[发明专利]一种测定微塑料得电子和失电子容量的方法

说明书

本发明提供了一种测定微塑料得电子和失电子容量的方法，该方法将铁氰化钾和连二亚硫酸钠分别在厌氧环境中与微塑料反应，通过测定反应前后铁氰化钾和连二亚硫酸钠的消耗量，从而计算得到微塑料的得电子容量和失电子容量，解决了微塑料老化过程作用机制无法得到验证的问题，具有操作简单、成本低、准确度高的优点。

技术领域

本发明涉及环境修复技术领域，具体是涉及一种测定微塑料得电子和失电子容量的方法。

背景技术

微塑料是一种直径小于5毫米的塑料颗粒，亦是一种造成污染的主要载体。与“白色污染”塑料相比，微塑料容易影响水生生物从而造成环境灾害，并且它在水中可以残留数千年而不消失，即便是可以生物降解的类型，也很难在短时间内降解。

微塑料进入环境后，在物理、化学和生物的复合作用下发生形貌、结构及化学性质的改变，使得微塑料的颗粒减小、比表面积增大、表面含氧和含硫官能团含量增加、以及释放塑料添加剂等。

研究表明老化过程会影响微塑料的吸附性能、迁移行为、增大生物的暴露风险及毒性效应。此外，也有研究发现微塑料会影响陆地生态系统中的碳氮循环，机制包括微塑料自身可以作为碳源供微生物代谢，也有可能是由于微塑料表面含有氧化还原活性的官能团，可以作为微生物代谢的电子受体或供体。

为了论证以上作用机制，急需开发一种方法表征微塑料的氧化还原特性，即需要一种可以测量微塑料的得电子容量和失电子容量情况的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：目前还未出现一种表征微塑料氧化还原特性的方法以验证微塑料的老化机制。

本发明的技术方案如下：

一种测定微塑料得电子和失电子容量的方法，包括以下步骤：

S1、称取15-60mg微塑料粉末装入60mL血清瓶中，在厌氧手套箱进样室抽真空2-12h除去其中的氧气后转入手套箱；

S2、加15-45mL曝气除氧的铁氰化钾混合液或连二亚硫酸钠混合液，将血清瓶用丁基橡胶塞密封后振荡培养，选择数个特定的时间间隔，在手套箱中取样0.3-1mL过滤，分别用于分光光度计测量；

S3、在用铁氰化钾测定微塑料失电子容量时，取0.2mL滤液转移至酶标板，从手套箱取出后立即在415-425nm测定吸光度，根据吸光度变化计算微塑料的失电子容量，在用连二亚硫酸钠测定微塑料得电子容量时，取0.1-0.5mL滤液与1-5mL的二氯酚靛酚反应40min，取0.2mL反应液转移至酶标板，从手套箱取出后立即在595-605nm测定吸光度，根据吸光度变化计算微塑料的得电子容量。

进一步地，步骤S2中的所述铁氰化钾混合液包括：0.5-2mM铁氰化钾和10-50mM磷酸盐缓冲液，其中，mM为毫摩尔，铁氰化物阴离子既快速与微塑料中的氧化还原活性官能团，又不会吸附于微塑料。

进一步地，步骤S2中的所述铁氰化钾混合液的pH值为5-9，有利于展示酸性、中性、碱性环境下微塑料老化过程中电子量变化情况。

进一步的，步骤S2中的所述连二亚硫酸钠混合液包括：0.5-2mM连二亚硫酸钠和50mM磷酸盐缓冲液，其中，mM为毫摩尔，连二亚硫酸钠具有较低的氧化还原电位(-0.43V)，快速还原微塑料中的氧化还原活性官能团。

更进一步地，步骤S2中的所述连二亚硫酸钠混合液的pH值为6.4，有利于展示弱酸环境下微塑料老化过程中电子量变化情况。

优选地，步骤S2中，在进行微塑料失电子容量测算的情况下，数个特定的时间间隔是：0h、20h、40h、60h、80h、100h、120h，该时间间隔是对过氧化氢老化酚醛树脂微塑料失电子容量变化测算的较佳时间间隔，有利于展现不同时间段过氧化氢老化酚醛树脂微塑料失电子容量的变化情况。