环境中二噁英检测:涉及行业、相关标准和检测能力现状

二噁英是多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)这两大类化合物的通称。

PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体,共有210种化合物。这些异构体的毒性因结构不同而存在差异,美国环保局确认特别有毒的二噁英类物质有30种,其中PCDDs 7种,多氯二苯呋喃PCDFs 10种。

在所有的异构体中,毒性最强的是2,3,7,8-四氯代双苯并二噁英(TCDD),其毒性相当于氰化钾的1000倍以上,是目前发现的无意识合成的副产品中毒性最强的化合物,被称为“地球上最强的毒物”。

据报道,只要28.35 g TCDD,就能将100万人置于死地。

二噁英是非常稳定的亲脂性固体有机物,熔点较高,分解温度大于700℃,极难溶于水,容易在生物体内累积。二噁英蒸汽压极低,因而其存在于大气气溶胶颗粒物上。自然界中微生物的降解、水解和光解作用对二噁英的分子结构影响较小,在自然沉积物中二噁英的半衰期估计大于100年。

此外,人类和动、植物都没有分解二噁英的机能,因此其毒性很难在环境中被消除,只能通过食物链逐级传递和富集。环境中二噁英检测所涉及的行业近年来,随着我国经济的高速发展,环境中二噁英的排放量呈逐年上升的趋势。

根据环境保护部开展的全国主要行业持久性有机污染物调查显示,我国17个主要行业二噁英排放企业有万余家,涉及钢铁、再生有色金属和废弃物焚烧等多个领域。根据《中华人民共和国履约〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约〉国家行动计划》,2004年,钢铁和其他金属生产二噁英量的贡献最大,占45.6%,其次是发电和供热、废弃物的焚烧,这三类污染源贡献量合计占到了总排放的81%。而焚烧的二噁英排放量占总排放量的0.03%,属于优先控制的重点行业。

中国二噁英排放清单

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数据来源:《中华人民共和国履约〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约〉国家行动计划》、吕亚辉等《中国二噁英排放清单的国际比较研究》

2014年发布的《生活污染控制标准》(GB 18485-2014)规定,从2016年1月1日起执行新的标准,所有生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英的排放限值为0.1ng TEQ/m3。企业应每年至少自查一次,环保主管部门应采用随机方式每年至少监测一次。

根据中国协会发电分会秘书长郭云高提供的数据,截至2016年4月,全国投运的垃圾焚烧厂共225座,日处理量23.3万吨,每座垃圾焚烧厂日处理量基本在500吨以上。

对二噁英的强制性检测需求催生了二噁英检测市场。此前,只有基于履行斯德哥尔摩国际公约而建立的国家政府监测机构或科研单位才有二噁英检测能力。如今,一批非政府性第三方检测机构也为垃圾焚烧企业提供二噁英检测服务。

国内外二噁英检测标准

目前,二噁英的检测方法以高分辨气相色谱(HRGC)—高分辨质谱(HRMS)为主,但在样品前处理方法上存在较大差异。美国环境保护署、欧盟标准组织、日本工业标准调查会及我国国家标准化管理委员会等都相继制定了二噁英类物质检测的方法标准。

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我国现有的二噁英检测机构

相比发达国家,我国环境二噁英防治和监测工作起步较晚,全国范围内具有二噁英监测能力的机构屈指可数,监测能力参差不齐,对二噁英排放及污染研究的监测数据十分匮乏。目前,我国的二噁英监测机构主要由国家级二噁英监测中心、部分省市级监测站、高校、科研机构和社会监测机构等组成。这些二噁英实验室在装备和技术水平等方面良莠不齐,而且由于这些实验室建设目的不同,技术侧重点也不相同。例如,疾病控制中心的二噁英实验室侧重于食品安全和人体健康,进出口商品检验部门的二噁英实验室侧重于商品检测,高校和研究所的二噁英实验室侧重于科学研究,而国家环境分析测试中心的二噁英实验室则是针对排放源和环境样品的二噁英测试。

根据国务院2004年批复的《全国和医疗废物处置设施建设规划》关于监测能力建设的要求,全国按大区布局,建设了7个环境二噁英监测分中心,分别为东北分中心(沈阳)、华东分中心(杭州)、西南分中心(重庆)、华南分中心(广州)、华北分中心(北京)、西北分中心(西安)和华中分中心(武汉)。目前,除华北分中心依托中国总站、华南分中心依托环境保护部华南环境科学研究所,隶属国家环保部外,其他各分中心均依托所在地的省环境监测中心站管理,隶属所在地环保厅。

另外,国家环境分析测试中心也先于这7家分中心建立了二噁英重点实验室,隶属国家环境保护部。国家环境分析测试中心的二噁英重点实验室,除了承担了国家环保总局对全国典型城市生活垃圾焚烧设施的二噁英类排放监测任务外,还对化工、钢铁、造纸等行业在生产燃烧时所产生的污染进行分析控制。

随着省、市级监测机构监测能力的不断提升,部分经济较发达的省、市级监测机构也通过自筹资金等方式相继具备了二噁英监测能力。例如,四川省环境监测中心、宁波市环境监测中心、广东省环境监测中心已具备了开展二噁英检测工作的硬件条件。此外,河北省环境检测中心、东莞市、泰州市、常州市等地也在积极筹措二噁英实验室的建设。

同时,部分科研院所、高校和疾控中心也具备了二噁英监测的能力。例如,1996年中科院武汉水生所建立起我国第一个水生生物二噁英类物质检测与研究实验室;2014年中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所(以下简称“质标所”)承建的农业部二噁英检测实验室建设项目竣工验收,主要承担农产品及饲料中二噁英类物质的检测。此外,中科院生态研究中心、中科院上海高等研究院分析测试中心、中科院广州化学研究所分析测试中心、中国检验检疫科学研究院综合检测中心、中国科学院大连化物所现代分析中心、浙江中科院应用研究院分析测试中心、广东产品质量监督检验研究院二噁英实验室、环境保护部环境发展中心、清华大学、北京大学和浙江大学等也成立了二噁英实验室。目前,上海市疾控中心、深圳市疾控中心等机构也具备二噁英检测的硬件条件,但其主要侧重于生物样品的二噁英检测。值得注意的是,最近几年CTI 华测检测技术股份有限公司、SGS通标标准技术服务有限公司、诺安实力可、中持依迪亚(北京)环境检测分析股份有限公司、浙江九安检测有限公司、欧陆分析等一些第三方检测机构也通过了实验室资质认证和计量认证,具备环境样品的二噁英检测能力。这些非政府机构为企业带来了更多的服务选择。

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