一種水體中富里酸亞組分的分級提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及富里酸亞組分分離提取技術(shù)，具體涉及一種水體中富里酸亞組分的分級提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]富里酸(fulvic acid)是由動植物殘體經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物過程形成的大分子有機(jī)混合物，它廣泛存在于水體、土壤、沉積物等環(huán)境介質(zhì)中。富里酸亞組分能溶于堿性和中性溶液，不溶于酸，是水體有機(jī)質(zhì)的重要組成部分。
[0003]富里酸中含有大量活性官能團(tuán)如羧基、酚羥基、羰基、氨基和巰基，從而具有很高的反應(yīng)活性，在水環(huán)境中具有重要作用。例如富里酸能與水中的有毒重金屬離子和有機(jī)污染物(如農(nóng)藥，PPCPs和PAHs)發(fā)生相互作用，形成化學(xué)和生物穩(wěn)定性的溶于水和不溶于水的物質(zhì)，從而改變其迀移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和生物有效性。由于富里酸的組成和結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，其元素組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)隨著時空不同而發(fā)生變化。為了更近一步的研究富里酸的結(jié)構(gòu)和組成，前人將富里酸進(jìn)行分級分離，從而減小其異質(zhì)性，在土壤富里酸分級方面取得一系列成果。目前針對土壤富里酸亞組分的分級分離技術(shù)，一般基于IHSS推薦的XAD — 8吸附技術(shù)為基礎(chǔ)，即首先將土壤富里酸吸附在XAD — 8樹脂上，然后用不同性質(zhì)的淋洗液淋洗樹脂柱，得到不同富里酸亞組分分級樣品。例如Dai等首先將土壤富里酸吸附在XAD — 8樹脂上，然后利用三種不同PH有機(jī)緩沖液、水及乙醇淋洗樹脂，得到5種富里酸亞組分分級樣品(Dai, J., Ran, ff., Xing, B., Gu, Μ.& Wang, L.Characterizat1n of fulvicacid fract1ns obtained by sequential extract1ns with pH buffers, water,and ethanol from paddy soils.Geoderma 135, 284 - 295 (2006).) ;Li 等利用四種不同比例甲醇和鹽酸溶液淋洗樹脂，得到4種土壤富里酸亞組分分級樣品(Li，A., Hu,J., Li, ff., Zhang, ff.& Wang, X.Polarity based fract1nat1n of fulvic acids.Chemosphere.77，1419 - 1426 (2009).) ；Bai等利用5種不同pH的焦磷酸鈉緩沖溶液淋濾樹脂，得到5種土壤富里酸亞組分分級樣品(Bai Y., Wu F.，Xing B., Meng W.，Shi G., Ma Y.& Giesy J.1solat1n and Characterizat1n of Chinese StandardFulvic Acid Sub-fract1ns Separated from Forest Soil by Stepwise Elut1n withPyrophosphat.Scientific Reports.5, 8723 | DO1: 10.1038/srep08723(2015))D 然而，對于水體中富里酸亞組分的分級提取未見相關(guān)報道。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種水體中富里酸亞組分的分級提取方法，該方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)對富里酸亞組分分級提取過程的不足，獲得分級富里酸亞組分。
[0006]本發(fā)明利用XAD-8樹脂吸附水體中富里酸，后用不同pH值的焦磷酸鈉溶液進(jìn)行淋洗，從而實(shí)現(xiàn)富里酸亞組分的分級提取。提取及分級過程中不涉及有機(jī)溶劑，在提取完成后，可以通過測定富里酸亞組分中各個元素含量，對可能的無機(jī)殘留進(jìn)行定量，保證了富里酸亞組分的純凈。
[0007]本發(fā)明公開的技術(shù)方案如下:一種水體中富里酸亞組分的分級提取方法，所述分級提取方法包括如下步驟:
步驟a:水樣酸化及過濾:
用堿和酸調(diào)節(jié)水體樣品PH=0.5-1.5，用濾膜過濾，所得濾液標(biāo)記為已濾水體樣品；
步驟b:水體富里酸的樹脂吸附:
將已濾水體樣品以10-15倍柱體積/h的流速通過樹脂柱，棄去流出液；
步驟c:富里酸亞組分分級淋洗:
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=2的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=2的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分I ;
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=3的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=3的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分2 ;
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=4的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=4的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分3 ;
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=5的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=5的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分4 ;
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=6的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=6的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分5 ；
以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=7的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=7的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分6 ； 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=8的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=8的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分7 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=9的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=9的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分8 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=10的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=10的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分9 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用PH=Il的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=ll的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH=1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分10 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=12的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=12的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分11 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5-10倍柱體積/h的流速，用pH=13的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗樹脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波長紫外/可見光進(jìn)行測定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時，停止pH=13的焦磷酸鈉緩沖溶液淋洗過程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，攪拌4 h后，靜置24h，離心得到上清液，標(biāo)記為富里酸亞組分12 ;
步驟d:富里酸亞組分純化:
向富里酸亞組分I至富里酸亞組分12，共計(jì)12份溶液中，分別加入氫氟酸，使溶液中氫氟酸濃度為0.3 mol/L,持續(xù)攪拌4 h，并靜置24 h后，離心得到12份上清液，分別標(biāo)記為純化富里酸亞組分I至純化富里酸亞組分12 ;
步驟e:水體富里酸亞組分除鹽及固化:
將純化富里酸亞組分I至純化富里酸亞組分12，共計(jì)12份溶液分別以3-5倍柱體積/h的流速通過樹脂柱，棄去流出液；
每份純化富里酸亞組分在樹脂柱上吸附完成后，則分別用0.65倍柱體積去離子水以10-15倍柱體積/h的流速，沖洗樹脂柱，棄去流出液；然后再用