痕量双酚A的新方法，对浮选条件如浮选溶剂、试液pH、氮气流速、浮选时间进行了优化，方法的线性范围为1～20μg/mL,检出限为0.33μg/mL.对石化地区水体中双酚A含量进行测定,样品加标回收率为94.2%～107.9%,RSD为2.4%～4.0%。龚清杰[22]利用固相萃取-高效液相色谱建立了检测水源水中痕量双酚A的方法，该方法的线性范围为50~1 000μg/L,检出限(S/N=3)为0. 5μg/L,不同加标水平的双酚A回收率为95. 07%~98.53%。张琦等[23]采用国产新型D4020大孔吸附树脂自制固相萃取柱,研究了柱长、上样速度、样品溶液的pH、盐浓度等因素对双酚A吸附率的影响,确定了最佳固相萃取条件,建立了固相萃取-高效液相色谱测定水中痕量双酚A的分析方法，双酚A的检出限为0.432μg/L，加标回收率为91%~96%,相对标准偏差(RSD)为1.5%~5.6%，用于实际水样分析,取得满意结果。

俞晔等[24]建立固相萃取-液相色谱-电喷雾电离串联质谱测定饮用水中双酚A的方法。方法水样用SEP-PAK C18进行富集，甲醇淋洗，旋转蒸发浓缩后，采用高效液相色谱-负离子电喷雾电离串联质谱法测定，结果双酚A在5～100ng/ml线性范围内，得到回归方程y=6 796.61x-8 655.64，相关系数为0.999 2，检测限(S/N=3)为0.0075 ng/ml，定量下限(S/N=10)为0.025 ng/ml。该方法的平均回收率为83.46%～94.00%，RSD为3.06%～4.60%。杨成对等[25]建立了用液相色谱-串联质谱技术测定双酚A残留的方法，质谱采用电喷雾电离源(ESI)。负离子采集模式，选择反应监测技术(SRM)，定量离子对为m/z 227＞132、114；甲醇-水(3:7)为流动相，流速500μl/min。方法的检出限为1.8ng/ml，线性范围20.0～2000.0ng/ml，回收率91%。并实验比较了液相色谱紫外检测器与串联质谱检测的灵敏度和选择性，结果表明LC-MS2方法灵敏、准确、快速。颜流水等[26]建立了饮用水中痕量双酚A测定的LC/MS-MS快速分析方法。水样中双酚A经HLB固相萃取小柱富集,以V(乙腈)∶V(水)=90∶10为流动相,选择双酚A m/z 227/212为检测离子对，利用多反应监测(MRM)和扫描时间分段检测技术实现正、负离子不同扫描模式一次完成。该方法对水样体积为250 mL时双酚A的线性范围为0.4~40 ng/L,检出限为0.16 ng/L,低中高3个不同水平的加标平均回收率均在90%以上，应用于5种不同来源的饮用水及原水中双酚A的测定，结果满意。

4.6电化学分析法

     杨平等[27]研究了在含茜素红的磷酸盐缓冲溶液中,用循环伏安法在制备好的碳纳米管修饰电极上电聚合茜素红膜,得到聚茜素红/碳纳米管复合修饰电极,并对复合修饰电极进行了电化学表征，研究了复合膜修饰电极对双酚A电催化作用的最佳条件，结果表明:双酚A的浓度在5.0×10-7~1.0×10-5mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系，检测限可达5.0×10-8mol/L，该复合修饰电极可作为电化学传感器用于双酚A的含量测定及环境水体中实际样品的分析。韩清等[28]采用壳聚糖(CTS)作为有序介孔碳的分散剂,制备了有序介孔碳修饰玻碳电极(OMC/CTS/GCE)。用循环伏安法(CV)研究了环境激素双酚A在有序介孔碳修饰电极上的电化学行为。结果表明,介孔碳修饰电极对双酚A有强烈的电催化作用,在pH 8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，双酚A在0.479 V处有一个明显的氧化峰,峰电流与双酚A浓度在4.5×10-8~1.2×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系，检出限为2.0×10-8mol/L (S/N=3,n=8)。该法用于湖水样品中双酚A含量的测定，回收率为98%~104%，并与荧光法对照，测定结果吻合。Huanshun Yin,等[29]利用玻碳电极修饰一复合材料制成的丝素蛋白和纳米金其表面进一步修饰氨基端 G4的聚（胺）树状。这表明电极独特的电化学反应双酚A（BPA），电化学阻抗谱，用刻画表面。该电极显示改善吸附能力和反应增加双酚A，相较于未作修改的表面，根据最佳检测条件下，在直线respeonse 浓度范围从1纳米到1.3微米，其相关系数为0.9991，检测限为0.5纳米。该方法已用于测定水样中的双酚A，加标回收率为97％-105％。

4.7 酶联免疫法

姚卫蓉等[30]将双酚A（BPA）半抗原与牛血清白蛋白（BSA）共价偶联后，制备兔抗双酚A多克隆抗体，建立了双酚A间接竞争酶联免疫（icELISA）检测方法，并对其进行了方法学评价。结果表明：最佳的抗体稀释度为1:1600，双酚A竞争标准曲线在0.3~100μg·mL-1具有良好的线性关系，最低检测浓度为0.001μg·mL-1，重现性实验变异系数均小于10%，水样的加标回收率范围为92.5%~107.7%。

5 小结

   双酚A作为一种环境类内分泌干扰物质，在环境中对人体健康潜在的危害性以及引起人们的足够重视，我国的生活饮用水标准规定双酚A的限值为0.01mg/L，但是双酚A能在远低于安全剂量水平下就能引起动物的生物效应，因此，建立具有极高灵敏度和选择性的定性、定量分析环境水样中双酚A是检测方法十分必要。随着联用技术的快速发展，气质联用技术、液质联用技术以及免疫技术同其他检测技术的联用，将扩宽检测方法以满足不同需求的检测要求。环境水样中双酚A检测的复杂性决定了分析方法的发展方向，向着准确快速、高通量、重现性好的方法发展，比如利用基因重组技术等等。