[發明專利]有機污染物轉化中間產物的定性定量與質量平衡研究方法

在審

• 申請號: 202110632081.7
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113433230A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 潘曉雪;張學勝;李玉成;王寧;王敏
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/72
• 代理公司: 合肥律通專利代理事務所(普通合伙) 34140
• 代理人: 吳奇

本發明提出有機污染物轉化中間產物的定性定量與質量平衡研究方法，涉及有機污染物領域，將有機物轉化中間產物識別、路徑推導和質量平衡研究標準化，彌補現階段關于環境有機污染物轉化過程機制等方面研究的主觀和經驗判斷性，明確有機污染物的環境歸趨和最終命運，也為評估有機污染物在該處理工藝過程中的生態風險奠定有力基礎。

技術領域

本發明涉及有機污染物領域，尤其涉及有機污染物轉化中間產物的定性定量與質量平衡研究方法。

背景技術

近年來，有機污染物在處理工藝中的轉化過程機制如轉化中間產物識別和路徑推導等研究越來越多。然而，由于化學反應的復雜性等等客觀因素限制，市面上這些中間產物的標準樣品難于獲??；即使存在少量商品化的標準品，價格也十分昂貴。因此，這些報道中的大部分中間產物僅是基于一級質譜、二級質譜碎片信息、NIST數據庫等進行推斷，并未采用標樣驗證，進而導致提出的路徑極度缺乏驗證，且無法量化轉化中間產物的相對產率，更無法進行質量平衡分析，目標污染物是否還存在其他路徑等問題也無從得知。即使某一處理工藝對目標污染物具有較高的去除效率，也無法對此工藝中該污染物的轉化歸趨做出實際的指導意義。

有機污染物的質量平衡是指該污染物在轉化過程中遵循質量守恒定律，即，假設該污染物可被全部轉化，反應前它的質量(以碳計)應等于經各轉化路徑生成的所有初始產物的質量(以碳計)之和。進行準確的質量平衡分析能夠將反應過程中未知或難以計量的轉化初始產物做出定量，用可靠的實驗數據將復雜的化學反應一一“分離解剖”，并揭示所提出的轉化路徑是否全面等問題?，F階段，環境污染物的質量平衡研究仍限于它的輸入和輸出、生產和消耗等宏觀層面，轉化中間產物標準樣品的缺乏導致其在轉化過程這類微觀層面的質量平衡驗算還無法進行。

發明內容

本發明的目的在于提供有機污染物轉化中間產物的定性定量與質量平衡研究方法，以用于有機污染物轉化中間產物進行定性定量分析、轉化路徑推導和質量平衡驗算。

本發明為解決上述技術問題，采用以下技術方案來實現：有機污染物轉化中間產物的定性定量與質量平衡研究方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、有機物污染物轉化：向反應器皿中加入配好的有機污染物物，在處理工藝進行過程中不同時段取樣，并用終止劑結束反應；

S2、轉化中間產物的定性研究：

有機物污染物在轉化過程中的中間產物分別采用高效液相色譜、液相色譜-質譜聯用儀的一級和二級分析、氣相色譜、氣相色譜-質譜聯用儀的一級和二級分析、離子色譜、制備色譜、紅外光譜、核磁共振波譜進行鑒別；

第一步：針對液相色譜-質譜聯用儀上獲得的總離子流色譜圖進行分析，以物質的準分子離子在不同反應時間的峰面積變化趨勢篩選可能的中間產物，根據物質準分子離子質荷比、所含原子種類、特殊原子同位素峰和處理工藝特點，推測可能的分子結構；保持準分子離子的實驗質荷比與推測的分子離子理論質荷比之間的誤差小于3ppm，然后將篩選出的可能產物分子離子質荷比作為母離子，給予15-50V的碰撞能，進行二級質譜分析，若其碎片離子信息與推測產物的結構相同，則初步認定其為轉化中間產物；

第二步：標樣驗證；通過對比第一步初步認定的轉化中間產物的反應樣品和標準品在液相色譜-質譜聯用儀、氣相色譜-質譜聯用儀上的色譜保留時間以及液相色譜-質譜聯用儀、氣相色譜-質譜聯用儀二級分析圖譜的碎片離子信息，確定準確的反應中間產物結構；

中間產物分離純化：液相色譜-質譜聯用儀、氣相色譜-質譜聯用儀找出并記錄待分離中間產物的分子離子生成的最高峰面積和此時對應的時間點t，所述反應溶液在反應t時間后終止，基于目標組分的性質，選擇對應的有機溶劑進行萃取后，將萃取液負載到硅膠上，負載樣品上樣至正和/或反向分離柱，在制備色譜儀器上進行組分分離，收集洗脫液、蒸干后，再溶解至液相色譜溶劑中，并觀察其在高效液相色譜全波長掃描下的出峰情況；

S3、定量分析