一種測定全氟辛酸含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測定環(huán)境空氣中全氟辛酸的檢測方法，特別是涉及一種通過數(shù)字 電極現(xiàn)場對環(huán)境空氣中全氟辛酸含量進行測定的方法，屬于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 全氟辛酸（Pemuooroetnaoieaeid，簡稱PFOA)，分子式CF3 (CF2) 6C00H)是一種有機 強酸，濃度lg/L時pH為2. 6,pKa值為2. 5 ;通常人們所說的PF0A還包括其鹽，主要指全氟 辛酸銨（簡稱PF0A，有時也簡稱C8)。
[0003] PF0A為一種人工合成的化學(xué)品。近幾十年來，PF0A被廣泛應(yīng)用于航空科技、運輸、 電子行業(yè)，以及廚具等民生用品。當(dāng)PF0A分解后會在環(huán)境或人體中釋放出來。PF0A是目前 已知最難降解的有機污染物之一，具有很高的生物蓄積性和多種毒性，不僅會造成人體呼 吸系統(tǒng)問題，還可能導(dǎo)致新生嬰兒死亡，其導(dǎo)致的全球性污染正日漸受到人們關(guān)注。全氟辛 酸化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有持久性、生物積累性和多種毒性，嚴(yán)重危害人類健康和其生存環(huán)境， 已成為繼有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、二噁英之后日益引起重視的一類新型持久性有機污染物。
[0004] 近年來，科研工作者已在水環(huán)境、土壤、食品中分別檢測出PF0A物質(zhì)。2013年，有 學(xué)者檢測出城市環(huán)境空氣中含有PF0A物質(zhì)。
[0005] 中科院上海有機化學(xué)研宄所有機氟化學(xué)專家呂龍所指出，有關(guān)氟多聚物的討論應(yīng) 當(dāng)延伸到PF0A的排放問題，全社會須關(guān)注國內(nèi)相關(guān)企業(yè)全氟辛酸的排放情況，出于保護人 類健康的需要，需盡快制定PF0A排放標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)該全面展開流行病學(xué)調(diào)查，為此急需建立 簡便快捷的分析方法，對進一步的研宄起到技術(shù)支持作用。
[0006] 對于環(huán)境空氣和廢氣中PF0A的測定方法，目前采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法 (HPLC-MS/MS)。但該法操作繁瑣、耗時耗力耗資，數(shù)據(jù)時效性差，不宜現(xiàn)場監(jiān)測，難以滿足快 速、及時監(jiān)測的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有環(huán)境空氣中全氟辛酸濃度監(jiān)測技術(shù)存在的不足，提供了一種測定 環(huán)境空氣中PF0A含量的方法，本發(fā)明的測定裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝操作簡便。本發(fā)明的PF0A 測定方法適合于室外環(huán)境使用。本發(fā)明的方法可實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、連續(xù)地、實時測定，環(huán)境中 PF0A含量分析準(zhǔn)確，能夠真實反應(yīng)空氣中PF0A含量狀況。
[0008] 為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種測定全氟辛酸（PF0A)含量的方法， 包括如下順序進行的步驟：
[0009] 1)采用全氟辛酸測定裝置測定磷酸緩沖溶液的緩沖液響應(yīng)電流（AJ;
[0010] 2)采用全氟辛酸測定裝置測定全氟辛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)液響應(yīng)電流（Ai);
[0011] 3)以標(biāo)準(zhǔn)液響應(yīng)電流和緩沖液響應(yīng)電流間的相應(yīng)的電流差（AA=AJ為縱 坐標(biāo)，相應(yīng)的全氟辛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)繪制工作曲線，繪制全氟辛酸測定工作曲 線；
[0012] 4)將待測樣品溶液加入到全氟辛酸測定裝置中，測定待測樣品溶液的樣品響應(yīng)電 流（A實）；
[0013] 5)計算樣品響應(yīng)電流與緩沖液響應(yīng)電流間的電流差（△ -AJ，查閱全氟 辛酸測定工作曲線，獲得待測樣品溶液中全氟辛酸的含量。
[0014] 其中，步驟1)中所述磷酸緩沖溶液的濃度為0. 01M，pH為6. 48。
[0015] 特別是，所述磷酸緩沖溶液按照如下步驟制成：
[0016] 1-1)精確稱取1795mg的Na2HP04. 2H20于500mL容量瓶中，加入無水甲醇稀釋并定 容至500mL，配制成0. 01M的Na2HP04緩沖溶液；
[0017] 1-2)精確稱取1365mg的KH2P(V? 1000mL容量瓶中，加入無水甲醇稀釋并定容至 1000mL，配制成0. 01M的KH2P04緩沖溶液；
[0018] 1-3)按照體積比為4 :1的比例將KH2P04緩沖溶液、Na2HP04緩沖溶液混合均勾，配 制成pH為6. 48的0. 01M的磷酸鹽緩沖溶液。
[0019] 其中，步驟2)中所述全氟辛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為2. 5-50mg/L。
[0020] 特別是，所述PF0A標(biāo)準(zhǔn)溶液按照如下步驟配制而成：
[0021] 2-1)將精確稱取的50mgPF0A標(biāo)準(zhǔn)樣品置于1L的容量瓶中，接著加入0? 01M、pH =6. 48的磷酸鹽緩沖溶液，并定容，攪拌均勻，制成濃度為50mg/L的PF0A母液；
[0022] 2-2)分別精密吸取PF0A母液4份，每份1ml，然后分別精密吸取0. 01M、pH= 6. 48 的磷酸鹽緩沖溶液19ml、9ml、4ml、lml，分別加入到4份PF0A母液中，對50mg/L的PF0A母 液分別稀釋20倍、10倍、5倍、1倍，制得濃度分別為2. 5mg/L、5mg/L、10mg/L、
[0023] 25mg/L的PF0A標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0024] 其中，步驟1)中所述測定全氟辛酸含量的測定裝置由待測樣品存放系統(tǒng)、數(shù)字電 極系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，其中所述數(shù)字電極系統(tǒng)設(shè)置于所述待測樣品存放系統(tǒng)內(nèi)部，所 述數(shù)字電極系統(tǒng)通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。
[0025] 特別是，所述待測樣品存放系統(tǒng)由待測樣品溶液池組成。
[0026] 其中，所述待測樣品溶液池為頂端開口底部和四周密封的容器，內(nèi)部放置待測樣 品溶液和所述的數(shù)字電極測量系統(tǒng)。
[0027] 特別是，所述待測樣品溶液池為頂端開口的任何形狀的容器，例如圓柱體形、正方 體形、長方體形、棱柱體形等。
[0028] 其中，所述測定全氟辛酸含量的數(shù)字電極系統(tǒng)包括極譜式P02電極、生物數(shù)字膜片 和固定件，其中，所述固定件將所述生物數(shù)字膜片固定在所述極譜式P〇2電極的底部，且與 所述極譜式？〇2電極的底部緊密連接在一起。
[0029] 其中，所述固定件上開設(shè)有供溶液中氧氣（02)自由通過的通道。
[0030] 特別是，所述通道的截面積與所述生物數(shù)字膜片的面積相匹配。
[0031] 尤其是，所述通道的截面積與所述生物數(shù)字膜片的面積之比為0.8-1 :1，優(yōu)選為 0.8 ： 1 〇
[0032] 尤其是，所述極譜式P02電極底部面積與所述生物數(shù)字膜片的面積之比為1 : 0. 9-1，優(yōu)選為 1 :0. 9。
[0033] 其中，所述數(shù)字電極膜片由枯草芽孢桿菌、纖維素和硅藻土型擔(dān)體組成。
[0034] 特別是，所述硅藻土型擔(dān)體包括101擔(dān)體、6201擔(dān)體。
[0035] 特別是，所述生物數(shù)字膜片按照如下步驟制備而成：
[0036] A)將枯草芽孢桿菌轉(zhuǎn)移至無菌水中，制成枯草芽孢桿菌濕菌體；
[0037] B)將枯草芽孢桿菌濕菌體與纖維素、101擔(dān)體、6201擔(dān)體混合均勻后，均勻涂布在 表面光滑的平板上，制成平面濕菌體膜片；
[0038] C)對平面濕菌體膜片進行干燥固定處理，即得。
[0039] 其中，步驟A)中所述枯草芽孢桿菌濕菌體溶液中枯草芽孢桿菌的濃度為 3.OX103-3.OX105CFU/mL;步驟B)所述平面濕菌體膜片的厚度為0. 2-0. 5mm;所述表面光 滑的平板選擇玻璃板；步驟C)中所述干燥固定處理過程中干燥溫度為30土1°C;處理時間 彡24h，優(yōu)選為24-36h。
[0040] 特別是，步驟B)中所述枯草芽孢桿菌濕菌體溶液體積與纖維素、101擔(dān)體、6201擔(dān) 體的重量份配比為 40-50:40-50:40-50:10-20,優(yōu)選為 50 (ml) :50 (mg) :50 (mg) :20 (mg)，即當(dāng)所述枯草芽孢桿菌濕菌體溶液體積40-50ml時，纖維素、101擔(dān)體、6201擔(dān)體的重量分 別為40-50mg、40-50mg、10-20mg;當(dāng)所述枯草芽孢桿菌濕菌體溶液體積40-50L時，纖維素、 101擔(dān)體、6201擔(dān)體的重量分別為40-50g、40-50g、10-20g。
[0041] 其中，所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis XZ I 125,其微生物 保藏號為CGMCC NO.1747。分類命名是：Bacillus subtilis。
[0042] 特別是，所述枯草芽孢桿菌濕菌體溶液按照如下方法制備而成：
[0043] 首先：將枯草芽孢桿菌BacillussubtilisXZI125菌種接種于放大培養(yǎng)基中， 于25±2°C下在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)靜置培養(yǎng)7-8天，進行放大培養(yǎng)，獲得放大培養(yǎng)枯草芽孢桿 菌；
[0044] 接著，將放大培養(yǎng)枯草芽孢桿菌菌落挑入液體培養(yǎng)基中，于25 ± 2 °C下，在搖床上 進行震蕩培養(yǎng)，然后移出菌落，進行離心處理，去除上清液，獲得枯草芽孢桿菌濕菌體
[0045] 其中，所述放大培養(yǎng)基為：牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl5g、瓊脂粉15g，蒸餾水 1000mL，pH自然，lX105Pa高壓滅菌30min，充分搖勻后分裝于平皿中，冷卻后4°C保存 備用；所述震蕩培養(yǎng)過程中的液體培養(yǎng)基為：牛肉膏（0.3%)、酵母汁（0.3%)、蛋白胨 (0. 3% )、葡萄糖10(1.0% )，蒸餾水1000mL，混合均勻后用1:4硫酸（分析純，1^04含量 95.98% )調(diào)節(jié)pH= 6,保存?zhèn)溆谩?br>[0046] 其中，所述振蕩培養(yǎng)過程中振蕩頻率：100rpm;培養(yǎng)時間多48h。
[0047] 特別是，所述離心處理速度為lOOOrpm;離心處理時間為2min。
[0048] 其中，所述極譜式P02i極包括：Ag-AgCl陽極、鉑金陰極、電解質(zhì)溶液、透氧薄膜、 玻璃管、加固環(huán)箍和電流輸出導(dǎo)線，其中所述玻璃管內(nèi)裝有電解質(zhì)溶液；所述鉑金陰極和 Ag-AgCl陽極均設(shè)于所述玻璃管內(nèi)部；所述鉬金陰極和Ag-A