[发明专利]一种原位表征土壤微域中疏水性有机污染物生物有效性的方法

说明书

本发明公开了一种原位表征土壤微域中疏水性有机污染物生物有效性的方法，属于环境科学与工程技术领域。所述方法将微尺度聚二甲基硅氧烷探针放置于土壤介质中，通过原位培养的方式对土壤中的疏水性有机污染物进行富集，再对探针中的疏水性有机污染物进行提取和测定。本发明方法利用聚二甲基硅氧烷探针的微尺度和强疏水性特点，可以在原位和不干扰土壤中疏水性有机污染物的分布的基础上模拟生物对疏水性有机污染物的富集，实现土壤微域中疏水性有机污染物生物有效性的原位表征，为进一步探明动物活动/植物根系‑土微域界面疏水性有机污染物的迁移、转化和降解机制提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及环境科学与工程技术领域，更具体地说，涉及一种原位表征土壤微域中疏水性有机污染物生物有效性的方法。

背景技术

随着社会的快速发展，人类活动如大量化学品的合成与使用、工业三废的排放、煤炭与石油的不完全燃烧等的干扰，全球范围内的环境出现不同程度的污染，严重威胁、危害生态安全。其中，疏水性有机污染物因具有持久性、长距离迁移性、生物富集性和三致作用(致癌、致畸和致突变)，备受关注，成为研究、治理的重中之重，尤其是多环芳烃、多氯联苯和酞酸酯等已被环保部门列为优先控制的污染物。据报道，国内表层土壤已出现不同程度的污染，且范围和水平仍在急剧增加。土壤中的生物往往是食物链的初级生物，因生物活动，疏水性有机污染物会被植物或动物富集，进入食物链，危害高等生物安全。因此，为保障生态安全和人体健康，土壤中疏水性有机污染物的风险评估是十分必要的。

疏水性有机污染物进入环境后，经过复杂的相互作用，仅有部分通过微生物、动物、植物等富集进入食物链。此部分疏水性有机污染物(生物有效性)常被用于环境风险评估。为了精准评估土壤中疏水性有机污染物的生物有效性，近些年，科研人员研发了多种土壤中疏水性有机污染物生物有效性的测定方法，其中，多为固相萃取法、温和溶剂萃取法等，均为异位法，原位测定方法较少。

经检索，现有技术中公开了相关的申请案，如中国专利申请号2017104216600，申请公布日为2017年9月29日的申请案公开了一种预测土壤中多环芳烃生物有效性的方法，包括以下步骤：第一步：聚己内酯(PCL)膜的制备，该方法选取聚合度为80000的PCL颗粒作为原料，配制成10％(M：V)的混合液，在高压17kV，2mL/h条件下，纺丝2h，制成含有1-10μm孔的PCL膜，备用；第二步：PCL半透膜被动采样装置(SPMD)的制备，将制得的PCL膜裁剪成1cm×1.5cm的统一规格，用热封仪封口，备用；第三步：PCL-SPMD对土壤中多环芳烃的生物有效性预测，取1个PCL-SPMD，一定体积的背景溶液、菲储备液于60mL EPA样品瓶中，菲的浓度为0.1～1mg/L，进行水中菲的富集动力学研究；取3个PCL-SPMD置于含有100g土的烧杯中，菲的浓度为50mg/kg，进行土壤中菲的富集动力学研究(土水比＝5:2)；富集结束后，测定PCL-SPMD中菲的浓度，确定富集平衡后PCL-SPMD中菲的浓度，并与生物富集实验中蚯蚓体内菲的浓度进行相关性分析。

该申请案的方法采用半透膜被动采样装置应用于土壤中多环芳烃生物有效性的测定，但是，上述装置体积较大，长x宽＝1cm x 1.5cm，从尺寸上难以实现土壤微域环境中毫米级空间区域疏水性有机污染物的生物有效性表征。根据公知常识，土壤动物对污染物的表皮吸收和植物根系活动界面均是在毫米甚至微米级空间内完成，污染物从土壤进入食物链的关键过程就在于此微小区域内土壤污染物与生物间的交互作用，大体积采样装置不仅不能精准反映该微域空间过程，并且大体积的富集装置本身和较大的富集总量又会干扰土壤中疏水性有机污染物的原始分布以及污染物在土-液、土-生界面的分配过程，从而影响测定的精准度。此外，上述方法的拟合方程R²＝0.77，表明方法的精准度有待提高。

因此，基于现有技术的缺陷，亟需发明一种简单、高效的、准确度高的原位测定土壤微域中疏水性有机污染物生物有效性的方法。

发明内容

1.发明要解决的技术问题