裂解气相色谱法测定土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量的方法技术

本发明专利技术提供了一种裂解气相色谱法测定土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量的方法，通过衍生化与双击裂解技术，可同时定性、定量土壤中四种微塑料，且定量限相对较低；本发明专利技术可避免密度分离步骤中样品的损失，对微塑料的尺寸、颜色和密度均无要求，也避免了人为挑选微塑料时由于人为误差带来的不确定性；本发明专利技术萃取装置简单，加热回流即可，不需要特殊加压装置；该方法具有良好的重现性和准确性，完善了使用热裂解技术对土壤中微塑料的分析方法。解技术对土壤中微塑料的分析方法。

【技术实现步骤摘要】
裂解气相色谱法测定土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量的方法


[0001]本专利技术涉及一种土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量测定的裂解
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气相色谱分析方法(Py
‑
GC)。

技术介绍

[0002]微塑料(Microplastic，MP)是指直径小于5mm的塑料，MP的常见类型有：聚碳酸酯(PC)、 聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯
‑
醋酸乙烯 共聚物(EVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。土壤中MP的来源主要有：废水的灌溉、垃圾的 填埋、大气的沉降和农用地膜的使用。
[0003]MP既是有机物的污染源又是污染物传递的载体，近年来，MP的污染和生态风险已引起了全球 的高度关注，而目前还没有统一的关于MP定性定量方法。针对土壤中MP的测定方法主要有热分 析法(热重
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差示扫描量热法、热萃取
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脱附
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气相色谱质谱法、裂解气相色谱质谱法)和光谱法。其 中光谱法主要用于土壤中微塑料的定性分析。热重
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差示扫描量热法具有操作简单，样品需求量少的 优点，但难以准确有效的确定复杂聚合物类型。热萃取
‑
脱附
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气相色谱质谱法可通过改变固相萃取 材料及萃取温度对热裂解产物进行选择性的萃取，避免了更多杂质干扰，但不能用于复杂环境样品 中多种微塑料的同时分析。裂解气相色谱质谱法检测土壤中MP是相对成熟的一种方法，对复杂环 境样品中MP的分析具有良好的效果，因进样量小受到一定的限制。裂解气相色谱质谱法检测土壤 中MP时，首先需要通过密度分离和加压萃取法提取土壤中MP。密度分离法对土壤中MP尺寸要 求较高，对较小颗粒MP的回收率问题仍有待考察。加压萃取方法需要使用特殊的萃取装置，成本 较高。
[0004]因不同类型的MP热裂解产物在色谱柱中的保留时间相近，难以分离，本方法采用加热回流萃 取的前处理方法，结合衍生化和双击裂解的分析技术，以达到同时测定土壤中多种MP的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种全面、快速的分析技术，对土壤中四种MP(PC、PP、PS、PE)进行 定性定量分析。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种裂解气相色谱法测定土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量的方法，包括如下步骤：
[0008](1)准确称取PC、PP、PS、PE标准品，用土壤稀释法配制成混标土壤样品，再用土壤逐级 稀释，配制成系列标准样品；
[0009]具体的操作方法为：取PE标准品和空白土壤于研钵中，研磨混匀，加入PC标准品于研钵中， 研磨混匀，加入空白土壤样品，研磨混匀，加入PP标准品于研钵中，研磨混匀，加入空白土壤样 品，研磨混匀，加入PS标准品于研钵中，研磨混匀，加入空白土壤样品，研磨混匀，最后逐次加 入空白土壤样品，研磨混匀成混标土壤样品，再用土壤逐级稀释，配制成系列标准样品；
[0010]所述混标土壤样品中，PE浓度为2000μg/g，PC、PP和PS浓度均为500μg/g；
[0011]所述系列标准样品中，PE的浓度范围在2～1000μg/g，PC、PP和PS浓度范围均在0.5～250μg/g；
[0012]所述空白土壤样品在使用前已去除残植等大颗粒杂质，并经过干燥(100℃，3h)，研磨，过 筛(50目筛网)处理；
[0013](2)取步骤(1)配制的标准样品，加入对二甲苯和环己酮的混合溶液，在135℃下加热回流 萃取20min，萃取完成后取上清液，即为样品溶液；
[0014]所述对二甲苯和环己酮的混合溶液中，二甲苯和环己酮的体积比为1：1；
[0015]所述对二甲苯和环己酮的混合溶液的体积用量以标准样品的质量计为2mL/g；
[0016](3)取步骤(2)所得样品溶液于裂解杯中，烘干(130℃，1h，目的是为了去除萃取溶剂) 后加入衍生化试剂，将裂解杯固定在进样杆上，装入裂解器，裂解温度为320℃，待仪器稳定(仪 器指示灯变绿，压力稳定，表明可以进样)后推下进样杆，裂解杯随之进入裂解器的加热区，同时 启动气相色谱仪进行分析，得到320℃下样品的Py
‑
GC色谱图；之后提起裂解杯，将裂解器升温至 600℃，待仪器稳定后推下进样杆，裂解杯随之进入裂解器的加热区，同时启动气相色谱仪分析， 得到600℃下样品的Py
‑
GC色谱图；
[0017]所述衍生化试剂为四甲基氢氧化铵TMAH，分子式：(CH3)4NOH；优选以25wt％四甲基氢氧化 铵的甲醇溶液的形式加入，衍生化试剂溶液与样品溶液的体积比为1：25；
[0018]色谱条件为：仪器：GC
‑
2010Plus气相色谱仪；裂解器(日本Py
‑
2020D纵式微型炉)：第一阶 段为320℃，第二阶段为600℃；裂解器/GC界面温度：320℃；进样口温度：320℃；色谱柱： HP
‑
5毛细管色谱柱(30m
×
0.25mm i.d.
×
0.25μm，5％苯基
‑
95％聚二甲基硅氧烷)；裂解温度为320℃ 时，程序升温条件：初始40℃保持2min，20℃/min升温至320℃，保持15min；裂解温度为600℃ 时，程序升温条件：初始40℃保持2min；20℃/min升温至320℃，保持15min；分流比：50：1； 载气为高纯氮气(99.999％)，柱流量：1mL/min；检测器：FID；
[0019](4)按照步骤(2)和(3)的操作，通过分析不同浓度的系列标准样品，分别获得320℃和 600℃下系列标准样品的Py
‑
GC色谱图；
[0020]以PC在系列标准样品中的浓度为横坐标，320℃下系列标准样品的Py
‑
GC色谱图中PC特征裂 解产物2,2
‑
双(4
’‑
甲氧苯基)丙烷的峰面积为纵坐标，建立PC标准曲线；
[0021]以PP、PS、PE在系列标准样品中的浓度为横坐标，600℃下系列标准样品的Py
‑
GC色谱图中 PP、PS、PE特征裂解产物2,4
‑
二甲基
‑1‑
庚烯、苯乙烯三聚体、1
‑
二十二烯的峰面积为纵坐标，分别 建立PP、PS、PE标准曲线；
[0022](5)取待测土壤样品，按照步骤(2)和(3)的操作(将标准样品替换为待测样品)，获得 320℃和600℃下待测土壤样品的Py
‑
GC色谱图；
[0023]将待测土壤样品中测得的2,2
‑
双(4
’‑
甲氧苯基)丙烷的峰面积代入PC标准曲线，得到待测土壤样 品中PC的浓度；
[0024]将待测土壤样品中测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂解气相色谱法测定土壤中PC、PP、PS、PE微塑料含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)准确称取PC、PP、PS、PE标准品，用土壤稀释法配制成混标土壤样品，再用土壤逐级稀释，配制成系列标准样品；(2)取步骤(1)配制的标准样品，加入对二甲苯和环己酮的混合溶液，在135℃下加热回流萃取20min，萃取完成后取上清液，即为样品溶液；(3)取步骤(2)所得样品溶液于裂解杯中，烘干后加入衍生化试剂，将裂解杯固定在进样杆上，装入裂解器，裂解温度为320℃，待仪器稳定后推下进样杆，裂解杯随之进入裂解器的加热区，同时启动气相色谱仪进行分析，得到320℃下样品的Py
‑
GC色谱图；之后提起裂解杯，将裂解器升温至600℃，待仪器稳定后推下进样杆，裂解杯随之进入裂解器的加热区，同时启动气相色谱仪分析，得到600℃下样品的Py
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GC色谱图；所述衍生化试剂为四甲基氢氧化铵；色谱条件为：仪器：GC
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2010Plus气相色谱仪；裂解器：第一阶段为320℃，第二阶段为600℃；裂解器/GC界面温度：320℃；进样口温度：320℃；色谱柱：HP
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5毛细管色谱柱；裂解温度为320℃时，程序升温条件：初始40℃保持2min，20℃/min升温至320℃，保持15min；裂解温度为600℃时，程序升温条件：初始40℃保持2min；20℃/min升温至320℃，保持15min；分流比：50：1；载气为高纯氮气，柱流量：1mL/min；检测器：FID；(4)按照步骤(2)和(3)的操作，通过分析不同浓度的系列标准样品，分别获得320℃和600℃下系列标准样品的Py
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GC色谱图；以PC在系列标准样品中的浓度为横坐标，320℃下系列标准样品的Py
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GC色谱图中PC特征裂解产物2,2
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双(4
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甲氧苯基)丙烷的峰面积为纵坐标，建立PC标准曲线；以PP、PS、PE在系列标准样品中的浓度为横坐标，600℃下系列标准样品的Py
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GC色谱图中PP、PS、PE特征裂解产物2,4
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二甲基
‑1‑
庚烯、苯乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠平，张敬坤，刘会君，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：