毒品会严重危害人体健康、破坏社会稳定、诱发犯罪活动，已经成为全球性问题。近年来，国内外禁毒斗争形势日趋严峻，我国在册吸毒人员超200万人。甲基苯丙胺、吗啡等仍然是我国主要流行的传统毒品，但国外新型毒品层出不穷，典型的如芬太尼类。芬太尼药效是吗啡的50～100倍，临床上用于治疗严重疼痛，过量使用一次即可成瘾。由于制毒吸毒活动的隐蔽性，毒品滥用趋势、禁毒行动成效等很难通过传统方法准确掌握和评估，Daughton于2001年提出污水流行病学（WBE）方法。该技术原理是在地区排水系统末端收集水样并对其中目标化合物含量进行测定，结合污水每日流量可以估算该地区每日药物总消耗量。目前，我国WBE技术的应用处于起步阶段，大多针对北京、香港等发达城市，所调查毒品种类差异性大且仅限为特定传统毒品，而极少针对污水中甲卡西酮、依托咪酯、芬太尼类新型毒品进行监测、预警。研究人员采用同位素稀释-固相萃取-液相色谱-质谱法测定污水中传统毒品及芬太尼类新型毒品的含量，并对两年内收集的50份实际样品进行分析，明确当地毒品主要流行种类及本底水平。

　　

　　

　　实际污水样品采集自当地各县市污水处理厂，共计50份，于−20℃冷冻保存，分析时于室温解冻，混匀。

　　

　　样品前处理可使用HLB和MCX固相萃取柱，具体步骤如下。

　　

　　HLB固相萃取法：取适量污水水样，使用盐酸溶液或氢氧化钠溶液调节pH至7～8，依次通过GF/C滤膜和PES滤膜。随后，准确移取水样，加入混合同位素内标溶液，混合均匀后过预先使用乙腈、水活化的HLB固相萃取柱。控制过柱流量或使用重力自然流量，待上样结束后依次使用水、甲醇溶液淋洗，淋洗结束后以真空泵继续抽。用乙腈洗脱，收集洗脱液。

　　

　　MCX固相萃取法：取适量污水水样，使用盐酸调节pH小于2，依次通过GF/C滤膜和PES滤膜。准确移取水样，加入混合同位素内标溶液，混合均匀后过预先使用乙腈、水活化的MCX固相萃取柱。控制过柱流量或使用重力自然流量，待上样结束后依次使用水、甲醇淋洗，淋洗结束后以真空泵继续抽。用含氨水的乙腈溶液洗脱，收集洗脱液。

　　

　　上述洗脱液均于40～45℃氮吹至干，以初始流动相超声振荡，涡旋复溶后离心。取上清液过亲水性聚四氟乙烯滤膜，滤液按照仪器工作条件测定。

　　

　　取自来水，同样品一致按照上述方法进行前处理，得到空白样品溶液，进样分析以确保分析过程中不出现异常本底值；同时，每隔10份样品插入1份空白加标样品进行内部质量控制。

　　

　　

　　2.1 色谱行为

　　

　　目标化合物的MRM色谱图如图1所示。

　　

　　2.2 前处理条件的优化

　　

　　面对大体积污水样品时，单一GF/C滤膜过滤仍然有较高可能发生固相萃取柱堵塞，而后续以PES滤膜再次过滤后可大大减少堵塞可能。此外，需要注意的是，水样应在调节完酸度、过滤后再加入同位素内标，以减少淤泥等杂质对目标化合物的吸附。使用HLB、MCX固相萃取柱时，分别需要控制酸度为弱碱性和强酸性，以促使目标化合物分别呈分子态和离子态，提高其与萃取填料间的吸附作用。采用固相萃取法时还需注意上样速率，若采用真空泵直接抽吸则会导致目标化合物与填料接触时间太短，从而大大降低回收率（小于10.0％），因此本方法推荐以重力自然流量过柱。

　　

　　试验还比较了甲醇和乙腈的洗脱效果，结果发现，乙腈对目标化合物的洗脱能力（平均回收率65.2％）较甲醇（平均回收率53.4％）更强，但需要注意在使用MCX萃取柱时，氨化乙腈需临用新配，以避免因氨气挥发导致碱性不足、洗脱能力下降的情况。部分污水水样在氮吹至干后，若涡旋复溶、过膜后测定效果不理想，需要先超声振荡30～60s，再涡旋复溶，随后高速冷冻离心后过膜处理，此步骤可明显减少涡旋复溶再过膜后出现的浑浊问题。

　　

　　2.3 基质效应、标准曲线、检出限和测定下限

　　

　　通过计算基质匹配工作曲线斜率与溶剂标准曲线斜率比值得到基质效应，结果见表1。结果显示，MCX固相萃取法总体上对杂质去除、基质抑制效应的控制优于HLB固相萃取法，尤其是对于苯丙胺、甲基苯丙胺、依托咪酯等，可能因为甲醇淋洗步骤帮助MCX固相萃取柱洗脱了包括色素等在内的绝大部分干扰成分。因此，前处理优先采用MCX固相萃取法，可以使目标化合物基质效应得到更好控制，避免过度基质抑制导致出现假阴性结果。另一方面，当水样出现除吗啡、可待因、甲基苯丙胺、可替宁、羟基可替宁、甲卡西酮等常检出毒品以外的阳性结果时，需采用HLB固相萃取法进行复测，只有当两种方法均得到阳性结果时才确证。

　　

　　根据仪器性能和检测需求选择不少于5个浓度点的混合标准溶液系列，由低到高浓度水平进样分析，以目标化合物的色谱峰与其对应的同位素内标色谱峰的峰面积比值对质量浓度进行线性回归，绘制标准曲线。各化合物标准曲线的线性范围和相关系数见表1。其中，线性范围换算为实际水样浓度水平范围。准备0.1，0.3，0.5，1.0，2.0ng·L−15个浓度梯度的混合标准溶液，覆盖预期检出限附近的低质量浓度范围，采用序列稀释法逐级稀释至目标质量浓度。分别以3倍、10倍信噪比（S/N）计算检出限（3S/N）和测定下限（10S/N），两种固相萃取法虽然在原理上存在差异，但实际方法灵敏度几乎没有差别，仅苯丙胺和甲基苯丙胺的MCX固相萃取法灵敏度优于HLB固相萃取法灵敏度。

　　

　　2.4 精密度和回收试验

　　

　　对低本底污水样品进行1.0，5.0，50.0ng·L−1等3个浓度水平的加标回收试验，每个浓度水平测定6次，计算绝对回收率（外标法）、相对回收率（内标校正法）和测定值的相对标准偏差（RSD），采用MCX固相萃取法时，传统毒品、芬太尼类新型毒品的绝对回收率均不如HLB固相萃取法的；而经内标校正后，MCX固相萃取法和HLB固相萃取法得到的传统毒品、芬太尼类新型毒品的相对回收率都可以满足ng·L−1浓度水平的检测要求。两种不同吸附原理的固相萃取柱各有优势，HLB固相萃取柱对目标化合物的吸附、保留效果更好，但MCX固相萃取柱填料的净化能力更好。

　　

　　2.5 样品分析

　　

　　按照试验方法对50份实际污水样品进行测定，结果见表3。需要说明的是，依托咪酯、芬太尼类药物分别属于国内、外新型毒品，当地目前暂无阳性报告，结果统计仅针对检出药物。其中，“‒”代表测定结果低于检出限，“＋”代表测定结果介于检出限与测定下限之间。

　　

　　对上述污水所有检测数据进行正态分布检验，结果提示数据均不符合正态分布，因此选用Mann-WhitneyU检验而非独立样本t检验。结果显示所有目标药物渐进显著性p均大于0.05，表明经同位素内标校正后两种方法测定结果不存在显著性差异。除可替宁、羟基可替宁、吗啡、甲卡西酮等具有较高检出率外，也有多数污水中检出可待因和甲基苯丙胺，上述结果都表明实施污水动态监测的重要性与紧迫性。

　　

　　

　　研究人员提出了适用于污水中传统毒品及芬太尼类新型毒品的分析方法。方法前处理分别基于HLB、MCX固相萃取技术，经验证后两种方法差异并不显著，各方法学参数相近，前者优势在于对目标化合物有良好的吸附、保留作用，而后者在面对杂质含量较高污水时净化能力更强。在实践中，可同时采用两种萃取技术，以减少大体积水样测定结果误差，减少假阳性结果，获得更加准确、可靠的数据。本方法的应用对于当地毒情快速研判、精准禁毒、预防新型毒品发展都有极大帮助，还可为未来其他毒品快速检测、毒情研判项目、分析技术开发提供极具参考意义的数据与监测方向。