本發(fā)明屬于水體污染修復技術領域，特別涉及一種基于高效液相色譜(hplc)的水體水溶性有機物(dom)提供電子能力(edc)測定方法。

背景技術：

水體中含有dom，其中的腐殖酸類組分具有氧化還原特性，對污染物具有吸附解吸、氧化或還原作用，影響污染物在水體中的遷移轉化，對水體污染修復產生重要影響。提供電子能力(edc)是反映dom氧化還原性質的重要指標，快速、準確的測定水體中dom的edc對水體污染防控和修復具有重要意義。

當前對于dom的edc測定方法主要包括化學法、微生物法和電化學法，其中化學法由于電子供、受體選取的不同導致edc測定值存在一定差異，對比性不強。微生物法同樣受微生物類型影響，此外，該方法測定步驟較為繁瑣，無法快速測定水體中dom的edc。

電化學方法具有測定方便快速、測定結果客觀準確且對比性強等優(yōu)點，被廣泛應用于提取態(tài)dom的edc測定。但該方法同樣存在一個較大的弊端即要求測定樣品的水溶性有機碳(doc)濃度大于20mg/l，通常要求在50～100mg/l，而該值遠高于實際環(huán)境中dom的doc濃度。因此，在此前的電化學測定中，需要將水體樣品的dom進行富集后再測定。但是水體中doc濃度通常低于20mg/l，傳統(tǒng)的電化學方法無法有效測定水體中dom的edc，這嚴重限制了水體dom氧化還原特性識別及水體污染修復技術創(chuàng)新。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于高效液相色譜的水體水溶性有機物提供電子能力測定方法，借助敏感性更強和測量精度更高的儀器設備，結合氧化還原反應機理和電化學方法優(yōu)勢，可以快速、有效地測定天然水體中dom的edc。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于高效液相色譜的水體水溶性有機物提供電子能力測定方法，其主要步驟為：

1)水體樣品預處理：將采集的水體樣品過0.45μm濾膜，濾液注入棕色液相樣品瓶，將樣品瓶裝入樣品盤，上機待測；

2)采用電化學氧化方法制備氧化劑2,2-雙(3-乙基-苯并噻唑啉)(abts·⁺)；

3)高效液相色譜流動相裝配及參數設置：流動相a為氧化劑abts·⁺，流動相b為0.2mph＝7的磷酸鹽緩沖液，流動相體積配比a:b＝1:4～5，進樣量為60～120μl，且每個樣品測定1～3次，流動相流速為0.1～0.5ml/min，每個樣品每次測定時間為1h，色譜柱被替換為10～20m導液管(peek管)并反復纏繞于柱溫箱中，其中導液管與高效液相色譜原機導液管規(guī)格一致(以保證流速穩(wěn)定)，導液管折疊纏繞于柱溫箱(保證控溫)，檢測器選用紫外vwd或dad檢測器，檢測波長為728nm；

4)標準曲線制備及測定：選取水溶性維生素e(trolox)為標準物，分別測定1、2、3、4和5mol/l濃度下trolox的提供電子能力(edc)，并繪制標準曲線，trolox的edc為2.05mole-moltrolox^-1；

5)樣品測定：編輯樣品表，其中第1和2，倒數第1和2號樣品均為超純水，運行程序，測定樣品并借助標準曲線計算樣品edc。

所述步驟2)中，電化學氧化依托三電極體系進行，abts溶于ph＝4的醋酸鈉和kcl混合溶液中，abts濃度為0.5～1mm，醋酸鈉濃度為1mm，kcl濃度為100mm，選用玻碳電極為工作電極，ag/agcl電極為參比電極，鉑絲電極為對電極，選取0.05～0.2mph＝7～8的磷酸鹽緩沖液作為反應體系緩沖液，0.1mkcl為支撐電解質，電解池選用100ml玻璃電解池，陰極電勢控制為+0.7～0.9v，反應過程中借助磁力轉子和磁力攪拌器混勻反應液，同時監(jiān)控反應體系i-t曲線，當i-t曲線運行平穩(wěn)后再運行1h(總計約為4h)。

所述磷酸鹽緩沖液中，磷酸鹽為na2hpo4和/或nah2po4。

所述借助標準曲線方法計算水體樣品edc，主要通過計算樣品在728nm處吸光度體積分值并依據標準曲線方程計算樣品edc。

所述步驟3)中，以帶有vwd/dad檢測器的高效液相色譜儀為測試裝置，裝配的模塊包括：流動相、二元泵、六通閥、進樣器、柱溫箱、檢測器、廢液瓶以及操作工作站等。

所述步驟5)中，跟據樣品名稱、樣品瓶位置、進樣次數和測定參數編輯樣品表，并按照樣品表中的信息，開啟樣品測定即運行樣品表，依據樣品紫外特征吸收峰面積計算水體有機質edc。主要的原理是流動相按設定的體積配比和流速在二元泵的作用下依次流過六通閥、柱溫箱、peek管和檢測器，最后流入廢液瓶。待測樣品則借助進樣器注入到已經穩(wěn)定流動的流動相體系中，水體中有機質將與流動相中的氧化劑abts·⁺發(fā)生氧化還原反應，使流動相中產生abts，導致體系吸光度發(fā)生變化，進而計算出水體樣品edc。

本發(fā)明測試對象為水體中水溶性有機物，即水體樣品過0.45μm濾膜后所得的濾液，濃度范圍在0.5～30mg/l，測試指標為水體中水溶性有機物提供電子能力(edc)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明可以實現(xiàn)低doc濃度水體edc的測定，可以有效的測定天然水體中dom的edc，可為水體中dom氧化還原行為研究提供重要監(jiān)測手段。

本發(fā)明操作便捷、測定靈敏、誤差較低，同時測定過程全自動進樣，可高效穩(wěn)定的保障水體樣品測定。

附圖說明

圖1是基于hplc的測定水體中domedc的裝置模式圖。

圖2是基于本發(fā)明所測定的水溶性維生素e(trolox)標準曲線圖(圖2a)和水體樣品dom的edc(圖2b)。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。

本發(fā)明的一種基于高效液相色譜(hplc)的水體中dom的edc測定方法，主要步驟為：

1)水體樣品預處理：將采集的水體樣品過0.45μm濾膜，濾液注入棕色液相樣品瓶，控制樣品量在1ml，將樣品瓶裝入樣品盤，上機待測。

2)氧化劑abts·⁺制備：采用電化學氧化方法制備氧化劑abts·⁺。電化學氧化依托三電極體系進行，其中控制abts濃度為0.5～1mm(溶于ph＝4包含1mm醋酸鈉和0.1mkcl的溶液中)，選用玻碳電極為工作電極，ag/agcl電極為參比電極，鉑絲電極為對電極，選取0.2m磷酸鹽緩沖液(ph＝7)作為反應體系緩沖液，0.1mkcl為支撐電解質，電解池選用100ml玻璃電解池，工作電極電勢控制為+0.7～0.9v，反應過程中借助磁力轉子和磁力攪拌器混勻反應液，同時監(jiān)控反應體系i-t曲線，當i-t曲線運行平穩(wěn)后再運行1h(約為4h)。

3)高效液相色譜流動相裝配及參數設置：流動相a為氧化劑abts·⁺(ph＝4包含1mm醋酸鈉和0.1mkcl)，流動相b為0.2m磷酸鹽緩沖液(ph＝7)，流動相體積配比a:b＝1:5，進樣量為60～120μl，流速為0.1～0.5ml/min，測定時間為1h，色譜柱被替換為10～20mpeek管并反復纏繞于柱溫箱中，檢測器選用vwd/dvd檢測器，檢測波長為728nm。

4)標準曲線制備及測定：選取水溶性維生素e(trolox)為標準物，分別測定1、2、3、4和5mol/l濃度下trolox的提供電子能力(edc)，并繪制標準曲線(trolox的edc為2.05mole^-moltrolox^–1)。

5)樣品測定：編輯樣品表，其中第1和2，倒數第1和2號樣品均為超純水，運行程序，測定樣品并借助標準曲線計算樣品edc。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

選取水溶性維生素e(trolox)作為標準物質制作標準曲線，同時測定天然水體中dom的edc。

水體樣品預處理：將水體樣品過0.45μm濾膜，濾液注入到棕色樣品小瓶中，控制樣品體積為1ml。

試劑配制：

①2mm醋酸鈉和0.2mkcl各500ml；

②配制ph＝4，1mm醋酸鈉和0.1mkcl溶液500ml；

③配制0.75mmabts溶液(溶于ph＝4，1mm醋酸鈉和0.1mkcl溶液)500ml；

④配制0.2m磷酸鹽緩沖液(ph＝7，500ml)；

⑤配制trolox標準曲線，濃度依次為1、2、3、4和5mol/l。

氧化劑abts·⁺制備：采用電化學方法制備abts·⁺氧化劑，選取三電極體系，其中選取玻璃碳電極作為工作電極，選取ag/agcl為參比電極，選取鉑絲作為對電極。工作電極電勢設為0.8v，時間設為無限制，電解池選取100ml電解池，反應體系運行4h后收集abts·⁺氧化劑。

測定體系模塊搭建：如圖1所示，測定依托安捷倫1100高效液相色譜儀進行，該儀器包含兩個流動相a和b、二元泵、六通閥、進樣器、柱溫箱和vwd檢測器。更換儀器中的c18柱為15m長安捷倫液相peek管，聯(lián)通模塊，啟動運行體系。

儀器參數設定：氧化劑abts·⁺設為流動相a，0.2m磷酸鹽緩沖液(ph＝7)設為流動相b，流動相體積配比a:b＝1:5，進樣量為100μl，流速為0.1ml/min，測定時間為1h，vwd檢測波長為728nm。

樣品編號：第1、2號為超純水，第3～7號樣依次為1～5mol/ltrolox標曲樣品，7～10號為水體dom樣品，11和12號為超純水樣品。

結果及說明

如圖2所示，圖2a為trolox標準曲線，r²＝0.99，圖2b為兩個水體樣品dom測定值，圖2結果證明本發(fā)明可以準確、便捷的測定水體中dom的edc。