通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，具体包括：将微塑料与浓度为0.25～1mg/L含三价砷的溶液按照质量体积比为1～2mg/ml的比例混合均匀，然后在有氧环境下进行振荡培养；并且在0、1、2、4、6、10h取样，过0.22微米滤膜，滤液用0.2M盐酸保存，随后用原子荧光光度计测定三价砷和总砷含量，根据三价砷浓度随反应时间的变化情况，计算砷的氧化速率，用于估算微塑料的失电子能力；本发明专利技术方法整体设计合理，利用微塑料中具有失电子能力的官能团与氧气反应产生过氧化氢进而能够与三价砷反应，根据三价砷氧化速度的快慢评估微塑料失电子能力的大小；本发明专利技术方法工艺简单，适合大量推广。适合大量推广。适合大量推广。

【技术实现步骤摘要】
通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法


[0001]本专利技术涉及微塑料电子容量测量
，具体涉及一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法。

技术介绍

[0002]塑料制品在工农业生产和生活中被广泛使用，超过55％的塑料制品在使用完成后，由于未得到妥善处置被释放至环境中，从而造成水体环境、陆地环境以及大气环境中普遍存在微塑料污染。当微塑料进入环境后，会通过物理、化学和生物的复合作用发生尺寸的减小、比表面积的增大、硬度的增加、以及含氧和含硫等官能团的生成，最终改变微塑料环境中迁移、转化和生态毒性效应。
[0003]近年来，逐渐有文献报道微塑料进入环境中会影响碳、氮和氧的生物地球化学循环。有研究人员提出可能是微塑料中的氧化还原活性官能团具有得电子和失电子能力，并可以介导物质氧化还原转化过程中的电子传递。现有技术中通常通过电化学方法或化学试剂法测定了微塑料的得电子容量和失电子容量，其中微塑料的失电子容量随着老化时间的增加而增大。在检测微塑料失电子容量时，以上两种分析检测方法需在厌氧手套箱进行实验操作，反应溶液也需曝气除氧，整个分析过程极易受氧气干扰。
[0004]因此，需要开发一种在有氧环境中也可以估算微塑料失电子能力的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述技术问题，提供一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，具体包括：将微塑料与浓度为1mg/L含三价砷的溶液按照质量体积比为1.5～2mg/ml的比例混合均匀，然后在有氧环境下进行振荡培养；并且在0、1、2、4、6、10h取样，过0.22微米滤膜，滤液用0.2M盐酸保存，随后用原子荧光光度计测定三价砷和总砷含量，根据三价砷浓度随反应时间的变化情况，计算砷的氧化速率，用于估算微塑料的失电子能力；本方法原理为：在有氧环境中，微塑料中具有失电子能力的官能团与氧气反应产生过氧化氢与溶液中的三价砷反应，根据三价砷氧化速度的快慢评估微塑料失电子能力的大小。
[0007]进一步地，所述微塑料为老化微塑料；所述老化微塑料具体为老化酚醛树脂微塑料或者老化聚苯乙烯微塑料的任意一种；使用臭氧老化酚醛树脂和聚苯乙烯微塑料是为了论证这本专利技术方法的适用性。
[0008]进一步地，所述老化酚醛树脂微塑料采用过氧化氢老化酚醛树脂微塑料；所述过氧化氢老化酚醛树脂微塑料的制备方法为：将酚醛树脂微塑料与过氧化氢按照质量体积比1～3：20～80g/ml的比例混合后，振荡培养4～42d得到过氧化氢老化酚醛树脂微塑料；随着在过氧化氢中老化时间的增加，酚醛树脂微塑料中C
‑
OH逐渐减少，而C＝O含量逐渐增加，表面的酚类官能团和半醌自由基通过与氧气反应产生过氧化氢，从而氧化砷。
[0009]进一步地，所述老化酚醛树脂微塑料采用臭氧老化酚醛树脂微塑料；所述臭氧老化酚醛树脂微塑料的制备方法为：将酚醛树脂微塑料在臭氧环境下持续老化20～22h得到臭氧老化酚醛树脂微塑料；臭氧老化酚醛树脂微塑料也是通过产生双氧水介导砷氧化。
[0010]进一步地，所述老化聚苯乙烯微塑料采用臭氧老化聚苯乙烯微塑料；所述臭氧老化聚苯乙烯微塑料的制备方法为：将聚苯乙烯微塑料在臭氧环境下持续老化20～22h得到臭氧老化聚苯乙烯微塑料；臭氧老化聚苯乙烯微塑料也是通过产生双氧水介导砷氧化。
[0011]另一方面，本发还提供了一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法的应用，可将该方法应用于治理砷污染水体。
[0012]更进一步地，治理砷污染水体的方法具体包括：
[0013]步骤一：砷污染水体预处理
[0014]对含有砷污染的水体进行预处理；
[0015]砷污染的水体的预处理方法具体为：收集砷污染的水体，过滤去除大块杂物；
[0016]步骤二：砷含量的检测
[0017]对预处理后的水体中的三价砷含量采用原子荧光光度计进行测定；
[0018]步骤三：治理
[0019]根据测定水体中三价砷的含量，按照处理1mg/L三价砷添加0.1～2g/L的量向待处理的水体中添加修复物，然后在pH为5～9的条件下修复20～25h。
[0020]更进一步地，所述修复物为微塑料或老化微塑料的任意一种。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术方法整体设计合理，利用微塑料表面的酚类官能团和半醌自由基通过与氧气反应产生过氧化氢，从而氧化砷，利用氧化砷的氧化速率的快慢评估微塑料失电子能力的大小；利用本专利技术方法在实际使用中不受氧气干扰，且本专利技术方法工艺简单，适合大量推广。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实验例1过氧化氢老化酚醛树脂微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0023]图2是本专利技术实验例1微塑料失电子失电子容量与介导砷氧化速率之间的相关性；
[0024]图3是本专利技术实验例1甲醇和过氧化氢酶添加对砷氧化的淬灭作用；
[0025]图4是本专利技术实验例1过氧化氢老化酚醛树脂微塑料溶液中产生过氧化氢的浓度；
[0026]图5是本专利技术实验例1臭氧老化酚醛树脂微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0027]图6是本专利技术实验例1臭氧老化酚醛树脂微塑料与铁氰化钾反应的失电子量；
[0028]图7是本专利技术实验例1臭氧老化聚苯乙烯微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0029]图8是本专利技术实验例1臭氧老化聚苯乙烯微塑料与铁氰化钾反应的失电子量；
[0030]图9是本专利技术实验例2过氧化氢老化酚醛树脂微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0031]图10是本专利技术实验例2过氧化氢老化酚醛树脂微塑料在无氧环境中介导的砷氧化；
[0032]图11是本专利技术实验例2醇和过氧化氢酶添加对砷氧化的淬灭作用；
[0033]图12时本专利技术实验例2过氧化氢老化酚醛树脂微塑料溶液中产生过氧化氢的浓度；
[0034]图13时本专利技术实验例2臭氧老化酚醛树脂微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0035]图14时本专利技术实验例2臭氧老化酚醛树脂微塑料溶液中产生过氧化氢的浓度；
[0036]图15时本专利技术实验例2臭氧老化聚苯乙烯微塑料在有氧环境中介导的砷氧化；
[0037]图16时本专利技术实验例2臭氧老化聚苯乙烯微塑料溶液中产生过氧化氢的浓度；
具体实施方式
[0038]实施例1：一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，具体包括：将微塑料与浓度为0.25mg/L含三价砷的溶液按照质量体积比为1mg/ml的比例混合均匀，然后在有氧环境下进行振荡培养；并且在0、1、2、4、6、10h取样，过0.22微米滤膜，滤液用0.2M盐酸保存，随后用原子荧光光度计测定三价砷和总砷含量，根据三价砷浓度随反应时间的变化情况，计算砷的氧化速率，用于估算微塑料的失电子能力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，其特征在于，具体包括：将微塑料与浓度为0.25～1mg/L含三价砷的溶液按照质量体积比为1～2mg/ml的比例混合均匀，然后在有氧环境下进行振荡培养；并且在0、1、2、4、6、10h取样，过0.22微米滤膜，滤液用0.2M盐酸保存，随后用原子荧光光度计测定三价砷和总砷含量，根据三价砷浓度随反应时间的变化情况，计算砷的氧化速率，用于估算微塑料的失电子能力。2.根据权利要求1所述的一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，其特征在于，所述微塑料为老化微塑料；所述老化微塑料具体为老化酚醛树脂微塑料或者老化聚苯乙烯微塑料的任意一种。3.根据权利要求3所述的一种通过微塑料氧化三价砷速率评估微塑料失电子能力的方法，其特征在于，所述老化酚醛树脂微塑料采用过氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，范婷婷，吴运金，邓绍坡，王荐，陈琳，李旭伟，黄剑波，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：