水环境中极性内分泌干扰物采样监测方法及装置制造方法及图纸

水环境中极性内分泌干扰物采样监测方法及装置，本发明专利技术利用聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮吸附剂对有机污染物的动态吸附性能，将中间含有颗粒态吸附剂的两片滤膜以压环固定，使之能在水体中长时间稳定放置，滤膜允许水和化合物通过，阻断水体中的其他颗粒物质进入膜内干扰吸附材料的吸附性能，从而实现对水体中痕量极性有机污染物的萃取、富集，测定其污染物浓度。由于可以长时间在水环境中放置，故该发明专利技术能够实现对水中污染物时间序列浓度的检测，比之传统的单点采样、只能反映瞬间污染水平，该发明专利技术可藉以更深入评价水环境的污染水平；并可适用于不同水体，如淡水、河水和海水，且不需要外加动力和监看，操作工艺和设备简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采样监测方法及装置，特别是涉及一种用于水环境中痕量极性内分泌干扰物的采样监测方法及装置。
技术介绍
水资源短缺是一个世界性的问题，尤其为严重水污染所加剧。在许多污染物当中，内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals，EDCs)引起当前环境科学与管理部门的普遍关注。内分泌干扰物定义为“对生物或者其后代引起内分泌功能紊乱的外源性物质”。许多内分泌干扰物质是人造的有机化学品并通过人类活动进入环境；另外它们也可能是由环境中自然生成。比如女性分泌的雌性荷尔蒙-雌激素酮与17β-雌二醇，主要通过生活污水进入水环境后普遍存在，这些甾类化合物相当稳定使得其能够在污水处理过程中残留并被激活。同样的，对于人造内分泌干扰物如17α-乙炔基雌二醇(口服避孕药的主要组分)也能够在水体中持久存在。研究表明，许多内分泌干扰物(EDCs)又同时是持久性有机污染物(POPs)。环境中的内分泌干扰物已被证实具有一系列的毒性效应，包括使受体的内分泌行为发生紊乱与障碍，如干扰其合成、传递与响应机制。EDCs能够在生物体内富集、放大，从而导致对食物链高营养级野生动物的严重危害；同时，EDCs也可以通过暴露(大气、水等)与食品的途径进入人体，影响人体健康。由于EDCs的潜在影响，迫切需要对水生系统中的EDCs进行常规监测，最常用的监测技术就是在采样点采集完样品后回实验室进行一系列的萃取、富集与分析，然而该方法只能对污染物的瞬间污染水平进行测定，不能反映现场污染物短期或长期的浓度变化。增加采样的频率或者通过连续自动的采样可以获得更精确的EDCs随时间变化过程，然而其操作难度与费用也将随着提高，使之难以执行。另外，随着环境质量标准的严格要求和超痕量分析的需要，环境监测与分析的费用也在不断的提高。因此，迫切需要开发一种快速、有效、低成本的采样检测技术，除了可以直接测定环境中EDCs的浓度外，同时还能据此对EDCs引起的环境与人体健康效应进行评价，从而对水环境中EDCs的污染进行有效控制。上个世纪90年代，随着被动式采样器的迅速发展，可以不必使用生物方法便可达到连续监测水中的污染物。在许多被动式采样器中，应用最广的是半透膜装置(Semipermeablemembrane device，SPMD)，SPMD由含高分子量低密度的聚乙烯三油酸甘油酯薄膜组成，当将其置于水环境等被测体系中，利用化学膜扩散原理，SPMD能够被动的富集有机化合物。与传统的采样方法相比较，SPMD比较容易使用、可进行标准化、可长时间连续监测、能检测到低浓度的有机污染物，它能够模仿水生生物对污染物进行生物富集同时又不象生物那样受污染物的毒害影响，可实现水环境中污染物的有效监测，因此，该装置在监测水生系统有机污染物时得到广泛接受。然而，当前的被动式采样器(如SPMD)仅适用于憎水性有机污染物(如多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药、有机锡等)，对于亲水性有机污染物(或极性有机污染物)是不可渗透的，或者说对之不能进行富集。最近的研究表明，有些极性有机污染物是引起内分泌紊乱的主要原因，特别是一些极性内分泌干扰物(如雌激素酮、17β-雌二醇和17α-乙炔基雌二醇等)，受到国际上普遍关注，被认为是干扰生物正常功能的罪魁祸首，如干扰雄性鱼类的一些生理功能象卵黄蛋白原的合成等。极性内分泌干扰物检测目前还只停留在单点、瞬间的传统监测水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对水环境中极性内分泌干扰物，拟开发一种新型的极性内分泌干扰物采样检测方法及装置，通过萃取、富集，实现对水环境中极性内分泌干扰物浓度的长时间连续有效测定。本专利技术的技术方案如下一种用于水环境中极性内分泌干扰物采样监测装置，其特征在于该装置包括两片滤膜、吸附剂和两个压环，所述的吸附剂放置在两片滤膜之间，滤膜放置在两个压环之间，两个压环和两片滤膜用螺栓固定在一起，并在所述的压环上设有绳孔；所述的吸附剂采用颗粒态聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮。本专利技术所述的滤膜采用聚醚砜；所述的压环采用聚四氟乙烯。本专利技术提供的一种用于水环境中极性内分泌干扰物采样监测方法，其特征在于该方法包括如下部分1)采用颗粒态聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮作为吸附剂，在应用前对吸附剂进行预处理先后以甲醇、乙酸乙酯、甲醇溶剂浸洗三次，清除吸附剂所固有杂质的同时活化吸附剂，之后在40-50℃下干燥；2)采用一种允许水和化合物通过的滤膜，使用前进行预处理在40℃下，先经20％甲醇水溶液浸泡，取出后换为甲醇浸泡，然后再用甲醇浸泡一次，每次浸泡时间均为20～24小时，之后干燥；3)将预处理后的吸附剂和滤膜通过压环压紧并固定，作为采样监测装置；4)将至少3个采样监测装置悬浮放在待测水体中，经1天以上后取出，将装置中的吸附剂移到甲醇中，充分浸泡，将极性内分泌干扰物洗脱下来；5)步骤4)中含极性内分泌干扰物的甲醇相经无水硫酸钠干燥，浓缩、吹干，衍生化后以GC-MS准确测定，之后通过公式Cw＝Ms/Rzt计算，得到水体中极性内分泌干扰物的量，其中，Cw为水中污染物的浓度/ng/L，Ms为采样检测装置所富集污染物的量/ng，t为采样时间/天，Rz为采样监测装置的采样富集速率/L/d，Rz为常数。本专利技术所设计的极性内分泌干扰物为双酚A、雌激素酮、17β-雌二醇与17α-乙炔雌二醇。本专利技术衍生化所用的试剂为吡啶和N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)，在60-70℃下衍生化30分钟。本专利技术与已有采样监测方法和非极性有机污染物被动式采样监测方法相比较，具有以下优点及突出性效果①传统的方法仅能反映单点、瞬间的污染物浓度，本方法能够提供连续、长时间的监测结果；②以往的被动式采样监测方法主要集中于非极性有机污染物的监测，而本专利技术则主要针对极性内分泌干扰物；③本装置固定的程度好、系统稳定，放置现场时不需要监看；④通过水环境中化合物的自然扩散作用，本专利技术即可完成对水环境中极性内分泌干扰物的吸附富集，从而反映水体中极性内分泌干扰物的浓度和水平，不需要外加动力和大批量采集水样即可完成对极性内分泌干扰物的有效监测；⑤对极性内分泌干扰物具有很强的富集能力，以100mg吸附剂的量，该系统放置在水中三天时间富集倍数达2000以上，可测定水中极性内分泌干扰物浓度达ng/L水平；⑥在采样过程中，只需将本专利技术装置用细钢丝悬挂于水体中即可，操作工艺和设备简单。附图说明图1为本专利技术研制的应用于水中极性内分泌干扰物采样监测装置轴向示意图。图2特定水环境中不同时间序列采样检测装置对BPA、E1、E2、EE2的富集量(a-d)。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术的技术方案作进一步的描述。图1为本专利技术提供的的应用于水中极性内分泌干扰物采样监测装置轴向示意图。该装置包括两片滤膜3、吸附剂4和两个压环1，所述的吸附剂放置在两片滤膜之间，滤膜放置在两个压环之间；压环由聚四氟乙烯(PTFE)材料加工成直径为47mm的压环，上有3个螺孔2和1个绳孔5，和吸附剂、滤膜一起，以塑料螺丝固定后组成本专利技术的采样检测装置；于-20℃冰柜中保存备用。所述的吸附剂采用聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮。本专利技术采样检测装置中所用到的吸附剂是聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮(poly-co-N-vinylpyrroli本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水环境中极性内分泌干扰物采样监测装置，其特征在于：该装置包括两片滤膜（３）、吸附剂（４）和两个压环（１），所述的吸附剂放置在两片滤膜之间，滤膜放置在两个压环之间，两个压环和两片滤膜用螺丝固定在一起，并在所述的压环上设有绳孔（５）；所述的吸附剂采用颗粒态聚苯乙烯二乙烯基苯吡咯烷酮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖麟，余刚，周俊良，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]