一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法包括：(一)溶液提取：S1、将全生物降解地膜剪碎得样品备用；S2、将内标溶液和提取溶液加入到样品中，采用微波萃取方法密封萃取，涡旋，过滤，得萃取液；S3、在萃取液中加入超纯水、萃取溶剂与分散溶剂的混合溶液，摇匀，再加入氯化钠，涡旋辅助分散液液微萃取，离心，取下层溶液，即得有机添加剂溶液；(二)水培实验；(三)有机添加剂进样分析。本发明专利技术采用微波辅助提取能有效提高全生物降解地膜中有机添加剂的回收率，并减少提取时间，同时分散液液微萃取能有效去除大量非目标化合物的干扰，使得提取物的有机添加剂更为纯净，能真实的反应有机添加剂的生态毒性。

A method to evaluate the ecotoxicity of organic additives in biodegradable mulch film by hydroponics

【技术实现步骤摘要】
一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法
本专利技术涉及一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，属于全生物降解地膜有机添加剂生态毒性的分析领域。
技术介绍
全生物降解地膜是一种能在1-2个植物生长周期内完全被微生物降解的新型地膜，其降解原理是表面被微生物黏附，微生物以聚酯中的有机碳为营养碳源，在酶的作用下，高分子被分解成分子量较低的碎段，碎段被微生物吸收或消耗，经过代谢形成二氧化碳、水、矿物盐和新的生物质，最终完全被自然界消纳。这是一种从源头上攻克聚乙烯或聚丙烯残膜污染的技术，在农业生产中具有广泛的应用前景。全生物降解地膜主要组成成分为全生物降解树脂(聚乳酸(PLA)、对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与聚己内酯(PCL)等)，因其化学结构中没有毒性单元而表现出的环境无毒性，从而较少研究全生物降解地膜中的物质组成与含量。全生物降解地膜添加剂是一类在地膜生产过程中有意或无意添加到聚合物中的化合物，以使得材料达到要求的物理与化学性质，从而提高材料性能与适用性来满足生产与使用要求。按照组成可以将添加剂分为有机(抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂等)或无机(硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐等)添加剂二类，其中有机添加剂主要包含如酸类(含苯环)、胺类、脂肪酰胺类、酯类与酚类等各类化合物，其中某些有机添加剂具有明显的毒性单元，具有一定急性与慢性毒性。这些物质势必会随着地膜的使用转移至土壤与地下水中，对环境造成污染，从而危害人类健康。因此，开展全生物降解地膜中主要的有机添加剂毒性评价对全生物降解地膜的安全使用具有非常重要的意义。然而，目前无法对全生物降解地膜中的有机添加剂的生态毒性进行有效的评价，主要原因在于：一是全生物降解地膜作为一种新兴材料，目前未有针对其降解产物进行安全性评价的行之有效的方法；二是现有技术也没有公开提取全生物降解地膜中主要有机添加剂的方法。现有文献主要是对非降解塑料包装中的主要有机添加剂进行检测与分析。并且在前处理提取方面，主要利用超声提取、微波辅助提取、静态/动态顶空分析、固相微萃取等方法，其中超声提取效率较低，时间较长；静态/动态顶空分析、固相微萃取方法一般只适用于分析挥发性成分；微波辅助提取效率较高，时间短，但提取出大量非目标化合物，对有机添加剂的毒性干扰大，并且在进行评价色谱系统时易产生污染并干扰目标色谱峰。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：提供一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，该方法采用微波辅助提取能有效提高全生物降解地膜中有机添加剂的回收率，并减少提取时间，同时分散液液微萃取能有效去除大量非目标化合物的干扰，使得提取物的有机添加剂更为纯净，能真实的反应有机添加剂的生态毒性，以克服现有技术存在的不足。本专利技术的技术方案是：一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，包括以下步骤：(一)溶液提取S1、样品预处理：将全生物降解地膜剪碎，得样品备用；S2、有机添加剂的提取：将内标溶液和提取溶液加入到所述样品中，采用微波萃取方法密封萃取，涡旋，过滤，得萃取液备用；S3、有机添加剂的微萃取净化：在所述萃取液中加入超纯水、萃取溶剂与分散溶剂的混合溶液，摇匀，再加入氯化钠，涡旋辅助分散液液微萃取，离心，取下层溶液，即得有机添加剂溶液；(二)水培实验1)在有机添加剂溶液中加入营养液作为实验组，在蒸馏水中加入等量营养液设为对照组，其中有机添加剂溶液和蒸馏水体积相同；2)将浸泡过夜后的实验组和对照组溶液分别转移到两个水培箱中，并调节实验组和对照组溶液pH至6.6-6.9；3)在每个水培箱中各放置相同数量的露白的植物种子，待种子长出真叶后留下长势最好的一颗；4)每隔一段时间在各水培箱中加入等量的营养液至水位线，保持恒重以补充所蒸发的水分，按常规方式管理；5)在设定时间随机选取各组相同数量的幼苗，测定实验组和对照组幼苗的根系和茎叶生物量，对比判定有机添加剂溶液的毒性；(三)有机添加剂进样分析取有机添加剂溶液进样，对各种有机添加剂采用气相色谱-质谱检测器进行色谱定性与定量分析。优选的，步骤S2中内标溶液为乙酸苯乙酯溶液，提取溶液为甲醇溶液。优选的，步骤S2中微波萃取方法采用密闭微波辅助萃取系统，微波萃取条件为：微波功率800w，温度80℃，萃取时间20min。优选的，步骤S3中萃取溶剂与分散溶剂的混合溶液是四氯化碳与丙酮的混合溶液。优选的，有机添加剂进样分析中色谱条件为：毛细管色谱柱，程序升温，进样口温度280℃，分流进样，分流比为：5:1，载气：高纯氦气，恒定流速：1.0mL/min，进样量：1.0μL；质谱条件为电子轰击离子源(EI源)，离子源温度：230℃，四级杆温度：150℃，质谱传输线温度：280℃，离子源电压：70eV，溶剂延迟7min，定性采用全扫描，扫描范围50～500amu，定量采用选择离子扫描。优选的，毛细管色谱柱为5％苯基-95％二甲基聚硅氧烷固定相，规格为60m×0.25mm，0.25μm膜厚，程序升温条件为初始温度60℃，保持2min；以15℃/min升至230℃，保持5min；以5℃/min升至280℃保持20min；以3℃/min升至290℃，保持5min。优选的，有机添加剂中以保留时间、NIST08、Wiley08、保留指数或标准物质进行定性分析，以内标法进行定量分析。优选的，定量以乙酸苯乙酯为内标分别进行绝对定量与相对定量。本专利技术的有益效果是：本专利技术建立了一种基于微波辅助萃取结合分散液液微萃取技术提取全生物降解地膜中主要有机添加剂，并对有机添加剂进行水培实验以评价其生态毒性的方法，与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、微波辅助提取能有效提高提取效率与减少提取时间；2、分散液液微萃取能有效减少非目标化合物的干扰，使得提取物的有机添加剂更为纯净，能真实的反应有机添加剂的生态毒性；3、通过结合微波辅助萃取与分散液液微萃取，采用气相色谱-质谱检测方法能同时分析全生物降解地膜中71种主要的有机添加剂，可提高方法对添加剂检测的灵敏度；4、具有简单、快速、且稳定性好的特点，可以有效提高样品检测的数据准确性。本专利技术所提供的应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，弥补了现有技术不能有效评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的缺陷，能够更加准确、更加直观反应出全生物降解地膜中有机添加剂的生态毒性，而基于这些测定、分析结果，进一步可为全生物降解地膜有机添加剂与生态污染之间的关联性分析并且为全生物降解地膜的改良生产奠定一定的基础。附图说明图1是14种有机添加剂标准品气相色谱-质谱色谱图；图2是全生物降解地膜中71种主要有机添加剂的气相色谱-质谱色谱图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(一)溶液提取/nS1、样品预处理：将全生物降解地膜剪碎，得样品备用；/nS2、有机添加剂的提取：将内标溶液和提取溶液加入到所述样品中，采用微波萃取方法密封萃取，涡旋，过滤，得萃取液备用；/nS3、有机添加剂的微萃取净化：在所述萃取液中加入超纯水、萃取溶剂与分散溶剂的混合溶液，摇匀，再加入氯化钠，涡旋辅助分散液液微萃取，离心，取下层溶液，即得有机添加剂溶液；/n(二)水培实验/n1)在有机添加剂溶液中加入营养液作为实验组，在蒸馏水中加入等量营养液设为对照组，其中有机添加剂溶液和蒸馏水体积相同；/n2)将浸泡过夜后的实验组和对照组溶液分别转移到两个水培箱中，并调节实验组和对照组溶液pH至6.6-6.9；/n3)在每个水培箱中各放置相同数量的露白的植物种子，待种子长出真叶后留下长势最好的一颗；/n4)每隔一段时间在各水培箱中加入等量的营养液至水位线，保持恒重以补充所蒸发的水分，按常规方式管理；/n5)在设定时间随机选取各组相同数量的幼苗，测定实验组和对照组幼苗的根系和茎叶生物量，对比判定有机添加剂溶液的毒性；/n(三)有机添加剂进样分析/n取有机添加剂溶液进样，对各种有机添加剂采用气相色谱-质谱检测器进行色谱定性与定量分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)溶液提取
S1、样品预处理：将全生物降解地膜剪碎，得样品备用；
S2、有机添加剂的提取：将内标溶液和提取溶液加入到所述样品中，采用微波萃取方法密封萃取，涡旋，过滤，得萃取液备用；
S3、有机添加剂的微萃取净化：在所述萃取液中加入超纯水、萃取溶剂与分散溶剂的混合溶液，摇匀，再加入氯化钠，涡旋辅助分散液液微萃取，离心，取下层溶液，即得有机添加剂溶液；
(二)水培实验
1)在有机添加剂溶液中加入营养液作为实验组，在蒸馏水中加入等量营养液设为对照组，其中有机添加剂溶液和蒸馏水体积相同；
2)将浸泡过夜后的实验组和对照组溶液分别转移到两个水培箱中，并调节实验组和对照组溶液pH至6.6-6.9；
3)在每个水培箱中各放置相同数量的露白的植物种子，待种子长出真叶后留下长势最好的一颗；
4)每隔一段时间在各水培箱中加入等量的营养液至水位线，保持恒重以补充所蒸发的水分，按常规方式管理；
5)在设定时间随机选取各组相同数量的幼苗，测定实验组和对照组幼苗的根系和茎叶生物量，对比判定有机添加剂溶液的毒性；
(三)有机添加剂进样分析
取有机添加剂溶液进样，对各种有机添加剂采用气相色谱-质谱检测器进行色谱定性与定量分析。


2.根据权利要求1所述应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，其特征在于，步骤S2中内标溶液为乙酸苯乙酯溶液，提取溶液为甲醇溶液。


3.根据权利要求1所述应用水培实验评价全生物降解地膜中有机添加剂生态毒性的方法，其特征在于，步骤S2中微波萃取方法采用密闭微波辅助萃取系统，微...

【专利技术属性】
技术研发人员：高维常，蔡凯，林英超，曾陨涛，林叶春，刘文霖，杨志晓，
申请(专利权)人：贵州省烟草科学研究院，
类型：发明
国别省市：贵州;52