水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取及測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：采樣、過(guò)濾、凍干、研磨、EDTA-Na2S2O4混合溶液中提取無(wú)機(jī)磷、NaOH溶液中提取有機(jī)磷的步驟；同時(shí)還公開(kāi)了基于該提取方法的核磁共振測(cè)定方法。本發(fā)明的有益之處在于：能夠檢測(cè)出樣品中具體有機(jī)磷的種類；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾，減少了樣品運(yùn)輸過(guò)程中有機(jī)磷形態(tài)的變化；分析需求的樣品量少，減少了現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾的工作量；分析提取步驟少，不僅減少了提取過(guò)程中的磷損失，而且節(jié)省了分析樣品的時(shí)間；利用相對(duì)回收率計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的測(cè)定方法其分析測(cè)試的精度較高。
【專利說(shuō)明】水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取及測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)磷的提取及測(cè)定方法，具體涉及一種水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取及測(cè)定方法，屬于化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水體中有機(jī)磷的分析方法主要有:差減法和分步連續(xù)化學(xué)提取法。以分步連續(xù)化學(xué)提取法為例，參照?qǐng)D1，其主要包括了取樣、過(guò)濾、凍干、研磨、MgCl2提取可交換態(tài)磷、NH4F提取鋁磷、Na0H+Na2C03提取鐵磷、HAc+NaAc提取自生鈣磷、鹽酸提取碎屑鈣磷、灼燒后用鹽酸提取有機(jī)磷等8個(gè)大步驟，不僅需要的試劑多，而且操作過(guò)程繁瑣，最重要的是，分析得出的有機(jī)磷含量是總有機(jī)磷的含量，不能區(qū)分出顆粒態(tài)有機(jī)磷主要形態(tài)及其含量。差減法與步連續(xù)化學(xué)提取法存在同樣的問(wèn)題。
[0003]一些種類的顆粒態(tài)有機(jī)磷容易被轉(zhuǎn)化并被水生生物利用，這對(duì)理解水生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要的意義。然而現(xiàn)有的兩種方法所提取出來(lái)的有機(jī)磷僅僅為顆粒態(tài)總有機(jī)磷，既包括容易被轉(zhuǎn)化的，又包括難被生物利用的，這對(duì)準(zhǔn)確理解水生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)具有一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種取樣量少、提取快捷易操作的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，以及測(cè)定步驟少、測(cè)試準(zhǔn)確度較高的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007](I)、采集水樣，并利用真空過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)將采集的水樣過(guò)濾,收集濾膜,冷藏保存；
[0008](2)、用去離子水沖洗濾膜，留取沖洗液L1，然后將濾膜浸泡在去離子水中，用振蕩器振蕩直至所有的固體顆粒都分離到水中，留取浸提液L2，合并L1與L2得到溶液Lism ；
[0009](3)、取溶液，在_80°C條件下冷凍干燥，得固體顆粒物Stl ；
[0010](4)、研磨固體顆粒物Stl，將研磨過(guò)的固體顆粒物編號(hào)S1，密封儲(chǔ)存于_80°C的冷凍冰箱中備用；
[0011](5)、在-20°c條件下，將固體顆粒物S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中進(jìn)行振蕩預(yù)處理；
[0012](6)、將混合液在-4°C條件下離心，離心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C條件下進(jìn)行提??；
[0013](7)、提取液在-4°C條件下離心，上清液即為顆粒態(tài)有機(jī)磷最終提取液。
[0014]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，前述濾膜為0.45 μ m的醋酸纖維濾膜。[0015]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，前述固體顆粒物S1均能通過(guò)100目的篩子。
[0016]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，前述EDTA-Na2S2O4混合溶液由 0.1M EDTA 和 2% (w/v) Na2S2O4 混合而成。
[0017]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，在步驟(5)中，每隔20min振蕩混合溶液I次，每次振蕩的持續(xù)時(shí)間為lmin，振蕩預(yù)處理的總時(shí)間為2h。
[0018]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，在步驟(6)中，沉淀物在NaOH溶液中開(kāi)始提取時(shí)，每隔30min振蕩一次，直至所有樣品均結(jié)成冰塊。
[0019]一種水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0020]( I )、采集水樣，并利用真空過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)將采集的水樣過(guò)濾，收集濾膜，前述濾膜為0.45 μ m的醋酸纖維濾膜，冷藏保存；
[0021](2)、用去離子水沖洗濾膜，留取沖洗液L1，然后將濾膜浸泡在去離子水中，用振蕩器振蕩直至所有的固體顆粒都分離到水中，留取浸提液L2，合并L1與L2得到溶液Lism ；
[0022](3)、取溶液Lism，在-80°C條件下冷凍干燥，得固體顆粒物Stl ；
[0023](4)、研磨固體顆粒物Sci，將研磨過(guò)的固體顆粒物編號(hào)S1,固體顆粒物S1均能通過(guò)100目的篩子，密封儲(chǔ)存于_80°C的冷凍冰箱中備用；
[0024](5)、在_20°C條件下，將S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中進(jìn)行振蕩預(yù)處理；
[0025](6)、將混合液在-4°C條件下離心，離心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C條件下進(jìn)行提??；
[0026](7)、提取液在_4°C條件下離心，用核磁共振方法測(cè)定上清液中的有機(jī)磷的種類和含量。
[0027]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，在步驟(5)中，每隔20min振蕩混合溶液I次，每次振蕩的持續(xù)時(shí)間為lmin，振蕩預(yù)處理的總時(shí)間為2h。
[0028]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，在步驟(6)中，沉淀物在NaOH溶液中開(kāi)始提取時(shí)，每隔30min振蕩一次，直至所有樣品均結(jié)成冰塊。
[0029]前述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，核磁共振的條件為:90°脈沖，循環(huán)延遲時(shí)間2s，捕獲時(shí)間0.5s，掃描次數(shù)為19000次，31P的共振頻率為161.98MHz，化學(xué)位移是相對(duì)于85%磷酸的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]本發(fā)明的有益之處在于:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾，減少了樣品運(yùn)輸過(guò)程中有機(jī)磷形態(tài)的變化；分析需求的樣品量少，減少了現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾的工作量；分析提取步驟少，不僅減少了提取過(guò)程中的磷損失，而且節(jié)省了分析樣品的時(shí)間；本發(fā)明的核磁共振法不僅能夠檢測(cè)出樣品中具體有機(jī)磷的種類和含量，而且可以較為準(zhǔn)確的反映水體中有機(jī)磷的情況，其分析測(cè)試的準(zhǔn)確度較高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是現(xiàn)有的分步連續(xù)化學(xué)提取法的主要步驟的流程圖；
[0032]圖2是本發(fā)明的提取方法的主要步驟的流程圖；
[0033]圖3為滇池采樣點(diǎn)I的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的核磁共振圖；[0034]圖4為滇池采樣點(diǎn)2的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的核磁共振圖；
[0035]圖5為呼倫湖采樣點(diǎn)的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的核磁共振圖；
[0036]圖6為太湖采樣點(diǎn)I的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的核磁共振圖；
[0037]圖7為太湖采樣點(diǎn)2的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的核磁共振圖。
[0038]圖中附圖標(biāo)記的含義:a — 85%磷酸鹽；b—膦酸鹽；c—DNA; d—焦磷酸鹽；e—ATP β-勝酸鹽；f一未知有機(jī)憐；g—正憐酸鹽；h—?jiǎng)偎猁}單酯；i一憐脂；j一多聚勝酸鹽。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0040]一、提取水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷
[0041]利用采水器采集富營(yíng)養(yǎng)化水體水面下50cm的天然水30L (—般采集量為20-50L，依據(jù)水體中SS的含量而定)，利用真空過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)將采集的水樣過(guò)濾，收集濾膜，冷藏保存。濾膜選用的是Whatman醋酸纖維濾膜(0E67)，孔徑為0.45 μ m。
[0042]現(xiàn)場(chǎng)采集200mL水樣Ltl,利用鑰藍(lán)比色法測(cè)定水體中總磷(TP)和溶解態(tài)總磷酸(TDP)的含量CTP、Cidp，則顆粒態(tài)總磷(TPP)的含量Cipp可以表示為:
[0043]Cjpp—Cjp _ Cjppo
[0044]用30mL去離子水沖洗濾膜，留取沖洗液U。
[0045]用鑷子取沖洗過(guò)的濾膜，浸泡在20mL的去離子水中，用振蕩器振蕩2_3min，直至所有的固體顆粒都分離到水中，留取浸提液l2。
[0046]將L1與L2合并在一起，稱為溶液取溶液LigW在_80°C條件下冷凍干燥，得到固體顆粒物S。。
[0047]研磨固體顆粒物Stl，直至所有的固體顆粒物均通過(guò)100目的篩子，將研磨過(guò)的固體顆粒物編號(hào)S1，密封儲(chǔ)存于-80°c的冷凍冰箱中備用。
[0048]在-20°C條件下，用25mL ρΗ=4.5 的 EDTA-Na2S2O4 混合溶液(由 0.1M EDTA 和 2%(w/v) Na2S2O4混合而成)對(duì)S1進(jìn)行振蕩預(yù)處理，每隔20min振蕩混合溶液I次，每次振蕩的持續(xù)時(shí)間為lmin，振蕩預(yù)處理的總時(shí)間為2h。
[0049]2h后取混合液，在_4°C條件下1000Or.mirT1離心lOmin，分離出上清液和沉淀物。其中，
[0050]上清液用鑰藍(lán)比色法分別測(cè)出其所含的TP和磷酸根離子(DIP)的濃度，分別計(jì)作C ‘TI^PC ‘DIP，則天然水體中TP和DIP的相應(yīng)含量Ctl ‘‘DIP即可換算得知，而且EDTA-Na2S2O4混合提取液中無(wú)機(jī)磷的含量百分比W1也可計(jì)算出來(lái):
[0051]W1 =X 100% ο

C TP
[0052]離心得到的沉淀物加入到IOmL0.1M的NaOH溶液中，于_20°C條件下提取16h，開(kāi)始的5-6h內(nèi)，每隔30min振蕩一次，以便于提取，直至所有樣品均結(jié)成冰塊，之后在_4°C和1000Or mirT1條件下離心IOmin,上清液即為顆粒態(tài)有機(jī)磷最終提取液。
[0053]二、測(cè)定水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷
`[0054]取顆粒態(tài)有機(jī)磷最終提取液，利用核磁共振方法測(cè)試其中有機(jī)磷的種類和含量。
[0055]核磁共振方法:儀器為Bruker公司AV400核磁共振光譜儀，帶有5mmBB0探頭，90°脈沖，循環(huán)延遲時(shí)間2s，捕獲時(shí)間0.5s，掃描次數(shù)為19000次，31P的共振頻率為161.98MHz，化學(xué)位移是相對(duì)與85%磷酸的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。
[0056]測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖3至圖7。
[0057]有機(jī)磷的總含量計(jì)作W2 ‘。
[0058]三、測(cè)定結(jié)果的驗(yàn)證
[0059]取同樣的顆粒態(tài)有機(jī)磷最終提取液，用鑰藍(lán)比色法分別測(cè)定最終提取液中的TP和DIP的含量，分別計(jì)作C ‘‘?>和(:’ ‘DIP，則天然水體中TP和DIP的相應(yīng)含量Ctl ‘‘?和C0 ‘‘DIP即可換算得知，而且NaOH提取液中有機(jī)磷的含量百分比1’’也可計(jì)算出來(lái):
【權(quán)利要求】
1.水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、采集水樣，并利用真空過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)將采集的水樣過(guò)濾，收集濾膜，冷藏保存； (2)、用去離子水沖洗濾膜，留取沖洗液L1，然后將濾膜浸泡在去離子水中，用振蕩器振蕩直至所有的固體顆粒都分離到水中，留取浸提液L2，合并L1與L2得到溶液； (3)、取溶液Lism，在-80°C條件下冷凍干燥，得固體顆粒物Stl； (4)、研磨固體顆粒物Stl，將研磨過(guò)的固體顆粒物編號(hào)S1，密封儲(chǔ)存于-80°C的冷凍冰箱中備用； (5)、在_20°C條件下，將固體顆粒物S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中進(jìn)行振蕩預(yù)處理； (6 )、將混合液在-4 °C條件下離心，離心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C條件下進(jìn)行提?。? (7)、提取液在-4°C條件下離心，上清液即為顆粒態(tài)有機(jī)磷最終提取液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，所述濾膜為0.45 μ m的醋酸纖維濾膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，固體顆粒物 能通過(guò)100目的篩子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，EDTA-Na2S2O4混合溶液由0.1M EDTA和2% (w/v) Na2S2O4混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，在步驟(5)中，每隔20min振蕩混合溶液I次，每次振蕩的持續(xù)時(shí)間為lmin，振蕩預(yù)處理的總時(shí)間為2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的提取方法，其特征在于，在步驟(6)中，沉淀物在NaOH溶液中開(kāi)始提取時(shí)，每隔30min振蕩一次，直至所有樣品均結(jié)成冰塊。
7.水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、采集水樣，并利用真空過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)將采集的水樣過(guò)濾，收集濾膜，所述濾膜為0.45 μ m的醋酸纖維濾膜，冷藏保存； (2)、用去離子水沖洗濾膜，留取沖洗液L1，然后將濾膜浸泡在去離子水中，用振蕩器振蕩直至所有的固體顆粒都分離到水中，留取浸提液L2，合并L1與L2得到溶液； (3)、取溶液Lism，在-80°C條件下冷凍干燥，得固體顆粒物Stl； (4)、研磨固體顆粒物Sci，將研磨過(guò)的固體顆粒物編號(hào)S1,固體顆粒物能通過(guò)100目的篩子，密封儲(chǔ)存于_80°C的冷凍冰箱中備用； (5)、在_20°C條件下，將S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中進(jìn)行振蕩預(yù)處理； (6 )、將混合液在-4 °C條件下離心，離心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C條件下進(jìn)行提?。? (7)、提取液在_4°C條件下離心，用核磁共振方法測(cè)定上清液中的有機(jī)磷的種類和含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，在步驟(5)中，每隔20min振蕩混合溶液I次，每次振蕩的持續(xù)時(shí)間為lmin，振蕩預(yù)處理的總時(shí)間為2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，在步驟(6)中，沉淀物在NaOH溶液中開(kāi)始提取時(shí)，每隔30min振蕩一次，直至所有樣品均結(jié)成冰塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體中顆粒態(tài)有機(jī)磷的測(cè)定方法，其特征在于，核磁共振的條件為:90°脈沖，循環(huán)延遲時(shí)間2s，捕獲時(shí)間0.5s，掃描次數(shù)為19000次，31P的共振頻率為161.98MHz，化學(xué)位移是相對(duì)于85%磷酸的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】G01N24/08GK103558242SQ201310566056
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】揣小明, 楊柳燕, 張永領(lǐng), 陳小鋒, 程書波 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)