[發(fā)明專利]一種水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力的評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310409242.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN103454258A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何小松;席北斗;潘紅衛(wèi);李丹;崔東宇;檀文炳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于重金屬污染與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力的評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

腐殖質(zhì)是一種常見的天然有機(jī)質(zhì)，廣泛分布于土壤、水體、及有機(jī)廢棄物中，其組成包括水不溶的胡敏素，以及水可溶的胡敏酸和富里酸。腐殖質(zhì)上含有大量的羥基、羧基、羰基等官能團(tuán)，能夠絡(luò)合重金屬，影響環(huán)境中重金屬的存在形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性。相對(duì)于水不溶的胡敏素，水溶性腐殖質(zhì)遷移性強(qiáng)、生物可利用性高，其對(duì)重金屬的環(huán)境行為影響更大，因此，闡明水溶性腐殖質(zhì)對(duì)重金屬的絡(luò)合潛力，對(duì)于正確使用腐殖質(zhì)修復(fù)重金屬污染以及評(píng)價(jià)環(huán)境中重金屬的人體健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)都具有重要意義。

目前常通過滴定、超濾、離子交換及熒光猝滅等方法計(jì)算水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)對(duì)重金屬的潛在絡(luò)合潛力，這些方法雖然能得到水溶性腐殖質(zhì)絡(luò)合重金屬的容量以及二者之間的條件穩(wěn)定常數(shù)，但是整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作繁瑣、費(fèi)力費(fèi)時(shí)，對(duì)于想快速了解水溶性腐殖質(zhì)的絡(luò)合潛力這些方法的適用性差，急需開發(fā)一種可以快速評(píng)價(jià)水溶性腐殖質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力的方法。

水溶性性腐殖質(zhì)中的胡敏酸和富里酸均含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，在一定光源激發(fā)下均能產(chǎn)生熒光峰中心發(fā)射波長大于380nm的熒光光譜，并且其熒光強(qiáng)度與腐殖質(zhì)的存在形態(tài)和官能團(tuán)構(gòu)成有關(guān)。另一方面，水溶性腐殖質(zhì)對(duì)重金屬的絡(luò)合潛力，包括其絡(luò)合力和絡(luò)合容量，均由其結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)組成決定，水溶性腐殖質(zhì)如果苯環(huán)官能團(tuán)都暴露于溶液中，其上的官能團(tuán)為羥基、氨基等給電子基團(tuán)，其熒光峰中心會(huì)紅移，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，為重金屬提供的絡(luò)合位點(diǎn)多，絡(luò)合潛力高，反之，如果腐殖質(zhì)上的苯環(huán)官能團(tuán)都被包裹起來，其上主要為羧基、碳基等吸電子基團(tuán)，其熒光峰中心藍(lán)移，熒光強(qiáng)度低，能夠提供重金屬結(jié)合位點(diǎn)少，絡(luò)合重金屬潛力低，因此，可基于水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)的這種特性評(píng)價(jià)其絡(luò)合重金屬潛力，但目前尚未有相關(guān)報(bào)道開發(fā)出一種基于水溶性腐殖質(zhì)的這種熒光特性評(píng)價(jià)其重金屬絡(luò)合潛力的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容在于提供一種水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力的評(píng)價(jià)方法，通過分析水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)的三維熒光光譜中熒光峰中心發(fā)射波長大于380nm的不同熒光組分組成特征，判斷水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)的絡(luò)合重金屬潛力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力的評(píng)價(jià)方法，其主要步驟為：

A）提取制備多個(gè)（20個(gè)以上）的水溶性有機(jī)物樣品，掃描其三維熒光光譜，扣除背景值后將其三維熒光數(shù)據(jù)導(dǎo)出；

B）將導(dǎo)出的三維熒光數(shù)據(jù)在MATLAB上采用DOMFluor軟件包(www.models.life.ku.dk)進(jìn)行平行因子分析，得熒光組分?jǐn)?shù)及每個(gè)樣品在對(duì)應(yīng)熒光組分的濃度得分Fmax。

C）將熒光峰中心發(fā)射波長大于380nm熒光組分的F_max相加，得所有水溶性腐殖質(zhì)的濃度得分F₁，將熒光峰中心發(fā)射波長大于420nm熒光組分的Fmax相加，得F₂，通過HQ=F₂/F₁計(jì)算得到HQ，通過HQ判斷水溶性腐殖質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力，水溶性腐殖質(zhì)的HQ值大，重金屬潛力高；水溶性腐殖質(zhì)的HQ值小，絡(luò)合重金屬潛力低。

所述的方法，其中，水溶性有機(jī)物樣品可以為土壤浸提液、有機(jī)廢棄物浸提液、堆肥浸提液、生活污水、垃圾滲濾液、地下水、河水和湖水。

所述的方法，其中，若待分析樣品不夠20個(gè)，可以將采集相似來源的樣品湊夠20個(gè)。

所述的方法，其中，三維熒光光譜掃描時(shí)激發(fā)波長范圍為200～≥400nm，發(fā)射波長范圍為280～≥500nm；

所述的方法，其中，三維熒光光譜掃描時(shí)激發(fā)和發(fā)射波長狹縫寬度小于或等于5nm，掃描速度小于或等于2400nm?min^-1；

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）樣品前處理簡單、快捷。樣品前處理簡單，僅需簡單離心和過濾，前處理過程不改變有機(jī)物的分布和形態(tài)，能真實(shí)反映水溶性腐殖質(zhì)物質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力。

2）檢測速度快。三維熒光光譜分析水溶性有機(jī)物的組成，檢測速度快，15分鐘內(nèi)即可獲得一個(gè)樣品的圖譜。

3）靈敏度高。三維熒光光譜分析水溶性腐殖質(zhì)的含量，其檢測限為10^-9，靈敏度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法中平行因子分析鑒定所得四個(gè)熒光組分（C1、C2、C3、C4）。

圖2是本發(fā)明的方法中水溶性腐殖質(zhì)絡(luò)合重金屬潛力HQ值隨重金屬Pb加入的變化規(guī)律。