一種確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法
【專利摘要】一種確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法，其主要步驟為：(A)有機(jī)物提取分離；(B)濾液DOC調(diào)整；(C)類蛋白峰位置的確定；(D)類腐殖質(zhì)峰位置的確定；(E)類蛋白物質(zhì)和類腐殖質(zhì)物質(zhì)色譜圖的掃描；(F)類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的確定。本發(fā)明確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法，分析快捷，過程安全，結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】一種確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢物處理與資源化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過高效尺寸排阻色譜確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]固體廢物處理過程有機(jī)物會發(fā)生降解和腐殖化，腐殖化過程合成的腐殖質(zhì)物質(zhì)的含量和結(jié)構(gòu)直接影響著固體廢物的生物穩(wěn)定性，進(jìn)而影響著固體廢物的處理效果。腐殖質(zhì)一般由木質(zhì)素、纖維素和蛋白質(zhì)類物質(zhì)合成，在腐殖質(zhì)中一般都存在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元-氨基酸。氨基酸中的兩種重要組分-色氨酸和酪氨酸會產(chǎn)生熒光。采用三維熒光光譜，可以測定出這兩種物質(zhì)，在三維熒光光譜圖上，這兩種物質(zhì)分別對應(yīng)于類色氨酸熒光和類酪氨酸熒光，統(tǒng)稱為類蛋白熒光。一些木質(zhì)素的降解中間產(chǎn)物-苯酚或者苯胺，也會三維熒光光譜圖中類蛋白熒光的位置產(chǎn)生熒光峰，上述物質(zhì)統(tǒng)稱類蛋白熒光物質(zhì)或類蛋白物質(zhì)。
[0003]類蛋白物質(zhì)的存在形態(tài)對于固體廢物處理過程有機(jī)廢棄物的生物穩(wěn)定性具有重要意義:以大分子量形式存在的類蛋白物質(zhì)生物可利用性差，有機(jī)廢棄物的生物穩(wěn)定性強(qiáng)，反之，以小分子形態(tài)存在的類蛋白物質(zhì)生物可利用性差，有機(jī)廢棄物生物穩(wěn)定性強(qiáng)。此外，以游離態(tài)或者結(jié)合在多肽和蛋白質(zhì)中存在類蛋白質(zhì)生物可利用性強(qiáng)，有機(jī)廢棄物生物穩(wěn)定性差，而以腐殖質(zhì)結(jié)合形態(tài)的類蛋白物質(zhì)，生物可利用性差，有機(jī)廢棄物生物穩(wěn)定性強(qiáng)。通過三維熒光光譜可以確定有機(jī)廢棄物中是否存在類蛋白物質(zhì)，但是當(dāng)有機(jī)物中類腐殖質(zhì)物質(zhì)含量高時，類蛋白熒光被附近的類腐殖質(zhì)熒光掩蓋，難以確定類蛋白熒光物質(zhì)是否存在。但是，采用平行因子分析對有機(jī)物的三維熒光光譜圖進(jìn)行分析，也可以鑒定出是否存在類蛋白物質(zhì)，但是，三維熒光光譜結(jié)合平行因子分析不能反映類蛋白物質(zhì)以何種形式存在，無法確定類蛋白物質(zhì)的分子量和結(jié)合形態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法，首先采用高效尺寸排阻色譜將類蛋白物質(zhì)和類腐殖質(zhì)物質(zhì)按分子量進(jìn)行色譜分離，通過色譜圖上兩種物質(zhì)出峰時間的分析和比對確定類蛋白物質(zhì)的分子量和結(jié)合形態(tài)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法，主要步驟為:
[0006]A)有機(jī)物分離純化:采集有機(jī)廢棄物樣品，加入提取液，震蕩、離心并將上清液過
0.45 μ m濾膜，收集濾液。本步驟中的樣品可以為I個，也可以為多個；提取液為超純水、NaOH溶液，或Na4P2O7與NaOH的混合液；有機(jī)廢棄物樣品中有機(jī)物干重與提取液的比例為lg:5—lOmlο
[0007]B)濾液DOC調(diào)整。測定濾液的D0C，并采用超純水將其調(diào)至小于1mg L'
[0008]C)類蛋白峰位置的確定。尋找激發(fā)波長220-245nm，發(fā)射波長320_350nm范圍內(nèi)的最大熒光峰，確定其位置Ex1ZiEm1 ;如果該范圍內(nèi)無特征熒光峰，則選擇激發(fā)/發(fā)射波長230-240nm/320-340nm內(nèi)最大熒光強(qiáng)度處的位置為EVEm1 ;其中，Ex1為最大熒光峰對應(yīng)的激發(fā)波長，Em1為最大熒光峰對應(yīng)的發(fā)射波長。
[0009]D)類腐殖質(zhì)熒光峰位置的確定。尋找發(fā)射波長大于380nm范圍的熒光峰，選擇其中的一個，確定其激發(fā)/發(fā)射波長位置Ex2/Em2 ;如果該范圍內(nèi)有多個熒光峰，選擇其中的一個，確定其激發(fā)/發(fā)射波長位置Ex2/Em2 ;其中，Ex2為類腐殖質(zhì)熒光峰對應(yīng)的激發(fā)波長，Em2為類腐殖質(zhì)熒光峰對應(yīng)的發(fā)射波長。
[0010]E)類蛋白物質(zhì)和類腐殖質(zhì)色譜圖的掃描。采用高效尺寸排阻色譜對濾液進(jìn)行分離，測定激發(fā)/發(fā)射波長為Ex1ZiEm1處熒光強(qiáng)度隨時間的變化曲線，得類蛋白物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線；同時測定激發(fā)/發(fā)射波長為Ex2/Em2處的熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，得類腐殖質(zhì)物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線。
[0011]F)類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的確定:
[0012]I)類蛋白物質(zhì)分子量大小的確定:分析色譜圖上類蛋白物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，如果該曲線上存在η個峰，則代表類蛋白物質(zhì)至少以η種不同大小分子量的形式存在，出峰時間早的為以大分子物質(zhì)形態(tài)存在的類蛋白物質(zhì)，出峰時間晚的為以小分子物質(zhì)形態(tài)存在的類蛋白物質(zhì)。
[0013]2)類蛋白物質(zhì)結(jié)合形態(tài)的確定:如果色譜圖上類蛋白物質(zhì)與類腐殖質(zhì)在同一時間內(nèi)出峰，則表明該出峰時間段的類蛋白物質(zhì)以腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)存在有機(jī)廢棄物中；如果色譜圖上類蛋白物質(zhì)與類腐殖質(zhì)在不同時間內(nèi)出峰，則表示類蛋白物質(zhì)以游離態(tài)、多肽、蛋白質(zhì)等非腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)存在有機(jī)廢棄物中。
[0014]本發(fā)明具有如有優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)分析快捷，分析過程安全。已有方法可以通過高效液相色譜通過分析有機(jī)廢棄物中自由態(tài)和結(jié)合態(tài)氨基酸來確定類蛋白物質(zhì)的存在形態(tài)，但是該方法分析所需時間長，其間還需要高溫消解，實(shí)驗(yàn)存在一定的危險性。
[0016](2)分析全面，結(jié)果精確。采用高效液相色譜法分析有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)的存在形態(tài)，只能確定類蛋白物質(zhì)是以自由態(tài)還是結(jié)合態(tài)形式存在有機(jī)廢棄物中，而本發(fā)明提供的方法，不僅可以確定類蛋白物質(zhì)是否以腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)存在，還能確定不同形態(tài)類蛋白物質(zhì)的分子量范圍，分析結(jié)果更加全面和精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0018]圖2是生活垃圾浸提液的三維熒光光譜圖
[0019]圖3是生活垃圾浸提液類蛋白物質(zhì)(a)和類腐殖質(zhì)物質(zhì)的色譜分離圖(b)

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0021 ] 請參閱圖1，是本發(fā)明的流程示意圖。
[0022]有機(jī)物提取分離:采集生活垃圾樣品I個，以固液比lg:1Oml加入超純水，震蕩16小時后、離心并收集上清液，將上清液過0.45 μ m濾膜，收集濾液。
[0023]濾液DOC調(diào)整:測定濾液的D0C，并采用超純水將其調(diào)至5mg Γ1。
[0024]類蛋白峰位置的確定:掃描樣品的三維熒光光譜，如圖2所示，在該圖2上尋找于激發(fā)波長220-245nm，發(fā)射波長320_350nm范圍內(nèi)尋找最大熒光強(qiáng)度峰，發(fā)現(xiàn)激發(fā)/發(fā)射波長=230nm/320nm 處突光強(qiáng)度最大，確定 Ex1ZEm1 = 230nm/320nm。
[0025]類腐殖質(zhì)熒光峰位置的確定:在圖2上尋找發(fā)射波長大于380nm范圍的熒光峰，發(fā)現(xiàn)存在兩個類腐殖質(zhì)熒光峰，選擇其中的一個為色譜掃描所需類腐殖質(zhì)熒光峰，確定Ex2/Em2 = 230nm/430nm。
[0026]類蛋白物質(zhì)和類腐殖質(zhì)色譜圖的掃描:采用高效尺寸排阻色譜對濾液進(jìn)行分離，測定激發(fā)/發(fā)射波長為230nm/320nm處熒光強(qiáng)度隨時間的變化曲線，得類蛋白物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線；同時測定激發(fā)/發(fā)射波長為230nm/430nm處的熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，得類腐殖質(zhì)物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線。
[0027]類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的確定:
[0028]在高效尺寸排阻色譜圖上，出峰時間早的為大分子，而出峰時間晚的為小分子，依據(jù)此原理，可以判斷類蛋白物質(zhì)的存在形態(tài)。
[0029](I)類蛋白物質(zhì)分子量大小的確定:如圖3a所示，在高效尺寸排阻色譜圖上，類蛋白物質(zhì)在5.15min (大分子量)和6.2min (小分子量)兩個位置出現(xiàn)了突光峰，以6.2min出現(xiàn)的熒光峰強(qiáng)度最大，顯示生活垃圾浸提液中存在著兩種分子量大小不同的類蛋白物質(zhì)，且以分子量小的類蛋白物質(zhì)為主。
[0030](2)類蛋白物質(zhì)結(jié)合形態(tài)的確定:如圖3b所示，在高效尺寸排阻色譜圖上，類腐殖質(zhì)物質(zhì)在5.3min(大分子量)、6.2min (中等分子量)、6.8min(小分子量)出現(xiàn)了突光峰，也以6.2min出現(xiàn)的熒光峰強(qiáng)度最大，顯示生活垃圾浸提液中存在三種分子量大小的類腐殖質(zhì)物質(zhì)，以中等分子量大小的類腐殖質(zhì)物質(zhì)含量最高，浸提液中類蛋白物質(zhì)主要結(jié)合在中等分子量大小的類腐殖質(zhì)分子上。
【權(quán)利要求】
1.一種確定有機(jī)廢棄物中類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的方法，其主要步驟為: A)有機(jī)廢棄物樣品中加入提取液,震蕩、離心并將上清液過濾膜,收集濾液； B)測定濾液的DOC值，并用水將DOC值調(diào)至小于1mgΓ1 ； C)尋找激發(fā)波長220-245nm，發(fā)射波長320_350nm范圍內(nèi)的最大熒光峰，確定類蛋白峰的位置Ex1ZEm1 ;其中，Ex1為最大突光峰對應(yīng)的激發(fā)波長，Em1為最大突光峰對應(yīng)的發(fā)射波長; D)尋找發(fā)射波長大于380nm范圍的熒光峰，確定類腐殖質(zhì)熒光峰的激發(fā)/發(fā)射波長位置Ex2/Em2 ;其中，Ex2為類腐殖質(zhì)熒光峰對應(yīng)的激發(fā)波長，Em2為類腐殖質(zhì)熒光峰對應(yīng)的發(fā)射波長； E)采用高效尺寸排阻色譜對濾液進(jìn)行分離，測定激發(fā)/發(fā)射波長為Ex1ZEm1處熒光強(qiáng)度隨時間的變化曲線，得類蛋白物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線；同時測定激發(fā)/發(fā)射波長為Ex2/Em2處的熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，得類腐殖質(zhì)物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線； F)類蛋白物質(zhì)存在形態(tài)的確定: 1)類蛋白物質(zhì)分子量大小的確定:分析色譜圖上類蛋白物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，如果該曲線上存在η個峰，則代表類蛋白物質(zhì)以η種不同大小分子量的形式存在，出峰時間早的為以大分子物質(zhì)形態(tài)存在的類蛋白物質(zhì)，出峰時間晚的為以小分子物質(zhì)形態(tài)存在的類蛋白物質(zhì)； 2)類蛋白物質(zhì)結(jié)合形態(tài)的確定:分析色譜圖上類腐殖質(zhì)物質(zhì)熒光強(qiáng)度隨時間變化曲線，如果類蛋白物質(zhì)與類腐殖質(zhì)物質(zhì)在同一時間內(nèi)出峰，則表明類蛋白物質(zhì)以腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)存在有機(jī)廢棄物中；如果色譜圖上類蛋白物質(zhì)與類腐殖質(zhì)在不同時間內(nèi)出峰，則表示類蛋白物質(zhì)以游離態(tài)、多肽、蛋白質(zhì)等非腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)存在有機(jī)廢棄物中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟A中的樣品可以為I個或多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟A中上清液過0.45μ m濾膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟A中的提取液為超純水、NaOH溶液，或Na4P2O7與NaOH的混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟A中的有機(jī)廢棄物樣品中有機(jī)物干重與提取液的比例為lg:5-10ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果步驟C在激發(fā)波長220-245nm，發(fā)射波長320-350nm范圍內(nèi)無特征熒光峰，則選擇激發(fā)/發(fā)射波長230-240nm/320-340nm內(nèi)最大熒光強(qiáng)度處的位置為Ex1ZEm1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果步驟D在發(fā)射波長大于380nm范圍內(nèi)有多個熒光峰，則選擇其中的一個，確定其激發(fā)/發(fā)射波長位置Ex2/Em2。
【文檔編號】G01N21/64GK104458690SQ201410804449
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】何小松, 席北斗, 高如泰, 李英軍, 張慧, 崔東宇, 李丹 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院