本发明专利技术涉及一种大气中短链氯化石蜡被动采样材料及其制备方法，属于环境大气及废气监测技术领域。所述被动采样材料为负载有聚乙二醇20M的聚氨酯泡沫。本发明专利技术所述被动采样材料的采样量是空白聚氨酯泡沫碟片的1.2倍，采集C12、C13短链氯化石蜡的相对丰度分别是空白聚氨酯泡沫碟片的1.1倍、1.4倍。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大气中短链氯化石蜡被动采样材料及其制备方法，属于环境大气及废气监测
技术介绍
持久性有机污染物(POPs)引起全球关注是因其具有难以降解的环境持久性，长距离全球传输性，生物蓄积性和毒性(如具有致癌性，发育毒性，致畸性，具有免疫和生殖毒性，作为内分泌干扰物可能造成男性雌性化等)。POPs往往通过空气、水和迁徙物种作跨越国际边界的迁移并沉积在远离其排放地点的地区，随后在那里的陆地生态系统和水域生态系统中蓄积起来。虽然某些持久性有机污染物已禁止生产，但其在环境中仍然存在，在水体、大气、土壤中均有检出，并且其在环境水圈、大气圈和土圈间进行迁移转化。2001年联合国环境规划署发布了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》。根据这项公约，各缔约国将采取协调一致的行动，首先控制12类持久性有机污染物，分别为有机氯农药(OCPs)中的滴滴涕、六氯苯、氯丹、灭蚁灵、毒杀酚、艾试剂、狄氏剂、异狄氏剂及七氯；多氯联苯(PCBs)；多氯代二苯并对二噁英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)。2009年和2011年，“斯德哥尔摩公约”受控名单中分别新增了9种和1种严重危害人类健康与自然环境的有毒新型POPs，即：全氟辛基羧酸(PFOA)、全氟辛基磺酸及其盐(PFOS)和全氟辛基磺酰氟(PFOS-F)、五溴联苯醚和八溴联苯醚(PBDEs)、开蓬、六溴联苯、林丹、五氯苯、α-六氯环己烷、β-六氯环己烷以及硫丹，并在全球范围开展消减与控制。2013年六溴环十二烷(HBCDs)也登上了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》禁用化学制品的黑名单。氯化石蜡(ChlorinatedParaffins,CPs)是一组人工合成的正构烷烃氯代衍生物，其通用分子式为CnH2n+2-mClm，氯化程度通常在30-70％之间(以质量计)。按照碳链长度不同，CPs可分为短链氯化石蜡(Short-chainCPs,SCCPs,C10–13)、中链氯化石蜡(Medium-chainCPs,MCCPs,C14–17)和长链氯化石蜡(long-chainCPs,LCCPs,C>17)。CPs具有高稳定性和低挥发性等特点，因此被广泛应用于金属加工液、密封剂、橡胶和纺织品的阻燃剂、皮革加工以及涂料中。自然界中没有天然产生CPs的来源，环境介质中CPs主要来源于相关工业产品的生产和使用。CPs自二十世纪三十年代开始大量生产和使用，到1985年全球产量已经达到30万吨，到上个世纪90年代末，SCCPs的年产量约为5万吨。我国是世界上最大的CPs生产国和使用国，到2011年我国CPs生产总量达到41万吨。按照CPs的生产量计算，CPs的环境存量远高于其他POPs物质。例如，多氯联苯(PCBs)的全球年产量在1970年达到最高，为7.55万吨；2001年多溴联苯醚(PBDEs)的全球年产量约为6.7万吨，而当今CPs的年产量是二者总和的6倍以上。我国CPs产品以氯含量定义，产品中SCCPs的含量主要受原料和生产工艺影响。有研究报道，估算2011年我国SCCPs排放总量接近1800吨，平均增速达到10％以上，对大气排放量接近500吨。SCCPs也称短链氯化正构烷烃，是氯化石蜡产品中碳链长度为10至13个碳原子的产品。其含有1至13个氯原子(约16-78％计重，分子式：CxH(2x-y+2)Cly，其中，x＝10-13，y＝l-13)。SCCPs主要用作金属加工润滑剂、油漆、密封剂、粘合剂、塑料添加剂或者阻燃剂等。从上个世纪30年代起，氯化石蜡就作为工业产品生产，氯化石蜡的毒性研究表明其目标器官包括肝、肾及甲状腺等，毒性效应与链长相关，链长越短毒性越大。近年来，SCCPs已陆续被美国、加拿大、欧盟和日本列为限制使用或禁止生产的化工产品。SCCPs由于具有持久性、生物累积性、长距离迁移能力和毒性，被《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列为POPs候选物质。目前，相关领域专家正在进行短链氯化石蜡(SCCPs)评估以决定其是否在下次会上讨论并最终进入受控名单。新型POPs，SCCPs是目前国际环境科学研究的热点领域，同时其所引起的环境污染问题也是影响我国环境安全的一个重要因素。空气是一种重要的环境介质，监测空气中SCCPs对评价大气环境质量、评估SCCPs长距离环境迁移及评价SCCPs的生态风险性均具有重要意义。对大气中有机污染物的监测有主动采样技术和被动采样技术。主动采样仪-大体积空气采样仪(High-volumeairsampler)用于监测大气中POPs已有多年的历史。这些系统通过采样泵使空气通过滤膜收集颗粒物，通过吸收剂阱收集气相物质。所存在的问题包括，挥发性物质从滤膜所收集的颗粒物表面挥发，收集物穿过吸收剂阱，气相物种吸附于滤膜。另外，采用大流量采样器进行的空气主动采样的成本高，需要电源(动力)及科研人员的时刻监护，不适合野外大范围采样。近年来被动采集空气中POPs类污染物的采样技术在国际上得到了高度关注。大气被动采样技术能够弥补传统主动采样的缺陷。被动采样技术具有采样器结构简单、价格低廉、携带方便、不需要电源等特点，非常适合POPs空气样品的多点位采集，因此该技术既适合应用于小尺度的POPs空气质量检测，又适合大尺度、大气POPs研究。被动采样器以环境介质间的逸度差为驱动力，经过扩散吸附作用，目标物被具有高吸附能力的材料吸附，实现大气样品的采集。基于吸附材料的不同，被动采样器主要分为聚氨酯泡沫(PUF)采样器、半透膜(SPMD)采样器、XAD树脂采样器、还包括以油覆盖的盘子和扩散管吸附污染物，以及植物监测。扩散管和盘子的主要缺点是它们采样量不足，对大气中低浓度化合物难以检测，并且油盘也采集湿沉降。许多研究者以植物作为被动采样器来采样，如，树皮、苔藓或松针，为了监测大范围的有机污染物在环境空气中浓度，假设其在植物中分布与大气中浓度密切相关。然而，植物组织采样容量和采样速度随植物种类、年龄、位置和季节而变化。因此，这些以植物采样得到的数据是不确定的，并使对数据的解释变得复杂，从而限制了以植物作为监测工具的潜力。吸收技术能采集较大体积空气并浓缩目标化合物，因此可检测痕量物种。SPMD采样器采样时需将其置于完全未经任何化学处理的木质Stevenson箱中以减少温度、风、霜、雨、雪等环境变化的影响，操作程序复杂。XAD树脂采样器是一种利用苯乙烯-二乙烯基苯共聚物XAD-2粉末作为吸附剂的大气被动采样装置，其缺点是结构复杂、制作与运输成本昂贵、操作繁琐、采样速度慢，限制了其普及与应用。当主动和被动采样法使用PUF采集环境空气中CPs时，因多数PUF在生产中都加有不同量、不同种类的CPs阻燃剂，PUF的预处理尤其重要，其处理效果好坏，对样品后续的定量分析影响显著。目前PUF预处理的方法主要常用的有以正己烷/二氯甲烷(1：1，v：v)，多次、大剂量、长时间(如，48，72h)索氏提取预处理；或甲醇(48h)，丙酮(24h)和二氯甲烷(24h)索氏提取预处理；或甲苯(24h)，丙酮(8h)和甲苯(8h)索氏提取预处理；索氏提取溶剂浪费量大，耗时长，并产生大量的有毒提取废液于环境。也有以加速溶剂萃取仪，以二氯甲烷、丙酮等为萃取溶剂对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大气中短链氯化石蜡被动采样材料，其特征在于：所述被动采样材料为负载有聚乙二醇20M的聚氨酯泡沫。
【技术特征摘要】
1.一种大气中短链氯化石蜡被动采样材料，其特征在于：所述被动采样材料为负载有聚乙二醇20M的聚氨酯泡沫。2.根据权利要求1所述的被动采样材料，其特征在于：所述聚乙二醇20M的重量为聚氨酯泡沫重量的1-8％。3.权利要求1或2所述被动采样材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为将聚氨酯泡沫浸渍在聚乙二醇20M溶液中，溶剂挥发后，老化，得到被动采样材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇20M溶液浓度为0.1429-1.143g/L。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱秀华，陈吉平，白浩，高媛，马新东，王炜，董学伟，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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