[发明专利]一种检测土壤环境中聚乙烯残余量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测土壤环境中聚乙烯残余量的方法。

背景技术

为了解决塑料“白色污染”问题，20世纪70年代科学家提出了降解塑料概念。降解塑料的主要优点是在失去塑料的利用价值而变成废弃物之后，在光、温、水、气、生物等各种环境因素的作用下经过一段时间就能自动降解为对环境无污染的小分子物质，进而可以参与生物代谢循环可被土壤同化吸收。聚乙烯是塑料中应用最广泛的品种之一，主要用来制造薄膜、电线电缆、纤维、管材、注塑制品和涂层等。随着新应用领域的不断出现和对传统包装材料的逐步替代，世界聚乙烯塑料总需求量一直保持年增长率在5%左右，我国每年的聚乙烯需求总量超过6000万吨，其废弃物占“白色污染”的50%以上。国内外的学者都对聚乙烯废弃物的污染问题以及降解过程和降解机理做过系统深入的研究，研究者多是集中在聚乙烯废弃物如地膜块状残留对土壤和作物的影响之上，或将地膜施用到田间，经过自然的多个生长季，或者在实验室条件下接种微生物模拟田间条件，期间不断的采集地膜样品，测试表面性状变化和微生物生长级别、质量损失、拉伸强度、断裂伸长率、结构变化、氧化劣化程度、分子量变化、表面结构变化、消耗氧气量、二氧化碳生成量等指标，推算聚乙烯地膜降解的可能反应步骤以及完全降解需花费的时间。

从前人的研究报道中可以看到，通过光降解、氧化降解、生物降解等技术在聚乙烯为基质的产品中加入光降解剂、氧化降解剂以及生物可降解材料开发的这类可降解聚乙烯产品如地膜，在外界光、温、水、气、微生物共同作用的环境下可以达到将地膜于短期降解成粉末状的目的，这一过程伴随聚乙烯的分子量逐渐降低，至此地膜已经实现外观从碎片状降解成粉末状，过去地膜碎片对土壤和作物的不利影响已不存在。那么聚乙烯产品降解后的粉末状聚乙烯残余物是否仍旧污染环境成为新的一大论点，而有关于这方面的研究在近几年内罕有报道。究其原因，主要是聚乙烯残余物以粉末形式存在于土壤环境之中，要对其进行各项研究有一定的困难。本发明根据聚乙烯的理化性质，在现有的环境有机污染物分离富集和检测手段的基础上，实现了分析测试土壤环境中聚乙烯残余物的技术方法，不仅可以扩大环境中有机污染物检测的范围，同时也可以为聚乙烯环境降解的研究提供一种新的研究手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测土壤环境中聚乙烯残余量的方法，主要是利用聚乙烯在较高温度下溶于某些有机溶剂，使聚乙烯残余物从土壤样品中进入液相，用热抽滤的方法进行固液分离，从滤液中取样采用粘度数据对比凝胶渗透色谱测定其分子量和分子量分布；剩余滤液置于培养皿中，烘干，计量即可得到土壤环境中聚乙烯残留量，可将此方法运用于各种土壤环境中聚乙烯残余物的分离提取和检测。

本发明的技术方案是：一种检测土壤环境中聚乙烯残余量的方法，主要包含以下五个步骤：分别取不同的土壤样品，烘干、粉碎，混匀后得到土样；取一定量土样置于带有搅拌和冷凝回流装置的三口烧瓶中，加入土样重量3～6倍的有机溶剂，在100℃条件下进行加热溶解90～120分钟后热抽滤，上述过程反复3～5次；合并滤液于分液漏斗中，加入滤液同体积的无水乙醇摇匀后静置24h分层；从分液漏斗下层溶液中取样采用凝胶渗透色谱测定其分子量和分子量分布；剩余下层溶液置于培养皿中烘干，计量即可得到土壤环境中聚乙烯残留量。

本发明中：土壤选用砂土、壤土、粘土中的一种或两种以上的任意组合；有机溶剂选用二甲苯、四氢萘、十氢萘、邻二氯苯、1，2，4-三氯苯、1，2，4-三甲基苯中的一种或两种以上的任意组合。

本发明使用的装置简单，操作方便，并且提取率稳定，平均提取率可达95%以上，适用于各种土壤环境中聚乙烯残余物的分离提取和检测。

具体实施方式

实施例1：取300g砂土样品，烘干、粉碎，混匀后得到土样；取30g土样置于带有搅拌和冷凝回流装置的250ml三口烧瓶中，加入90g十氢萘溶液，在100℃条件下进行加热溶解90分钟后热抽滤，上述过程反复3次；合并滤液于1000ml分液漏斗中，加入滤液同体积的无水乙醇摇匀后静置24h分层；从分液漏斗下层溶液中取样采用凝胶渗透色谱测定其分子量和分子量分布；剩余下层溶液置于培养皿中，烘干，计量即可得到土壤环境中聚乙烯残留量，提取率为98.62%。