[发明专利]一种优化芬顿试剂反应条件去除微塑料表面有机质的方法

说明书

一种优化芬顿试剂反应条件去除微塑料表面有机质的方法，属于环境污染控制领域。该方法首先，配制浓度为5～10g/L的芬顿试剂。其次，制备不同尺寸的微塑料颗粒，并测量微塑料颗粒消解前尺寸。最后，采用芬顿试剂进行消解。本发明能够去除微塑料表面存在的有机质，并且不会对微塑料产生显著影响，且对于实际样品中微塑料表面有机质的去除效率较高。

技术领域

本发明属于环境污染控制领域，具体涉及一种利用优化芬顿试剂反应条件去除微塑料表面有机质的方法。

背景技术

微塑料作为一种新型污染物已经受到越来越多科研人员的关注。通常，微塑料定义为直径小于5mm的塑料颗粒、碎片、纤维和薄膜等塑料材质。微塑料一般有两个来源：初级源和次级源，初级源是指生产的塑料颗粒，个人护理产品中添加的微珠和人造细纤维等；次级源是由于大尺寸的塑料在光、热、紫外线和机械磨损等环境条件下分解成的小粒径塑料。目前微塑料已经在海水、淡水、污水、自来水、瓶装水等水体介质以及深海、海床、河口、滨海潮滩等环境介质中检出。最近，甚至在人体内也发现了微塑料的踪迹。微塑料不仅自身是污染物，还能作为重金属、农药、有机污染物等的载体，危害生物体健康。土壤和沉积物成分复杂，微塑料长期存在于土壤和沉积物环境中，通常会在其表面吸附一些有机质，从而干扰微塑料的表征和鉴定。为了去除有机质，通常使用酸、碱或酶消解的方法，但酸消解会破坏聚酰胺(PA)等塑料材质；碱消解，如NaOH会导致PC和PET的降解；酶消解，如蛋白酶-K由于其价格昂贵只能应用于小样本量。另外还可以使用30％的H₂O₂消解有机质，但消解时间过长(通常需要七天甚至更长)。目前使用最多的是芬顿消解的方法，芬顿消解最早在海洋战略框架指令(Marine Strategy Framework Directive)中提出，具有消解效率高、经济适用、反应时间短等优点。但是芬顿消解过程中诸如芬顿试剂的浓度和反应温度等因素会对微塑料产生影响，因此需要优化这些反应条件使得反应对微塑料的影响最小且消解有机质效率高。在本发明中，主要考虑芬顿试剂的浓度和反应温度对微塑料的影响。

发明内容

本发明提供了一种优化芬顿试剂反应条件去除微塑料表面有机质的方法，利用FeSO₄·7H₂O和30％H₂O₂配制的芬顿试剂，去除微塑料表面存在的有机质，并且本发明所述方法不会对微塑料产生显著影响且对于实际样品中微塑料表面有机质的去除效率较高。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种优化芬顿试剂反应条件去除微塑料表面有机质的方法，该方法能够高效去除实际样品中微塑料表面有机质且不会对微塑料产生显著影响，包括以下步骤：

第一步，配制芬顿试剂

配制FeSO₄·7H₂O的水溶液，并加入等体积的H₂O₂，得到芬顿试剂；所述芬顿试剂的浓度为5～10g/L(这里的浓度指FeSO₄和H₂O₂的混合浓度)。所述H₂O₂的体积分数为30％。

第二步，制备不同尺寸的微塑料颗粒

分别制备大尺寸微塑料颗粒(尺寸≥0.5mm)和小尺寸微塑料颗粒(尺寸≤0.2mm)。所述微塑料的材质为PA、PC、PE、PP、PET、PS和PVC。

第三步，测量微塑料颗粒消解前尺寸

消解前，大尺寸微塑料颗粒直接通过显微镜测出表面积。

消解前，由于小尺寸微塑料颗粒在消解反应后难以与消解前逐一匹配，造成测量难度大，因此针对小尺寸微塑料颗粒建立一个消解前表面积数据库，并通过数据库值比对得到；所述小尺寸微塑料颗粒消解前表面积数据库的建立方法是：