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新方法测定污水中18种毒品及其代谢物的含量

嘉峪检测网 2025-04-18 16:59

导读:研究人员基于自制全自动污水违禁药物在线监测系统,建立了污水中18种毒品及其代谢物同时检测的方法。

21世纪以来,全球毒品滥用问题持续蔓延,已经严重威胁到人体健康和社会安全。与此同时,毒品来源多元化、毒品滥用多样化、制贩吸毒一体化趋势明显,毒品滥用问题已经成为我国乃至全球性的社会顽疾。联合国《世界毒品报告》显示,从2009年起,全球吸毒人数不断增加,毒品滥用情况日趋严重。掌握毒品滥用情况,有助于及时了解本地区滥用毒品的种类、消费量,对公安禁毒政策的制定具有指导意义。

 

毒品滥用量估算的传统方法主要通过社会流行病学调查进行,因此该方法具有很大的局限性和不确定性。基于污水流行病学的分析方法(通过测定某地区污水中毒品及其代谢物的浓度水平反算该地区毒品的用量)被广泛应用,具有准确、客观、实时、可对比等优点。污水流行病学方法最初是由DAUGHTON于2001年提出的通过分析未处理污水中毒品及代谢物评估毒品滥用信息的设想,ZUCCATO等首次采用该方法分析了意大利污水中可卡因的浓度水平并评估了可卡因的消费情况。目前,污水流行病学方法已被许多国家应用于毒情监测。

 

污水中毒品及其代谢物含量极低,但是污水基质成分复杂,会对毒品及其代谢物的检测产生干扰。因此,污水前处理方法的选择显得尤为重要。污水中毒品检测的前处理方法主要有离线固相萃取(SPE)法和在线 SPE法,两种方法都具有准确度高等优点,但是这几种方法均需对污水进行收集与保存运输,污水基质中的毒品及其代谢物容易发生降解等变化,同时繁琐的前处理会消耗大量时间和有机试剂。为了减少人为误差以及提高数据时效性,有必要开发一种全自动污水采样-SPE-仪器分析的在线监测系统,从而实现对区域毒品长期滥用时空趋势的精准研究。

 

研究人员基于自制全自动污水违禁药物在线监测系统,建立了污水中18种毒品及其代谢物同时检测的方法。该方法可实现分析全流程自动化,具有时效性好、灵敏度高、成本低且重现性好等优势,并能提供客观、连续的实时数据,从而辅助公安平台进行科学可靠的决策。

 

1. 试验方法

 

采用全自动采配水过滤系统从污水处理厂进水口采集样品4mL,静置沉淀10min后分别过100,0.45μm滤膜,滤液留存至收集池中。使用注射泵抽取2mL同位素内标储备溶液至混合池中,随后通过阀切换管路,使用注射泵再抽取4mL收集池中的水样至混合池中,用水将混合池中水样稀释至20mL。随后,通过阀切换管路,使用注射泵往复抽取空气(曝气)至混合池(自下而上),使样品充分混匀。静置10min,用注射泵自动抽取 10mL上述样品至定量环,由高压输液泵将定量环中的样品推送至Waters Oasis HLB Direct Connect HP固相萃取柱,随后参考仪器工作条件进行测定。

 

2.结果与讨论

 

2.1 色谱行为

 

18种目标物及其同位素内标的色谱图见图1。

 

2.2 目标物残留的影响

 

制备目标物含量接近线性范围上限的加标样品,与水交叉进样。结果显示,水中18种目标物的峰面积不到加标样品中的1%,说明目标物残留的影响可以忽略不计。

 

2.3 基质效应

 

取2mL生活污水,加入适量的18种氘代同位素标准品,使加标量达到 100pg,再用水稀释至4,10,20,40mL,制成不同稀释倍数(2,5,10,20倍)的基质加标溶液系列,按照试验方法测定,以各目标物峰面积与用水制备的等浓度水平的溶剂加标溶液系列中对应的同位素内标峰面积的比值计算基质效应(ME)值,结果见表1。

 

表1 不同稀释倍数下18种同位素内标的基质效应

 

结果显示,基质抑制效应随着污水稀释倍数的增加而降低。综合考虑,试验选择将样品稀释5倍,同时采用同位素内标法降低基质效应。

 

2.4 标准曲线和测定下限

 

按照仪器工作条件测定混合标准溶液系列,以各目标物的质量浓度为横坐标(x),峰面积与同位素内标峰面积的比值为纵坐标(y),1/x为权重系数,进行线性回归运算。结果显示,可替宁标准曲线的线性范围为20.00~5000.00ng·L−1,其余目标物标准曲线的线性范围为1.00~250.00ng·L−1,相关系数均不小于0.9950,线性关系良好。

 

以不小于10倍信噪比的加标量作测定下限,结果见表2。

 

表2 测定下限

结果显示,18种目标物的测定下限为0.01~ 0.40ng·L−1。

 

2.5 精密度和回收试验

 

按照试验方法对空白污水进行低(可替宁加标量100.00ng·L−1,其余目标物加标量5.00ng·L−1)、中(可替宁加标量200.00ng·L−1,其余目标物加标量10.00ng·L−1)、高(可替宁加标量1000.00ng·L−1,其余目标物加标量50.00ng·L−1)等3个浓度水平的加标回收试验,每个浓度水平平行测定6次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)。结果显示,低、中、高3个浓度水平下18种目标物的回收率分别为96.8%~110%,87.5%~112%,87.5%~113%,测定值的RSD分别为2.7%~8.7%,1.4%~9.5%,2.5%~9.4%,说明方法的准确度和精密度较好。

 

2.6 样品分析

 

将 SUPEC 5240型污水违禁药物在线监测系统布置在浙江省某污水处理厂进水口处,持续监测3个月污水中毒品的滥用情况,同时以空白自来水为对照样品。结果显示,采集+前处理+仪器检测过程的总时间不超过60min,对照样品中均未检出目标物。随机选择7个采样时间,污水中检出的目标物的测定结果见表3。

 

表3 样品分析结果

结果表明,可替宁、吗啡、甲卡西酮和可待因在污水中广泛检出,甲卡西酮的检出率为85.7%,其余3种目标物的检出率为100%,推测吗啡可能来源于海洛因吸食、吗啡直接吸食、医用吗啡和可待因类药物代谢,低浓度水平的甲卡西酮可能来源于甲卡西酮的滥用、感冒药等药物中含有的麻黄碱或麻黄碱的转化。

 

采用行业标准JD/Y JY02. 10— 2021《水样中21种毒品及代谢物与可替宁的测定》中方法平行测定上述样品6次,测定值的RSD均不大于20%,且本方法的测定值与标准方法的相对误差的绝对值不大于30%,表明SUPEC 5240型污水违禁药物在线监测系统可用于生活污水中毒品的检测。

 

2.7 方法比对

 

将本方法和文献报道的水和血液中毒品的检测方法进行比较,结果见表4。

 

表4 方法比对结果

结果显示:本方法的测定下限、线性范围、精密度以及回收率和文献方法中的相当或更优,表明本方法能够完全满足复杂环境样品中痕量物质的检测需求;本方法所需全流程时间最短,这是由于SUPEC 5240型污水违禁药物在线监测系统囊括了水样自动采集、前处理部件,显著提高了分析效率,提升了样品分析的时效性,实现了污水中毒品的智能化自动监测。

 

3. 试验结论

 

研究人员采用SUPEC 5240型污水违禁药物在线监测系统测定了生活污水中18种毒品及其代谢物的含量,该系统可自动完成采样、沉淀、过滤、净化富集、上样检测及数据分析,全过程无需人为操作,方法自动化程度高、精密度好、准确度高。另外,研究人员采用样品稀释法和同位素内标法定量,降低了污水基质的干扰,保证了检测结果的准确度。方法测定下限为0.01~0.40ng·L−1,能够满足行业标准JD/Y JY02.10—2021 的要求,可为公安部门进行实时毒情监测提供重要的技术支持。

 

作者:周衍霄1,2,3,刘彬1,3,娄金婷1,3,杨继伟1,3,俞晓峰1,3,赵鹏1,3

 

单位:1.聚光科技 (杭州 ) 股份有限公司;

 

2. 浙江大学 化学系;

 

3. 杭州谱育科技发展有限公司

 

来源:《理化检验-化学分册》2025年第2期

 

 

来源:理化检验化学分册

关键词: 毒品 污水

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