[發明專利]一種測定腐殖質抗氧化能力的系統和方法

有效

• 申請號: 201710458393.4
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107202825B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 袁勇;蔡茜茜;周麗華
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N27/28
• 分類號: G01N27/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供一種測定腐殖質抗氧化能力的系統和方法，所述測定腐殖質抗氧化能力的系統包括：陽極室，所述陽極室設有陽極電解液和陽極室電極；陰極室，所述陰極室設有陰極電解液和陰極室電極；將所述陽極室和陰極室隔開的質子交換膜；將所述陽極室電極和陰極室電極外接的負載電阻；與所述負載電阻并聯的電壓表；所述陽極電解液包括含有氯化鉀的磷酸緩沖液；所述陰極電解液為酸性高錳酸鉀溶液。與現有技術相比，本發明提供的測定腐殖質抗氧化能力的系統在保證準確性的基礎上，簡化電化學法的配套儀器，能夠滿足室外測樣，從而實現對腐殖質抗氧化能力的快速、實時測定，且準確度高、成本低、能耗小。

技術領域

本發明涉及環境電化學技術領域，更具體地說，是涉及一種測定腐殖質抗氧化能力的系統和方法。

背景技術

腐殖質(Humic Substances，簡稱HSs)是水體、土壤中動植物殘體經過長期的物理、化學、生物等作用轉化而成的一類高分子化合物。在厭氧條件下，HSs可作為電子中介體接受來自微生物呼吸作用的電子，具有加快微生物與胞外電子受體之間電子穿梭特性；在好氧條件下，可釋放電子，與氧化性物質反應，因此具有抗氧化特性。HSs的抗氧化特性主要是由于其結構中的酚。酚是羥基(-OH)與芳烴核(苯環或稠苯環)直接相連而成的基團，被認為是強烈影響土壤和水環境中具有反應活性的氧化劑含量及壽命的物質，能夠保護HSs結構中其他功能基團不被氧化，對環境中HSs的物化性質穩定性的保持起到了重要作用。

HSs的抗氧化特性對環境污染物的治理過程起到了重要的影響。例如，在表層水中，可溶態HSs能與氧氣反應，且能供給電子給光解產生的自由基，強烈抑制了表層水中有機污染物的氧化或光解；在實際的污水處理中，也需增加消毒和污染物去除過程中所需要的化學氧化劑量，以去除含有抗氧化性高的HSs的污水。HSs的抗氧化特性的抑制作用也存在于其他環境介質中，如在土壤中，影響MnO₂表面的氧化性污染物的轉化，MnO₂會先于污染物與HSs反應，從而抑制該污染物的降解。因此，HSs作為環境中普遍存在的抗氧化劑，在對環境污染物降解和轉化過程中其抗氧化特性(電子供給能力，Electron donatingcapacity，簡稱EDC)受到了特別的關注。

目前，現有技術中確定EDC的方法常用化學法和電化學法：

(1)化學法測定腐殖質的抗氧化能力：用K₃[Fe(CN)₆]氧化被Zn還原了的HS：

HS-Q+Zn(0)+2H⁺→HS-QH₂+Zn²⁺；

HS-QH₂+2[Fe(CN)₆]^3-→2[Fe(CN)₆]^4-+HS-Q+2H⁺；

通過對產物的定量測量分析，按照反應等式可以得到EDC。

(2)電化學法測定腐殖質的抗氧化能力：在電化學工作站設定的恒定電位的條件下(+0.61V vs.SCE)，通過計時庫侖法檢測HSs供給至電極的電子轉移量。