專利名稱：一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，屬于環(huán)境分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
形形色色的塑料制品極大地豐富了人們的生活，但由于塑料在在自然界條件下很難降解，因而造成了嚴(yán)重的“白色污染”。世界各國(guó)均采取了多種手段來(lái)解決塑料廢棄物的污染問(wèn)題，如土埋，焚燒，回收，但這些方法都存在一定的弊端。為徹底解決這個(gè)難題，可降解塑料的研究已成國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。其中聚乙烯是世界塑料品種中產(chǎn)量最大的品種，其應(yīng)用面也最廣，約占世界塑料總產(chǎn)量的1/3，目前聚乙烯的產(chǎn)量已達(dá)到8000萬(wàn)噸，已有70年的工業(yè)化歷史。對(duì)于聚乙烯廢棄物的降解過(guò)程和降解機(jī)理，以及對(duì)土壤和農(nóng)作物的影響，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者做過(guò)大量的研究，但一般采取土壤填埋法來(lái)跟蹤聚乙烯地膜塊狀殘留，或?qū)⒌亍つな┯玫教镩g，或在實(shí)驗(yàn)室條件下接種微生物模擬田間條件，期間不斷的采集地膜樣品，測(cè)試表面性狀變化和微生物生長(zhǎng)級(jí)別、質(zhì)量損失、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、結(jié)構(gòu)變化、氧化劣化程度、分子量變化、表面結(jié)構(gòu)變化、消耗氧氣量、二氧化碳生成量等指標(biāo)，從而推算聚乙烯地膜降解的可能反應(yīng)步驟以及完全降解需花費(fèi)的時(shí)間。從前人的研究報(bào)道中可以看到，可降解聚乙烯產(chǎn)品如地膜，在外界光、溫、水、氣、微生物共同作用的環(huán)境下可以將地膜于短期降解成碎片或粉末狀，消除了“視覺(jué)污染”。過(guò)去認(rèn)為這些聚乙烯碎片或粉末對(duì)農(nóng)作物及環(huán)境沒(méi)有影響，并認(rèn)為其已完全降解。那么聚乙烯變成粉末狀進(jìn)入土壤后，其是否完全降解，或者完全降解還需要多長(zhǎng)時(shí)間，就沒(méi)有辦法知道了。為了真實(shí)客觀評(píng)價(jià)可降解聚乙烯塑料殘?bào)w進(jìn)入土壤后的降解情況和降解時(shí)間，本發(fā)明根據(jù)聚乙烯和土壤各自的理化性質(zhì)，采用分離富集和相關(guān)的檢測(cè)手段，建立了從土壤環(huán)境中分離分析聚乙烯殘余物的技術(shù)方法，這不僅擴(kuò)大了環(huán)境中有機(jī)污染物檢測(cè)的范圍，同時(shí)可為聚乙烯環(huán)境降解評(píng)價(jià)的研究提供一種新的手段。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是提供一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，主要是根據(jù)土壤的主要成分氧化硅可以溶于某些無(wú)機(jī)酸，而聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，從而使大部分土壤顆粒溶解，小部分不能溶解的土壤則聚沉在容器底部，而聚乙烯密度較輕進(jìn)入液相，用分液漏斗進(jìn)行固液分離，分別用一定的試劑洗滌上層液體以提高聚乙烯的純度，從洗凈溶液中取樣用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布；剩余溶液抽濾，置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤環(huán)境中聚乙烯殘留量，此方法可運(yùn)用于各種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離提取和檢測(cè)。技術(shù)方案
一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，主要包含以下五個(gè)步驟取土壤樣品、烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取一定量土樣置于聚四氟乙烯燒杯中，加入土樣溶液重量比I :4 8倍的無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)混酸，通風(fēng)櫥中磁力攪拌器上室溫反應(yīng)10 50分鐘，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10 50分鐘，加入蒸餾水，靜置8 12小時(shí)，將上層液體轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗漆殘余物2 3次,轉(zhuǎn)入燒杯中,先后用O. 5mol/L 5mol/L的氫氧化鈉、O. 5mol/L 5mol/L鹽酸30 50°C各洗滌2 10分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌2 10分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量；取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。土壤選用砂土、壤土、粘土中的一種或兩種以上的任意組合。無(wú)機(jī)酸是氫氟酸，無(wú)機(jī)混酸是氫氟酸和鹽酸(體積比為5:1 5:5)的混合物。有益效果
可降解塑料的研究已成國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，為了評(píng)價(jià)可降解塑料的降解性能，各國(guó)均 投入較大的人力、物力、財(cái)力致力于降解塑料的定義、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作。但是現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外降解塑料的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或降解性能方法的建立都是將實(shí)驗(yàn)材料置于實(shí)驗(yàn)室人工模擬的自然條件的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，都是通過(guò)單一因素的考察來(lái)評(píng)價(jià)塑料的降解性能，但實(shí)際上降解塑料在自然環(huán)境中降解要受到很多因素的影響，如熱、氧、濕度、壓力、生物大分子、紫外光、以及土壤中的微生物等。針對(duì)可降解聚乙烯地膜降解成粉末并進(jìn)入土壤后的變化情況，將不同分子量的聚乙烯蠟粉末添加到土壤中再采用分離富集手段回收聚乙烯蠟，檢測(cè)其分子量分布和回收率來(lái)進(jìn)行降解行為的考察，為建立一套新的降解聚乙烯塑料評(píng)價(jià)方法提供可能，使其更真實(shí)更客觀地反映聚乙烯地膜在土壤中的降解情況，該方法國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本發(fā)明使用的裝置簡(jiǎn)單，操作方便，并且提取率穩(wěn)定，平均提取率可達(dá)80%以上，適用于各種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離提取和檢測(cè)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :取500 g砂土樣品,烘干、粉碎,混勻后得到土樣；取IOg 土樣于500 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:5的無(wú)機(jī)混酸(氫氟酸和鹽酸體積比為5:1)，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)15分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約20分鐘，直至土壤不再溶解；靜置12小時(shí)；將上層液體轉(zhuǎn)移至500 mL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物2次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用4mol/L的氫氧化鈉、3mol/L鹽酸35V各洗f條10分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌10分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為82. 62%;取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。實(shí)施例2 :取300g壤土樣品,烘干、粉碎,混勻后得到土樣；取5g 土樣于500 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:4的無(wú)機(jī)酸(氫氟酸)，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)10分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約10分鐘，直至土壤不再溶解；靜置11小時(shí)；將上層液體轉(zhuǎn)移至500 mL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物2次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用5mol/L的氫氧化鈉、5mol/L鹽酸30°C洗滌6分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌6分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為84. 31% ;取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。實(shí)施例3 :取400g粘土樣品，烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取30g 土樣于1000 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:7的無(wú)機(jī)混酸(氫氟酸和鹽酸體積比為5:3)，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)50分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約40分鐘，直至土壤不再溶解；靜置10小時(shí)；將上層液體轉(zhuǎn)移至IOOOmL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物3次,轉(zhuǎn)入燒杯中,先后用2mol/L的氫氧化鈉、4mol/L鹽酸45°C洗漆8分鐘,再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌8分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為80. 31%;取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。實(shí)施例4 :取200g粘土樣品和IOOg砂土樣品，烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取2(^土樣于1000 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:6的無(wú)機(jī)酸(氫氟酸)，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)30分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約40分鐘，直至土壤不再溶解；靜置9小時(shí)；將 上層液體轉(zhuǎn)移至IOOOmL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物3次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用lmol/L的氫氧化鈉、2 mol/L鹽酸40°C洗滌4分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌4分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為86. 31%;取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。實(shí)施例5 :取IOOg砂土樣品和200g壤土樣品，烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取IOg土樣于500 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:5的無(wú)機(jī)酸(氫氟酸)，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)20分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約30分鐘，直至土壤不再溶解；靜置8小時(shí)；將上層液體轉(zhuǎn)移至500 mL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物2次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用O. 5mol/L的氫氧化鈉、O. 5mol/L鹽酸35°C洗滌2分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌2分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為86. 31%;取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。實(shí)施例6 :取200g壤土樣品和200g粘土樣品，烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取4(^土樣于1000 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入溶液重量比為1:8的無(wú)機(jī)混酸(氫氟酸和鹽酸體積比為5:5 )，通風(fēng)櫥中室溫反應(yīng)50分鐘，磁力攪拌器繼續(xù)攪拌反應(yīng)約50分鐘，直至土壤不再溶解；靜置10小時(shí)；將上層液體轉(zhuǎn)移至IOOOmL分液漏斗中，棄去下層水相，先用水、乙醇分別洗滌殘余物3次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用3mol/L的氫氧化鈉、lmol/L鹽酸50°C洗滌5分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌5分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘留物的量，提取率為81. 62% ；取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。
權(quán)利要求
1.一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，其特征是，主要包含以下五個(gè)步驟 取土壤樣品、烘干、粉碎，混勻后得到土樣；取一定量土樣置于聚四氟乙烯燒杯中，加入土樣溶液重量比I :4 8倍的無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)混酸，通風(fēng)櫥中磁力攪拌器上室溫反應(yīng)10 50分鐘，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10 50分鐘，加入蒸餾水，靜置8 12小時(shí)，將上層液體轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，用水、乙醇分別洗漆殘余物2 3次,轉(zhuǎn)入燒杯中,先后用O. 5 mol/L 5 mol/L的氫氧化鈉、O. 5 mol/L 5 mol/L鹽酸30 50°C各洗漆2 10分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌2 10分鐘，抽濾，濾液置于培養(yǎng)皿中，烘干，計(jì)量即可得到土壤中聚乙烯殘余物的量；取樣，采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，其特征是，所述的土壤是砂土、壤土、粘土中的一種或兩種以上的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法，其特征是，所述無(wú)機(jī)酸是氫氟酸，無(wú)機(jī)混酸是氫氟酸和鹽酸(體積比為5:1 5:5)的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土壤環(huán)境中聚乙烯殘余物的分離分析方法。其步驟包括取預(yù)處理后一定量的土壤樣品于燒杯中，按一定比例加入無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)混酸，分別在靜置和攪拌條件下室溫反應(yīng)10～50分鐘，加入蒸餾水，靜置8～12小時(shí)，將上層液體轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，用水、乙醇分別洗滌殘余物2～3次，轉(zhuǎn)入燒杯中，先后用0.5mol/L～5mol/L的氫氧化鈉、0.5mol/L～5mol/L鹽酸30～50℃各洗滌2～10分鐘，再次轉(zhuǎn)入分液漏斗，棄去下層水相，殘余物水洗至濾液呈中性，四氫呋喃浸泡洗滌2～10分鐘，抽濾，濾液烘干，即可得到聚乙烯殘余物的量；殘余物采用凝膠滲透色譜測(cè)定其分子量和分子量分布。
文檔編號(hào)G01N30/08GK102721767SQ201210153348
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者熊小莉, 羅學(xué)剛, 陳成 申請(qǐng)人:四川師范大學(xué), 西南科技大學(xué)