基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法，其利用表面活性剂作为间接法介质，通过测定疏水性有机物在胶束中的分配系数和在胶束与LDPE中的分配系数，建立了精准快速测定疏水性有机物LDPE膜/水分配系数的方法。本发明专利技术避免了对水相中疏水性有机物直接测定，同时缩短了目标物在LDPE和胶束相中达到萃取平衡的时间，可达到快速精确测定的目的，为野外现场测定提供实验和理论基础。引入间接法介质的思想融合到具体的膜/水分配系数的问题中，为进一步扩展LDPE作为吸附相的被动采样技术的应用范围和开发新型被动采样技术工艺提供理论基础和技术支持。

Rapid Determination of Hydrophobic Organic Compound LDPE Film/Water Partition Coefficient Based on Surfactant Enhanced Extraction

The present invention relates to a rapid determination method of hydrophobic organic matter LDPE film/water partition coefficient based on surfactant enhanced extraction, which uses surfactant as indirect medium to establish a precise and rapid determination method of hydrophobic organic matter LDPE film/water partition coefficient by measuring the partition coefficient of hydrophobic organic matter in micelles and in micelles and LDPE. The method avoids the direct determination of hydrophobic organic matter in water phase, shortens the extraction equilibrium time of the target in LDPE and micellar phase, achieves the purpose of rapid and accurate determination, and provides experimental and theoretical basis for field measurement. The idea of indirect medium is introduced into the specific membrane/water partition coefficient problem, which provides theoretical basis and technical support for further expanding the application scope of LDPE passive sampling technology as adsorption phase and developing new passive sampling technology.

【技术实现步骤摘要】
基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法
本专利技术涉及LDPE被动采样
，尤其涉及基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法。
技术介绍
疏水性有机污染物（HydrophobicOrganicContaminants，HOCS）具有致癌、致畸和致突变性，对生物体危害较大，LDPE（低密度聚乙烯膜）作为新兴被动采样技术逐渐运用于水体中HOCS浓度的监测。因此如何测定HOCS在LDPE与水相之间的分配系数KPE-w显得尤为重要。利用LDPE技术测定KPE-w值的方法主要有直接法和间接法，对于强疏水性有机污染物来说直接法测定时间过长，精度也很难保证，给采样和测定带来很多困难，而间接法研究较少，仅发现基于甲醇水混合液体系中KPE-w值的测定，因甲醇本身的因素也导致测定结果不准确。同时器壁表面的吸收、挥发损失以及待测物的低溶解度引起的部分沉淀等因素也会引起很大误差。在本专利技术之前，直接将LDPE放入污染物水溶液中，定期监测LDPE吸附浓度，能够测出KPE-w值，但是存在着时间长达几十到几百天的缺陷，尤其是对于强疏水性有机物来说，其溶解度都很低，给测定结果带来了很大的不确定性；通过间接的方法在体系中加入甲醇溶液，的确可以在一定程度上缩短达到萃取平衡的时间，但是由于甲醇水溶液也可自由通过LDPE膜，故会有部分甲醇水溶液残留在膜内部，致使结果偏高或不准确。同时关于强疏水性有机化合物的KPE-w值的测定、logKPE-w与logKow之间是否存在线性关系、HOCS在LDPE膜吸附过程及影响因素也鲜有报道，尤其是针对间接法测定LDPE膜/水分配系数及其测定方法的应用和推广，迄今为止未见报道。其中Kow为辛醇-水分配系数，用以表征有机污染物疏水性强度。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服上述缺陷，提出基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定本专利技术的技术方案是：基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定，其主要技术特征在于，包括以下步骤：（1）选取不同疏水性有机物(HOCS)配置标准液和储备液，以十二烷基聚氧乙烯醚（Bij30）作为表面活性剂配置成梯度水溶液，定量取目标物标准液或储备液加入到离心管中，经氮吹仪吹干，分别加入不同浓度的Bij30水溶液定容振荡，经离心定容后萃取，取萃取液，通过气象色谱串联质谱检测器(GC-MS)测定HOCS在Bij30中的溶解度，得出HOCS在胶束中的饱和浓度，通过工具书查找水相中的溶解度，计算出HOCS在水相胶束中达到饱和时的分配系数Kmic-w；（2）将预处理后的低密度聚乙烯（LDPE）膜，放入溶有目标物的不同浓度的Bij30饱和溶液中经振荡使其达到动态平衡，用异辛烷分别萃取LDPE与吸附后的Bij30溶液，取萃取液通过GC-MS测定浓度，计算出HOCS在胶束和LDPE中的分配系数KPE-mic；（3）通过对实验数据进行多元线性回归分析，得到线性回归模型：logKPE-w=1.05logKmic-w+0.05,R2=0.96,n=63，其中KPE-w为LDPE膜/水分配系数、R为拟合相关系数、n为有机污染物数量，同时绘制出logKmic-w与logKow相关性示意图、logKPE-w与logKow相关示意图和logKPE-w与logKmic-w相关性示意图；明确KPE-w与Kmic-w及KPE-w与KPE-mic的关系，从而精确测定KPE-w，其中Kow为辛醇-水分配系数。作为本专利技术的进一步改进在于，还可以包括步骤（4），根据目标物的KPE-w表达式建立目标物的KPE-w与其活度系数关系公式，验证测定KPE-w的可行性；所述KPE-w与其活度系数关系公式指目标物在LDPE与胶束相中达动态平衡时，两者活度相等，通过测定待测物在LDPE和胶束体系中的分配系数，从而精确测定待测物在LDPE与水相中的分配系数。通过该步骤可以验证测定KPE-w的可行性。上述步骤（1）中，所述选取的HOCS物质为PAHS标样、PCBS标样和PBDES标样一共n=63种；Bij30溶液浓度分别为0.03125g/L、0.0625g/L、0.125g/L、0.25g/L、0.5g/L，定容均至30mL，振荡条件为:加盖密封，用手腕式振荡器在25°条件下振荡3天，所述离心在8000rpm条件下，离心后转移2mL上清液并加入2mL萃取液，所述萃取液为异辛烷，萃取时间为24h。上述步骤（2）中，所述预处理后的LDPE膜指密度均匀，大小均被剪裁为1cm×5cm，先后放入二氯甲烷、甲醇和超纯水中清洗，且在使用前一直浸泡于超纯水中的膜；振荡条件为：加盖密封用手腕式振荡器在25°条件下振荡15-30天。分子量小于550的化合物的动态平衡时间选15天，分子量大于550化合物的动态平衡时间选30天；当然，动态平衡时间的选择也可不受此限制，可以有更多选择，以其达到动态平衡为基本指标，大部分HOCs平衡时间可选定为15天（360h），另外对于分子量较大的化合物（分子量大于550）平衡时间可设定为30天（720h），则基本可以达到动态平衡。上述步骤（2）中，所述动态平衡时间是选取Pyrene，PCB80和BDE99三种代表物质，在浓度为10ng/mL，体积为45mL的试样中进行平衡时间实验，分析测定各时间点的LDPE吸附待测物浓度与胶束中待测物浓度的比值，得到动态平衡时间。上述步骤（3）中，在进行多元线性回归分析时，选取R2=0.96,n=63，其中R为拟合相关系数、n为有机污染物数量。本专利技术通过测定疏水性有机物（HydrophobicOrganicContaminants，HOCS）在胶束中的分配系数Kmic-w和在胶束与LDPE体系中的分配系数KPE-mic，建立测定疏水性有机物在LDPE膜/水中的分配系数KPE-w的快速测定方法；本专利技术的优点和效果在于在三相体系（吸附相、胶束相、水相）中研究分配系数更为简便，避免了对水相中HOCS物质的直接测定；排除了由于瓶壁表面吸附等引入的误差问题，同时缩短了目标物在LDPE和胶束相中达到萃取平衡的时间，可达到快速精确测定KPE-w的目的，为野外现场测定提供实验和理论基础。本专利技术方法不仅经济、简单、方便，还将引入间接法介质的思想融合到具体的膜水分配系数的问题中，研究思路具有创新性和开创性，为进一步扩展LDPE作为吸附相的被动采样技术的应用范围和开发新型被动采样技术工艺提供理论基础和技术支持，因而，具有很好的理论意义和推广应用价值。附图说明图1为萃取动力学曲线图。以logKPE-w对萃取时间作图，KPE-w=CPE/Cw，试样体积为45mL，LDPE膜大小为1cm×5cm。图2为HOCS在胶束中的浓度示意图。图中Bij30浓度分别为0.03125g/L、0.0625g/L、0.125g/L、0.25g/L、0.5g/L，试样体积为45mL。图3为QUOTE与QUOTE相关性示意图。图4为QUOTE与QUOTE相关性示意图。图5为QUOTE与QUOTE相关性示意图。具体实施方式下面将对本专利技术中的技术思路和实施例进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选取不同HOCS配置标准液和储备液，以Bij30作为表面活性剂配置成梯度水溶液，定量取目标物标准液或储备液加入到离心管中，经氮吹仪吹干，分别加入不同浓度的Bij30水溶液定容振荡，经离心定容后萃取，取萃取液，通过GC‑MS测定HOCS在Bij30中的溶解度，得出HOCS在胶束中的饱和浓度，通过工具书查找水相中的溶解度，计算出HOCS在水相胶束中达到饱和时的分配系数Kmic‑w；（2）将预处理后的LDPE膜，放入溶有目标物的不同浓度的Bij30饱和溶液中经振荡使其达到动态平衡，用异辛烷分别萃取LDPE与吸附后的Bij30溶液，取萃取液通过GC‑MS测定浓度，计算出HOCS在胶束和LDPE中的分配系数KPE‑mic；（3）通过对实验数据进行多元线性回归分析，得到线性回归模型：logKPE‑w=1.05 logKmic‑w+0.05，其中KPE‑w 为LDPE膜/水分配系数，同时绘制出logKmic‑w与logKow相关性示意图、logKPE‑w与logKow相关示意图和logKPE‑w与logKmic‑w相关性示意图；明确KPE‑w与Kmic‑w及KPE‑w与KPE‑mic的关系，从而精确测定KPE‑w，其中Kow为辛醇‑水分配系数。...

【技术特征摘要】
1.基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选取不同HOCS配置标准液和储备液，以Bij30作为表面活性剂配置成梯度水溶液，定量取目标物标准液或储备液加入到离心管中，经氮吹仪吹干，分别加入不同浓度的Bij30水溶液定容振荡，经离心定容后萃取，取萃取液，通过GC-MS测定HOCS在Bij30中的溶解度，得出HOCS在胶束中的饱和浓度，通过工具书查找水相中的溶解度，计算出HOCS在水相胶束中达到饱和时的分配系数Kmic-w；（2）将预处理后的LDPE膜，放入溶有目标物的不同浓度的Bij30饱和溶液中经振荡使其达到动态平衡，用异辛烷分别萃取LDPE与吸附后的Bij30溶液，取萃取液通过GC-MS测定浓度，计算出HOCS在胶束和LDPE中的分配系数KPE-mic；（3）通过对实验数据进行多元线性回归分析，得到线性回归模型：logKPE-w=1.05logKmic-w+0.05，其中KPE-w为LDPE膜/水分配系数，同时绘制出logKmic-w与logKow相关性示意图、logKPE-w与logKow相关示意图和logKPE-w与logKmic-w相关性示意图；明确KPE-w与Kmic-w及KPE-w与KPE-mic的关系，从而精确测定KPE-w，其中Kow为辛醇-水分配系数。2.根据权利要求1所述的基于表面活性剂强化萃取的疏水性有机物LDPE膜/水分配系数快速测定方法，其特征在于：步骤（1）中，所述选取的HOCS物质为PAHS标样、PCBS标样和PBDES标样一共n=63种；Bij30溶液浓度分别为0.03125g/L、0.0625g/L、0.125g/L、0.25g/L、0.5g/L，定容均至30mL，振荡条件为:加盖密封，用手腕式振荡器在25°条件下振荡3天，所述离心在8000rpm条件下，离心后转...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱腾义，吴晶，何成达，吴军，陈文瑄，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32