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作為世界上最(zuì)大(dà)的汞生產、使用及排(pái)放國,中(zhōng)國的(de)汞(gǒng)生產及排放情況一直受到(dào)世界的(de)關(guān)注。2013年10月(yuè),包括中國在內的87個國家和地區共同簽署《關於(yú)汞的水俁公約》,隨後我國實施了一係列致(zhì)力於減少(shǎo)汞汙染的措施,並推(tuī)動涉汞(gǒng)相關標(biāo)準的(de)製修訂工作。2017年(nián)《關(guān)於汞的水俁(yǔ)公約》正式對我(wǒ)國生效。2018年(nián)11月,國家生(shēng)態環境部發(fā)布水質烷(wán)基汞(gǒng)分析新(xīn)標準—《水質(zhì) 烷(wán)基汞的測定 吹掃捕集/氣相(xiàng)色譜-冷原子熒光光譜法》(HJ 977-2018)。近日,儀器信(xìn)息網對(duì)主持(chí)該標(biāo)準(zhǔn)製定(dìng)工作的生態環境部華南環境科學研究所陳來國老師進行(háng)了采訪,聽他為我們講述標準背後的故事(shì)。
生(shēng)態環境部華南環(huán)境科學研究所 陳來國
甲基(jī)汞的毒性遠大於無機汞
關於汞,陳老師說可以分為有機汞、無機汞兩類。在生活中民眾(zhòng)認知(zhī)度(dù)更高的是無機汞,如水銀(yín)溫度(dù)計裏的(de)汞。但有機汞(gǒng)的毒(dú)性遠超無機汞,而烷基汞(gǒng)是主要(yào)的有(yǒu)機汞形態。烷基汞是烷基與汞結(jié)合的有機(jī)金屬化合物的統稱,包(bāo)括(kuò)甲基汞、乙基(jī)汞、二甲(jiǎ)基汞、二乙基汞等多種有機(jī)形態,其中(zhōng)甲基汞為目前國內外最(zuì)受關注的(de)有機汞形態,這是由於甲基汞的生理(lǐ)毒性、生物富集性、環(huán)境中的(de)濃度水平相比其(qí)他類烷基汞更為突出。甲(jiǎ)基汞就是1956年轟動世界(jiè)的日本水俁病(bìng)的(de)罪(zuì)魁禍(huò)首,具有神經毒性,對人(rén)體危害極大(dà),它在環境特別是水體中(zhōng)即使濃度很低就可能對生物(wù)造成巨大危害。乙基汞(gǒng)雖然也可以在自然(rán)環境(jìng)中產生,但人工合成的(de)硫柳(liǔ)汞才是最大的乙基汞來源。硫柳(liǔ)汞被(bèi)廣泛用於(yú)生物製品及(jí)藥物製(zhì)劑,包(bāo)括許多疫苗的防腐劑(jì)都會(huì)用到硫柳汞。不(bú)像甲基汞容易(yì)在人體(tǐ)內(nèi)富(fù)集,乙(yǐ)基汞可以通過腸道排(pái)出體外,且低劑量乙基(jī)汞的毒性目前還存在爭(zhēng)議,世界(jiè)衛生組織也支(zhī)持繼續將硫柳汞作為滅(miè)活劑(jì)和疫苗防腐劑使用,但也需要關注(zhù)。而(ér)其(qí)他類(lèi)有機汞由於在環境中含(hán)量(liàng)都比較低(dī)且不穩定,所以現在受到的關注還比較少。
甲基汞主要來源於生物/非生物的甲(jiǎ)基化作(zuò)用以及人類生(shēng)產活動(dòng)。除(chú)了可以通(tōng)過食物攝(shè)入(rù),甲基汞還可通過呼(hū)吸道、腸(cháng)胃及皮膚吸收進(jìn)入人體(tǐ),其主要損害人體的心血管係統、免疫係統、神(shén)經(jīng)係統(tǒng)等。甲(jiǎ)基汞中(zhōng)毒(dú)可導致(zhì)腎髒(zāng)損害(hài),重者可致急性(xìng)腎功(gōng)能衰竭。此外甲基(jī)汞也可侵入胎兒腦組織,對胎兒的記(jì)憶力及語言(yán)能力造成損傷。
水(shuǐ)體是甲基汞產生(shēng)和生物富(fù)集的最主(zhǔ)要場所,因此,對環境中尤(yóu)其是水中(zhōng)包括甲基汞(gǒng)在內(nèi)的烷基汞的檢測十分(fèn)重要,陳老師有感而發。
4年時間(jiān)建立中(zhōng)國水質烷基(jī)汞檢測標準
在我國部分涉汞行業廢水和生(shēng)活汙水排放標準中,烷基汞都是重要的監測指標。比如汙水(shuǐ)排(pái)放標準中的《汙水綜(zōng)合排放標準》、《城(chéng)鎮(zhèn)汙水處理(lǐ)廠(chǎng)汙(wū)染物(wù)排放標準(zhǔn)》和工(gōng)業廢(fèi)水排放標準中(zhōng)的《化學合成(chéng)類製藥工業水汙染(rǎn)物排放標準(zhǔn)》、《油(yóu)墨工業水汙染物排放標準》、《石油煉製工業汙染物排放標準》、《石(shí)油(yóu)化學工業汙(wū)染(rǎn)物排放標準》、《合成(chéng)樹脂工業汙染物排放標(biāo)準》皆限定烷基汞不(bú)得檢出(檢出(chū)限為10 ng/L)。此外,部分省(shěng)市如上海市(shì)製(zhì)定的《汙水排入城鎮下水道水(shuǐ)質標準》和《上海市汙水(shuǐ)綜合排放標準》、廣東省製定的《水(shuǐ)汙染物排放限值(zhí)》、江蘇(sū)省製定的《化學工業主要汙水排放標(biāo)準》、北京市製定(dìng)《水汙染物排放標準》和山東(dōng)省(shěng)製定的《山東省海(hǎi)河流域(yù)水汙染物綜合排放標準》也(yě)要(yào)求排(pái)放的汙水/廢水中的烷基汞濃度為不得(dé)檢出。
目(mù)前(qián)我國涉及烷基汞的(de)水質分析(xī)方法有《水質 烷基汞的測定氣相色譜法(fǎ)》(GB/T 14204-93)和(hé)《環(huán)境 甲基汞的測定 氣相色譜法》(GB/T 17132-1997)兩(liǎng)個國家(jiā)標準。但這些國家標(biāo)準方法距今(jīn)已(yǐ)有20年以上的時間,存在取樣量大、前處理(lǐ)複雜、需使用(yòng)有機溶(róng)劑、基質幹擾較強(qiáng)、檢出限(xiàn)高和重(chóng)現性較差(chà)等問(wèn)題,不利(lì)於(yú)我國對(duì)烷(wán)基(jī)汞的(de)環境監管。“目前國內也正在對這兩個國家標準進行修訂。而(ér)且,隨著水俁公約的正式生效,我們也需(xū)要擁(yōng)有和(hé)國際主流方(fāng)法(fǎ)一致的烷(wán)基汞檢測標準,這樣(yàng)無論是我們自己做基礎(chǔ)研究還是未(wèi)來進行相關公約(yuē)的國際(jì)談判,數據都能更有說服力。”在提到中(zhōng)國烷基(jī)汞國家(jiā)標(biāo)準時(shí),陳老師補(bǔ)充說。
麵(miàn)對這種情況,2014年(nián)4月,原(yuán)國家環境保護部辦公廳發布了《關於開展(zhǎn)2014年度國家環境保護標準項目(mù)實施工作的通(tōng)知》,由生態環境部華南(nán)環境科學研究所承(chéng)擔《水質 烷基汞的(de)測定 吹掃捕集/冷原子熒光光譜(pǔ)法》國家環保標準的製訂工作。曆經4年,該國家標準於2018年11月13日正式發布,並於2019年3月1日(rì)正式(shì)實施。
作為該標準編製的主要責任人,4年時間中,陳老師帶領團隊(duì)在一次次的實驗中不斷尋(xún)找(zhǎo)並改進烷基汞(gǒng)的(de)檢測方法。在(zài)一次次(cì)的開題(tí)匯(huì)報、專家評審及意(yì)見(jiàn)征(zhēng)求中對(duì)標準進行修改(gǎi)和完善(shàn)。當標準正式發布的時候,他(tā)覺得四年(nián)中為此付(fù)出的一(yī)切努力與汗水都是值得的。
提起(qǐ)《水質 烷基汞的(de)測定 吹掃(sǎo)捕集/氣相色譜-冷原(yuán)子熒光(guāng)光譜法(fǎ)》這個標準(zhǔn),陳老師說該標準與國(guó)標烷基汞和(hé)甲基汞分(fèn)析標準在方法原理和前(qián)處理上完(wán)全不(bú)同。國標方法為巰基棉富集、洗脫、苯或者甲苯(běn)萃取,而新方(fāng)法為(wéi)水樣蒸餾及衍生化(huà),簡單高效。除衍生(shēng)化試(shì)劑外,不涉及其他有機溶劑的(de)使用,降(jiàng)低(dī)了對實驗人員的(de)健(jiàn)康危害,方法(fǎ)也(yě)更加環保。該標(biāo)準方法原理(lǐ)雖(suī)與美(měi)國EPA Method 1630方法(fǎ)類似,但也(yě)有明顯(xiǎn)區別。“相比美國EPA Method 1630方法,我們的方法(fǎ)有較多的優化改(gǎi)進與擴充,比(bǐ)如(rú)將分析指標擴展到(dào)甲(jiǎ)基汞和乙基汞(gǒng),這(zhè)不是(shì)簡單的分析對象(xiàng)增加,主(zhǔ)要的技術障礙和難點就在(zài)於分析甲基汞的同時對乙基汞進行準確定量。應用範(fàn)圍也擴展至(zhì)地(dì)表水(shuǐ)、生活汙水、工業廢水、海水(shuǐ)、固廢浸出(chū)液和(hé)地下水等。說起新標準的(de)改(gǎi)進,陳老師滔滔不絕的(de)為我們列舉。“我們對樣品前處理作了簡化,與(yǔ)國內外其他(tā)烷基(jī)汞分析方(fāng)法相比具有更低的檢出限(xiàn),能適應多(duō)種環境水質中(zhōng)烷基汞的分析(xī)要求。所以新(xīn)標準更適合中國(guó)目前的環(huán)境監測現狀,而且在操作上更為簡單和高效。”陳來國老師最後為我們總結道。
擴展標(biāo)準適用範圍 推動中國(guó)烷基汞檢測行業發(fā)展
如今(jīn),隨著水質烷基汞檢測標準的發布實(shí)施,陳老(lǎo)師認為(wéi)相(xiàng)關烷基汞檢測分析儀(yí)器(qì)市(shì)場(chǎng)勢必將迎來更多的需求。“目前,烷基(jī)汞檢測儀器市場(chǎng)還比較小(xiǎo),未來隨著市場需求的擴大,怎麽滿足不同客戶(hù)的需求,讓(ràng)更多(duō)用戶可以方便高效的進行烷基汞(gǒng)檢(jiǎn)測將是烷基汞廠商需要思考(kǎo)的問題,同(tóng)時儀器的準確性、可靠性、耐用性和低(dī)成本對於(yú)標準的順(shùn)利實施也至關重(chóng)要”。
在(zài)本次標準製(zhì)定的過程中,儀真獨家(jiā)代理的美國布魯克蘭MERX全自動烷基(jī)汞(gǒng)分析(xī)係統作為內部驗證及其他五家外部驗(yàn)證單位所使用儀器,確(què)保了標(biāo)準能夠獲得準確、穩定的數(shù)據支持(chí)。說起這台儀(yí)器,陳老師(shī)和他可是(shì)有著深厚的淵(yuān)源,作為國(guó)內(nèi)開展烷基(jī)汞相關研究的科研團隊(duì)之(zhī)一,陳(chén)老師在(zài)十多年前(qián)就知道布魯克蘭開發推出了全(quán)球第一(yī)台全自(zì)動烷基汞分析係統,在(zài)他的推(tuī)薦下,2007年他所在單(dān)位購買了當時中國(guó)內地第一台布魯克蘭MERX全自動烷基汞分析係統,這台儀器采用異(yì)位吹掃的水樣進(jìn)樣模式(shì),使(shǐ)吹(chuī)掃過程可視(shì),進(jìn)樣量小,自動化(huà)程度和方法靈敏度高。而(ér)且(qiě)MERX烷基汞分析係統還可以(yǐ)通(tōng)過升級實現烷基汞/總(zǒng)汞二位一體分(fèn)析,從(cóng)而擴展儀器係統的適用(yòng)範圍。正(zhèng)是MERX烷基汞分析(xī)係統的良(liáng)好品質(zhì)和多年便捷(jié)的使用體驗,在2014年(nián)再次需要采購烷基(jī)汞(gǒng)分(fèn)析(xī)係(xì)統用於開展標準相關(guān)研究時,陳老師再次(cì)選擇了MERX烷基汞分析(xī)係統。
雖然此次製定(dìng)的標(biāo)準和國內外同(tóng)類標準(zhǔn)相比已(yǐ)有較(jiào)大的進步和一定(dìng)提高,但陳(chén)來國老(lǎo)師覺得標準(zhǔn)仍有完善的空間。“對(duì)於(yú)一些非常特殊的水樣我們將對樣(yàng)品前處理方(fāng)法進行進一(yī)步的(de)驗證,為標準使用者(zhě)提供更精準的指(zhǐ)導,以確(què)保標準的覆蓋範圍(wéi)更(gèng)為齊全。”
後記(jì):
在采訪中,陳(chén)來國老師拒(jù)絕了筆者將其稱(chēng)為資深(shēn)專家,說自己隻是一(yī)名(míng)開(kāi)展汞相關研究的科研人員。懷(huái)著這種(zhǒng)謙虛的心態,十年來陳(chén)老師在涉汞科研領域孜孜(zī)以求,為中國汞環(huán)境(jìng)檢測和相關研究默默貢(gòng)獻著自己的力(lì)量。如今標準(zhǔn)雖已正(zhèng)式實施,但對於陳來國老(lǎo)師來說,這並不意(yì)味著之前工(gōng)作的(de)結束,而(ér)是新的(de)征程的開始……