水体中颗粒态有机磷的提取及测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：采样、过滤、冻干、研磨、EDTA-Na2S2O4混合溶液中提取无机磷、NaOH溶液中提取有机磷的步骤；同时还公开了基于该提取方法的核磁共振测定方法。本发明的有益之处在于：能够检测出样品中具体有机磷的种类；通过现场过滤，减少了样品运输过程中有机磷形态的变化；分析需求的样品量少，减少了现场过滤的工作量；分析提取步骤少，不仅减少了提取过程中的磷损失，而且节省了分析样品的时间；利用相对回收率计算后发现，本发明的测定方法其分析测试的精度较高。
【专利说明】水体中颗粒态有机磷的提取及测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机磷的提取及测定方法，具体涉及一种水体中颗粒态有机磷的提取及测定方法，属于化学领域。
【背景技术】
[0002]目前，水体中有机磷的分析方法主要有:差减法和分步连续化学提取法。以分步连续化学提取法为例，参照图1，其主要包括了取样、过滤、冻干、研磨、MgCl2提取可交换态磷、NH4F提取铝磷、Na0H+Na2C03提取铁磷、HAc+NaAc提取自生钙磷、盐酸提取碎屑钙磷、灼烧后用盐酸提取有机磷等8个大步骤，不仅需要的试剂多，而且操作过程繁琐，最重要的是，分析得出的有机磷含量是总有机磷的含量，不能区分出颗粒态有机磷主要形态及其含量。差减法与步连续化学提取法存在同样的问题。
[0003]一些种类的颗粒态有机磷容易被转化并被水生生物利用，这对理解水生态系统的生物地球化学循环具有重要的意义。然而现有的两种方法所提取出来的有机磷仅仅为颗粒态总有机磷，既包括容易被转化的，又包括难被生物利用的，这对准确理解水生态系统的生物地球化学循环具有一定的影响。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种取样量少、提取快捷易操作的水体中颗粒态有机磷的提取方法，以及测定步骤少、测试准确度较高的水体中颗粒态有机磷的测定方法。
[0005]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0006]一种水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007](I)、采集水样，并利用真空过滤系统现场将采集的水样过滤,收集滤膜,冷藏保存；
[0008](2)、用去离子水冲洗滤膜，留取冲洗液L1，然后将滤膜浸泡在去离子水中，用振荡器振荡直至所有的固体颗粒都分离到水中，留取浸提液L2，合并L1与L2得到溶液Lism ；
[0009](3)、取溶液，在_80°C条件下冷冻干燥，得固体颗粒物Stl ；
[0010](4)、研磨固体颗粒物Stl，将研磨过的固体颗粒物编号S1，密封储存于_80°C的冷冻冰箱中备用；
[0011](5)、在-20°c条件下，将固体颗粒物S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中进行振荡预处理；
[0012](6)、将混合液在-4°C条件下离心，离心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C条件下进行提取；
[0013](7)、提取液在-4°C条件下离心，上清液即为颗粒态有机磷最终提取液。
[0014]前述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，前述滤膜为0.45 μ m的醋酸纤维滤膜。[0015]前述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，前述固体颗粒物S1均能通过100目的筛子。
[0016]前述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，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]前述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，在步骤(5)中，每隔20min振荡混合溶液I次，每次振荡的持续时间为lmin，振荡预处理的总时间为2h。
[0018]前述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，在步骤(6)中，沉淀物在NaOH溶液中开始提取时，每隔30min振荡一次，直至所有样品均结成冰块。
[0019]一种水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0020]( I )、采集水样，并利用真空过滤系统现场将采集的水样过滤，收集滤膜，前述滤膜为0.45 μ m的醋酸纤维滤膜，冷藏保存；
[0021](2)、用去离子水冲洗滤膜，留取冲洗液L1，然后将滤膜浸泡在去离子水中，用振荡器振荡直至所有的固体颗粒都分离到水中，留取浸提液L2，合并L1与L2得到溶液Lism ；
[0022](3)、取溶液Lism，在-80°C条件下冷冻干燥，得固体颗粒物Stl ；
[0023](4)、研磨固体颗粒物Sci，将研磨过的固体颗粒物编号S1,固体颗粒物S1均能通过100目的筛子，密封储存于_80°C的冷冻冰箱中备用；
[0024](5)、在_20°C条件下，将S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中进行振荡预处理；
[0025](6)、将混合液在-4°C条件下离心，离心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C条件下进行提取；
[0026](7)、提取液在_4°C条件下离心，用核磁共振方法测定上清液中的有机磷的种类和含量。
[0027]前述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，在步骤(5)中，每隔20min振荡混合溶液I次，每次振荡的持续时间为lmin，振荡预处理的总时间为2h。
[0028]前述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，在步骤(6)中，沉淀物在NaOH溶液中开始提取时，每隔30min振荡一次，直至所有样品均结成冰块。
[0029]前述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，核磁共振的条件为:90°脉冲，循环延迟时间2s，捕获时间0.5s，扫描次数为19000次，31P的共振频率为161.98MHz，化学位移是相对于85%磷酸的信号标准。
[0030]本发明的有益之处在于:通过现场过滤，减少了样品运输过程中有机磷形态的变化；分析需求的样品量少，减少了现场过滤的工作量；分析提取步骤少，不仅减少了提取过程中的磷损失，而且节省了分析样品的时间；本发明的核磁共振法不仅能够检测出样品中具体有机磷的种类和含量，而且可以较为准确的反映水体中有机磷的情况，其分析测试的准确度较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是现有的分步连续化学提取法的主要步骤的流程图；
[0032]图2是本发明的提取方法的主要步骤的流程图；
[0033]图3为滇池采样点I的水体中颗粒态有机磷的核磁共振图；[0034]图4为滇池采样点2的水体中颗粒态有机磷的核磁共振图；
[0035]图5为呼伦湖采样点的水体中颗粒态有机磷的核磁共振图；
[0036]图6为太湖采样点I的水体中颗粒态有机磷的核磁共振图；
[0037]图7为太湖采样点2的水体中颗粒态有机磷的核磁共振图。
[0038]图中附图标记的含义:a — 85%磷酸盐；b—膦酸盐；c—DNA; d—焦磷酸盐；e—ATP β-勝酸盐；f一未知有机憐；g—正憐酸盐；h—勝酸盐单酯；i一憐脂；j一多聚勝酸盐。
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0040]一、提取水体中颗粒态有机磷
[0041]利用采水器采集富营养化水体水面下50cm的天然水30L (—般采集量为20-50L，依据水体中SS的含量而定)，利用真空过滤系统现场将采集的水样过滤，收集滤膜，冷藏保存。滤膜选用的是Whatman醋酸纤维滤膜(0E67)，孔径为0.45 μ m。
[0042]现场采集200mL水样Ltl,利用钥蓝比色法测定水体中总磷(TP)和溶解态总磷酸(TDP)的含量CTP、Cidp，则颗粒态总磷(TPP)的含量Cipp可以表示为:
[0043]Cjpp—Cjp _ Cjppo
[0044]用30mL去离子水冲洗滤膜，留取冲洗液U。
[0045]用镊子取冲洗过的滤膜，浸泡在20mL的去离子水中，用振荡器振荡2_3min，直至所有的固体颗粒都分离到水中，留取浸提液l2。
[0046]将L1与L2合并在一起，称为溶液取溶液LigW在_80°C条件下冷冻干燥，得到固体颗粒物S。。
[0047]研磨固体颗粒物Stl，直至所有的固体颗粒物均通过100目的筛子，将研磨过的固体颗粒物编号S1，密封储存于-80°c的冷冻冰箱中备用。
[0048]在-20°C条件下，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)对S1进行振荡预处理，每隔20min振荡混合溶液I次，每次振荡的持续时间为lmin，振荡预处理的总时间为2h。
[0049]2h后取混合液，在_4°C条件下1000Or.mirT1离心lOmin，分离出上清液和沉淀物。其中，
[0050]上清液用钥蓝比色法分别测出其所含的TP和磷酸根离子(DIP)的浓度，分别计作C ‘TI^PC ‘DIP，则天然水体中TP和DIP的相应含量Ctl ‘‘DIP即可换算得知，而且EDTA-Na2S2O4混合提取液中无机磷的含量百分比W1也可计算出来:
[0051]W1 =X 100% ο
C TP
[0052]离心得到的沉淀物加入到IOmL0.1M的NaOH溶液中，于_20°C条件下提取16h，开始的5-6h内，每隔30min振荡一次，以便于提取，直至所有样品均结成冰块，之后在_4°C和1000Or mirT1条件下离心IOmin,上清液即为颗粒态有机磷最终提取液。
[0053]二、测定水体中颗粒态有机磷
`[0054]取颗粒态有机磷最终提取液，利用核磁共振方法测试其中有机磷的种类和含量。
[0055]核磁共振方法:仪器为Bruker公司AV400核磁共振光谱仪，带有5mmBB0探头，90°脉冲，循环延迟时间2s，捕获时间0.5s，扫描次数为19000次，31P的共振频率为161.98MHz，化学位移是相对与85%磷酸的信号标准。
[0056]测试结果见图3至图7。
[0057]有机磷的总含量计作W2 ‘。
[0058]三、测定结果的验证
[0059]取同样的颗粒态有机磷最终提取液，用钥蓝比色法分别测定最终提取液中的TP和DIP的含量，分别计作C ‘‘?>和(:’ ‘DIP，则天然水体中TP和DIP的相应含量Ctl ‘‘?和C0 ‘‘DIP即可换算得知，而且NaOH提取液中有机磷的含量百分比1’’也可计算出来:
【权利要求】
1.水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、采集水样，并利用真空过滤系统现场将采集的水样过滤，收集滤膜，冷藏保存； (2)、用去离子水冲洗滤膜，留取冲洗液L1，然后将滤膜浸泡在去离子水中，用振荡器振荡直至所有的固体颗粒都分离到水中，留取浸提液L2，合并L1与L2得到溶液； (3)、取溶液Lism，在-80°C条件下冷冻干燥，得固体颗粒物Stl； (4)、研磨固体颗粒物Stl，将研磨过的固体颗粒物编号S1，密封储存于-80°C的冷冻冰箱中备用； (5)、在_20°C条件下，将固体颗粒物S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中进行振荡预处理； (6 )、将混合液在-4 °C条件下离心，离心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C条件下进行提取； (7)、提取液在-4°C条件下离心，上清液即为颗粒态有机磷最终提取液。
2.根据权利要求1所述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，所述滤膜为0.45 μ m的醋酸纤维滤膜。
3.根据权利要求1所述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，固体颗粒物 能通过100目的筛子。
4.根据权利要求1所述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，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.根据权利要求1至4任意一项所述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，在步骤(5)中，每隔20min振荡混合溶液I次，每次振荡的持续时间为lmin，振荡预处理的总时间为2h。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的水体中颗粒态有机磷的提取方法，其特征在于，在步骤(6)中，沉淀物在NaOH溶液中开始提取时，每隔30min振荡一次，直至所有样品均结成冰块。
7.水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、采集水样，并利用真空过滤系统现场将采集的水样过滤，收集滤膜，所述滤膜为0.45 μ m的醋酸纤维滤膜，冷藏保存； (2)、用去离子水冲洗滤膜，留取冲洗液L1，然后将滤膜浸泡在去离子水中，用振荡器振荡直至所有的固体颗粒都分离到水中，留取浸提液L2，合并L1与L2得到溶液； (3)、取溶液Lism，在-80°C条件下冷冻干燥，得固体颗粒物Stl； (4)、研磨固体颗粒物Sci，将研磨过的固体颗粒物编号S1,固体颗粒物能通过100目的筛子，密封储存于_80°C的冷冻冰箱中备用； (5)、在_20°C条件下，将S1放入pH=4.5的EDTA-Na2S2O4混合溶液中进行振荡预处理； (6 )、将混合液在-4 °C条件下离心，离心得到的沉淀物加入到0.1M的NaOH溶液中，于-20°C条件下进行提取； (7)、提取液在_4°C条件下离心，用核磁共振方法测定上清液中的有机磷的种类和含量。
8.根据权利要求7所述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，在步骤(5)中，每隔20min振荡混合溶液I次，每次振荡的持续时间为lmin，振荡预处理的总时间为2h。
9.根据权利要求7所述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，在步骤(6)中，沉淀物在NaOH溶液中开始提取时，每隔30min振荡一次，直至所有样品均结成冰块。
10.根据权利要求7所述的水体中颗粒态有机磷的测定方法，其特征在于，核磁共振的条件为:90°脉冲，循环延迟时间2s，捕获时间0.5s，扫描次数为19000次，31P的共振频率为161.98MHz，化学位移是相对于85%磷酸的信号标准。
【文档编号】G01N24/08GK103558242SQ201310566056
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】揣小明, 杨柳燕, 张永领, 陈小锋, 程书波 申请人:河南理工大学