一种固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法与流程

1.本发明涉及固体检测技术领域，特别是涉及一种固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法。


背景技术：

2.目前，双酚类和烷基酚类化合物为典型的环境内分泌干扰物质，这两种化合物具有极强的环境雌激素活性，其存在于环境中会持续干扰生命体的内分泌系统，影响生命体的生殖和发育，其在环境中的遗留将会对人类生态环境产生极大的潜在危害，且具有毒性、生物积累性以及持久性污染等特征；故基于上述背景下，现有技术中存在对于双酚类和烷基酚类化合物的部分检测方法，主要方法包括气相色谱-质谱法（gc-ms）和液相色谱-质谱/质谱法（lc-ms/ms）；由于双酚类和烷基酚类化合物的沸点较高，在采用气相色谱-质谱法（gc-ms）进行分析时常需要衍生处理，进而复杂了操作过程且降低了检测的准确性；在采用液相色谱-质谱/质谱法（lc-ms/ms）进行分析时，其虽然能达到较好检测效果，但其使用仪器昂贵，检测成本高，普及性和实用性较低；再者，上述方法均常用于食品容器、水质及土壤，对于固体废物并无相关的检测手段；基于上述背景下，为了防止双酚类和烷基酚类化合物在环境中存留对人类生态环境产生潜在危害，故需要研发一种高普及性、操作难度低且能够用于固体废物的双酚类和烷基酚类化合物检测方法，进而提高检测多样性。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是，研发一种高普及性、操作难度低且能够用于固体废物的双酚类和烷基酚类化合物检测方法。
4.为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法，包括以下步骤：初始配置步骤：配置第一样本和第二样本；设置样品提取参数、样品净化参数和样品测定参数；采集第一固体废物；样品提取步骤：基于所述第一样本、所述样品提取参数和所述第一固体废物进行待净化样品提取操作，得到待净化样品；样品净化步骤：基于所述第一样本、所述样品净化参数和所述待净化样品进行样品净化操作，得到待测定样品；色谱分析步骤：基于所述第二样本、所述样品测定参数和所述待测定样品进行色谱分析操作。
5.作为一种改进的方案，所述样品提取参数包括：第一配比参数、第一超声提取参数和第一离心处理参数；所述第一样本包括：第一化合物、第一混合溶剂和第一置换溶剂；所述待净化样品提取操作包括：
设定重复次数，基于所述第一配比参数、所述第一超声提取参数、所述第一离心处理参数、所述第一化合物、所述第一混合溶剂、所述第一固体废物和所述重复次数进行超声辅助提取处理，得到与所述重复次数对应的若干第一上清液；合并若干所述第一上清液，得到合并上清液；将所述合并上清液浓缩至近干，得到第一初步浓缩液；采用所述第一置换溶剂作为所述第一初步浓缩液的溶剂对所述第一初步浓缩液进行浓缩，得到所述待净化样品。
6.作为一种改进的方案，所述第一配比参数包括：第一克重、第二克重和第一剂量；所述第一超声提取参数包括：第一提取温度和第一提取时长；所述第一离心处理参数包括：第一转速和第一离心时长；所述超声辅助提取处理的步骤进一步包括：按照所述重复次数执行第一提取步骤；所述第一提取步骤包括：按照所述第一克重的所述第一固体废物、所述第二克重的所述第一化合物和所述第一剂量的所述第一混合溶剂进行第一混合处理，得到第一待提取混合物；按照所述第一提取温度和所述第一提取时长对所述第一待提取混合物进行超声提取，得到提取产物；按照所述第一转速和所述第一离心时长对所述提取产物进行离心处理，得到离心产物；取所述离心产物的上清液作为所述第一上清液。
7.作为一种改进的方案，所述第一样本还包括：第二化合物、第三化合物和第四化合物；所述样品净化参数包括：第二剂量、第三剂量、第四剂量、第五剂量、第一真空处理时长、第一浓缩参数和第二浓缩参数；所述样品净化操作包括：采用所述第二剂量的所述第二化合物以及所述第三剂量的所述第三化合物活化固相萃取柱，得到第一萃取柱；将所述待净化样品转移至所述第一萃取柱内，得到第二萃取柱；采用所述第四剂量的所述第三化合物对所述待净化样品的承载容器进行洗涤处理，得到第一洗涤液；将所述第一洗涤液转移至所述第二萃取柱内，得到第三萃取柱；基于所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物、所述第三剂量、所述第四剂量、所述第五剂量、所述第一真空处理时长、所述第一浓缩参数、所述第二浓缩参数和所述第三萃取柱进行萃取净化步骤，得到所述待测定样品。
8.作为一种改进的方案，所述萃取净化步骤包括：采用所述第三剂量的所述第三化合物淋洗所述第三萃取柱，淋洗后按照所述第一真空处理时长将所述第三萃取柱进行真空抽干处理，得到第四萃取柱；采用所述第五剂量的所述第二化合物对所述第四萃取柱进行洗脱处理，得到第一洗脱液；按照所述第一浓缩参数将所述第一洗脱液浓缩，得到第一浓缩洗脱液；将所述第一浓缩洗脱液中加入所述第四剂量的所述第四化合物，得到第二浓缩洗脱液；按照所述第二浓缩参数将所述第二浓缩洗脱液浓缩，得到第三浓缩洗脱液；采用所述第四化合物作为所述第三浓缩洗脱液的溶剂对所述第三浓缩洗脱液进行定容，得到所述待测定样品。
9.作为一种改进的方案，所述第二样本包括第一混合标准液；所述样品测定参数包括：第一色谱条件参数、第一浓度阶梯参数和第一分析顺序；所述色谱分析操作包括：基于所述待测定样品和所述第一混合标准液配置与所述第一浓度阶梯参数相匹配的若干第一待测液；基于所述第一色谱条件参数，并按照所述第一分析顺序依次对若干所述第一待测液进行色谱分析，得到分析结果；以所述第一浓度阶梯参数为第一坐标，以所述分析结果为第二坐标，绘制结果曲线图；基于所述结果曲线图分析干扰物质测定数据。
10.作为一种改进的方案，所述第一样本的配置步骤进一步包括：设定第一纯度，按照所述第一纯度配置所述第二化合物、第三化合物和第四化合物；设置第二纯度、第一烘烤温度和第一烘烤时长，按照所述第二纯度配置第一待处理化合物，按照所述第一烘烤温度和所述第一烘烤时长对所述第一待处理化合物进行烘烤处理，得到所述第一化合物。
11.作为一种改进的方案，所述第二样本的配置步骤进一步包括：配置标准溶液配比化合物，基于所述第四化合物对所述标准溶液配比化合物进行溶解稀释处理，得到所述第一混合标准液。
12.作为一种改进的方案，所述第一色谱条件参数包括：第一色谱柱参数、第一流动相参数、第一柱温、第一进样量参数、第一流速和第一紫外检测波长参数。
13.作为一种改进的方案，所述样品提取步骤和所述样品净化步骤基于数控超声波清洗器、高速台式离心机、高通量真空平行浓缩仪和固相萃取装置之间的相互配合而进行；所述色谱分析步骤基于高效液相色谱仪和紫外检测器之间的相互配合而进行。
14.本发明的有益效果是：本发明所述的固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法，可以实现在不需要衍生的情况下，对于不同结构的双酚类和烷基酚类化合物进行有效分离检测，且检测方法选择性、重现性和普及性均极高，使用成本和操作难度低，弥补了现有技术的不足，具有极高的应用价值。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明实施例1所述固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法的流程图；图2是本发明实施例1所述固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法的具体流程示意图；图3是本发明实施例1所述结果曲线图的实现效果示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“样本”、“样品提取参数”、“样品净化参数”、“样品测定参数”、“固体废物”、“待净化样品提取操作”、“待净化样品”、“样品净化操作”、“待测定样品”、“色谱分析操作”、“配比参数”、“超声提取参数”、“离心处理参数”、“混合溶剂”、“置换溶剂”、“超声辅助提取处理”、“初步浓缩液”、“待提取混合物”、“提取产物”、“离心产物”、“洗涤处理”、“真空抽干处理”、“洗脱处理”、“浓缩洗脱液”、“色谱条件参数”、“浓度阶梯参数”、“结果曲线图”、“干扰物质测定数据”、“烘烤处理”、“溶解稀释处理”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.在本发明的描述中，需要说明的是：apeos（alkylphenol ethoxylates）是非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚；up水（ultrapure water）是超纯水。
22.实施例1本实施例提供一种固体废物用环境内分泌干扰物质的检测方法，如图1~图3所示，包括以下步骤：s100、初始配置步骤，具体包括：s110、配置第一样本和第二样本；设置样品提取参数、样品净化参数和样品测定参数；采集第一固体废物；具体的，在本实施例中，被检测物为所述第一固体废物，第一固体废物在本实施例中包括但不限于灰渣和污泥等；第一固体废物的样本按照《工业固体废物采样制样技术规范》（hj/t 20-1998）的相关规定进行采集和制备；对应的，环境内分泌干扰物质在本实施例中为：双酚类和烷基酚类化合物；对应的，双酚类化合物常用于食物容器、医疗设备以及建筑材料等产品，其常常暴露于人类所在生活环境中；烷基酚类化合物为精细化工原料，被广泛用于炼油和造纸等工业生产中，其作为apeos的降解产物，会随涂料、洗涤剂和纺织品等材料进而转化到环境介质中；上述两种化合物在环境中的遗留将会对人类生态环境产生极大的潜在危害，现有技术中大部分检测方法集中于食品容器、水质及土壤，其并没有关于固体废物中双酚类和烷基酚类化合物检测的相关方法，故设计本方法，并主要用于上述化合物在固体废物中的检测，弥补现有技术的不足，且本方法不需要进行衍生，且能够通过本方法中配置的相关样本、设定的相关参数以及自主研发的检测流程实现对不同结构的双酚类和烷基酚类化合物有效分离检测，检测难度低，使用仪器简单且普及性强；具体的，所述第一样本包括：第一化合物、第一混合溶剂、第一置换溶剂、第二化合物、第三化合物和第四化合物；所述第二样本包括第一混合标准液；具体的，所述第一样本的配置步骤进一步包括：设定第一纯度，按照所述第一纯度
配置所述第二化合物、第三化合物和第四化合物；在本实施例中，第一纯度为色谱纯，第二化合物为二氯甲烷，第三化合物为正已烷，第四化合物为乙腈；在本实施例中，第一样本还包括丙酮，其同样为色谱纯；丙酮和二氯甲烷用于配置提取溶剂，即所述第一混合溶剂，体积比为1:1的二氯甲烷-丙酮混合溶剂；在本实施例中，第一置换溶剂为所述第三化合物；具体的，设置第二纯度、第一烘烤温度和第一烘烤时长，按照所述第二纯度配置第一待处理化合物，按照所述第一烘烤温度和所述第一烘烤时长对所述第一待处理化合物进行烘烤处理，得到所述第一化合物；在本实施例中，第二纯度为无水na2so4；第二纯度为优级纯，第一烘烤温度为400℃，第一烘烤时长为4小时，对应的，第一化合物即经过在马弗炉中400℃下烘烤4小时的无水na2so4；在本方法的所有流程中，所有用水均为up水；具体的，在本实施例中，所述第二样本的配置步骤进一步包括：配置标准溶液配比化合物，基于所述第四化合物对所述标准溶液配比化合物进行溶解稀释处理，得到所述第一混合标准液；在本实施例中，标准溶液配比化合物为11种双酚类及烷基酚类化合物的混合标准储备溶液，而本实施例中，标准溶液配比化合物包括：规格为50mg/l的双酚f、双酚a、4-特丁基酚、4-正丁基酚、4-正戊基酚、4-正己基酚、4-特辛基酚、4-正庚基酚、壬基酚、4-正辛基酚和4-正壬基酚标准品；溶解稀释处理为：用所述乙腈溶解上述标准溶液配比化合物，并稀释配制，最终得到的混合产物在4℃下进行保存，以供后续的分析步骤使用；对应的，在本实施例中，样品提取参数、样品净化参数和样品测定参数为分别对应每个步骤的流程基准参数，参数的设定根据检测物的规格不同或样品、样本的规格不同可进行适应性调整。
23.s200、样品提取步骤，具体包括：s210、基于所述第一样本、所述样品提取参数和所述第一固体废物进行待净化样品提取操作，得到待净化样品；在本实施例中，基于本样品提取步骤，可以使不同结构的双酚类和烷基酚类化合物有效分离，具体步骤如下：具体的，所述样品提取参数包括：第一配比参数、第一超声提取参数和第一离心处理参数；所述第一配比参数包括：第一克重、第二克重和第一剂量；在本实施例中，第一克重为5.0g，第二克重为1.0g，第一剂量为20ml；当第一克重发生变化时，第二克重以及第一剂量应做适应性调整；所述第一超声提取参数包括：第一提取温度和第一提取时长；在本实施例中，第一提取温度为30℃，第一提取时长为20分钟；所述第一离心处理参数包括：第一转速和第一离心时长，在本实施例中，第一转速为5000r/分钟，第一离心时长为5分钟；具体的，所述待净化样品提取操作包括：设定重复次数，基于所述第一配比参数、所述第一超声提取参数、所述第一离心处理参数、所述第一化合物、所述第一混合溶剂、所述第一固体废物和所述重复次数进行超声辅助提取处理，得到与所述重复次数对应的若干第一上清液；在本实施例中，重复次数为2次，即得到两份上清液；合并上述两份第一上清液，得到合并上清液；将所述合并上清液浓缩至近干，得到第一初步浓缩液；将第一初步浓缩液导入浓缩瓶中，并采用所述第一置换溶剂作为所述第一初步浓缩液的溶剂，即将溶剂置换为正已烷并对所述第一初步浓缩液再次进行浓缩，在本实施例中，浓缩至1ml，进而得到所述待净化样品。
24.具体的，所述超声辅助提取处理的步骤进一步包括：按照所述重复次数执行第一提取步骤；
具体的，所述第一提取步骤包括：按照所述第一克重的所述第一固体废物、所述第二克重的所述第一化合物和所述第一剂量的所述第一混合溶剂进行第一混合处理，得到第一待提取混合物；具体的第一混合处理为将5.0g第一固体废物置入50ml离心管中，之后加入1.0g无水na2so4，再然后加入20ml的二氯甲烷-丙酮混合溶剂，进而得到所述第一待提取混合物；按照所述第一提取温度和所述第一提取时长对所述第一待提取混合物进行超声提取，得到提取产物；按照所述第一转速和所述第一离心时长对所述提取产物进行离心处理，得到离心产物；取所述离心产物的上清液作为所述第一上清液；具体的，超声提取即为将所述第一待提取混合物于30℃下进行20分钟的超声提取；离心处理即为将提取产物在转速5000r/分钟的条件下离心5分钟；在本实施例中，超声提取通过kq-500de型数控超声波清洗器完成，离心处理通过tgl-10b型高速台式离心机完成；本方法中的浓缩处理通过mpe型高通量真空平行浓缩仪完成；本实施例中，上述提取流程的设计以及预先设定的提取溶剂、提取温度、提取时间和提取次数至关重要，基于上述参数及逻辑，最终才能满足样品的精准有效提取，提高后续的分析精度。
25.s300、样品净化步骤，具体包括：s310、基于所述第一样本、所述样品净化参数和所述待净化样品进行样品净化操作，得到待测定样品；具体的，所述样品净化参数包括：第二剂量、第三剂量、第四剂量、第五剂量、第一真空处理时长、第一浓缩参数和第二浓缩参数；在本实施例中，第二剂量为4ml，第三剂量为10ml，第四剂量为3ml，第五剂量为6ml，第一真空处理时长为15分钟，第一浓缩参数为1ml，第二浓缩参数为1ml以下；具体的，所述样品净化操作包括：采用所述第二剂量的所述第二化合物以及所述第三剂量的所述第三化合物活化固相萃取柱，得到第一萃取柱；在本实施例中，对于4ml的二氯甲烷以及10ml的正已烷需要依次对固相萃取柱进行活化处理，并弃去活化流出液，得到的是第一萃取柱；之后将所述待净化样品转移至所述第一萃取柱内，得到第二萃取柱；采用所述第四剂量的所述第三化合物对所述待净化样品的承载容器进行洗涤处理，得到第一洗涤液；在本实施例中，洗涤处理为通过3ml的正已烷分3次对上述浓缩瓶进行洗涤，过程所得到的洗液全部为所述第一洗涤液；故=将所述第一洗涤液转移至所述第二萃取柱内，得到第三萃取柱；基于所述第二化合物、所述第三化合物、所述第四化合物、所述第三剂量、所述第四剂量、所述第五剂量、所述第一真空处理时长、所述第一浓缩参数、所述第二浓缩参数和所述第三萃取柱进行萃取净化步骤，得到所述待测定样品。
26.具体的，所述萃取净化步骤包括：采用所述第三剂量的所述第三化合物淋洗所述第三萃取柱，淋洗后按照所述第一真空处理时长将所述第三萃取柱进行真空抽干处理，得到第四萃取柱；具体的，即采用10ml正已烷淋洗第三萃取柱，淋洗后真空抽干第三萃取柱15分钟，即得到第四萃取柱；采用所述第五剂量的所述第二化合物对所述第四萃取柱进行洗脱处理，得到第一洗脱液；具体的，即采用6ml的二氯甲烷对真空抽干后的萃取柱进行洗脱，同样收集洗脱液并浓缩至大约1ml即可，即为上述第一洗脱液；按照所述第一浓缩参数将所述第一洗脱液浓缩，得到第一浓缩洗脱液；将所述第一浓缩洗脱液中加入所述第四剂量的所述第四化合物，得到第二浓缩洗脱液；按照所述第二浓缩参数将所述第二浓缩洗脱液浓缩，得到第三浓缩洗脱液；采用所述第四化合物作为所述第三浓缩洗脱液的溶剂对所述第
三浓缩洗脱液进行定容，得到所述待测定样品；上述流程具体为，即在浓缩洗脱液之后，将3ml乙腈加入至浓缩后的洗脱液中，并再次将洗脱液浓缩至1ml以下，之后将溶剂完全置换为乙腈，采用乙腈 定容至1ml，进而得到待测定样品；在本实施例中，步骤s300基于visiprep dl型固相萃取装置完成；步骤s200以及步骤s300的创新点在于，其流程中，不同提取或净化参数的设定、不同参数与其对应化合物之间的关系以及化合物的使用逻辑，步骤s300中，能够实现本方法技术效果的技术特征主要基于具体的固相萃取柱的选择以及萃取柱洗脱溶剂的选择；对应的，固相萃取柱选取spe净化小柱（萃取柱参数为lc-c18, 6ml/500mg)；本方法中的称量设备可选用auw120型分析天平，普适性极强。
27.s400、色谱分析步骤，具体包括：s410、基于所述第二样本、所述样品测定参数和所述待测定样品进行色谱分析操作；本实施例中，色谱分析步骤作为最终的测定手段，而样品测定参数为主要具有创新性的分析条件；具体的，所述样品测定参数包括：第一色谱条件参数、第一浓度阶梯参数和第一分析顺序；具体的，在本实施例中，所述第一色谱条件参数包括：第一色谱柱参数、第一流动相参数、第一柱温、第一进样量参数、第一流速和第一紫外检测波长参数；第一色谱柱参数为shim-pack gist c18色谱柱（具体参数为250 mm*4.6 mm，5.0μm），第一流动相参数为采用体积比为70:30的乙腈-水作为流动相，第一柱温设定为35℃，第一进样量参数为30μl，其中，第一流速为1.0ml/分钟，第一紫外检测波长参数为225nm，225nm对应紫外检测器的波长；对应的，第一浓度阶梯参数为由小到大依次递增的浓度规格，在本实施例中为由小到大依次递增的0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l和2.0mg/l；对应的，第一分析顺序在本实施例中为按照浓度由低到高的顺序；具体的，所述色谱分析操作包括：基于所述待测定样品和所述第一混合标准液配置与所述第一浓度阶梯参数相匹配的若干第一待测液；具体的，即定量提取一些本实施例中预先配置的第一混合标准液置于待测定样品中，制作成浓度分别为上述0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l和2.0mg/l的溶剂，即为若干第一待测液；基于所述第一色谱条件参数，并按照所述第一分析顺序依次对若干所述第一待测液进行色谱分析，得到分析结果；具体的，即基于上述设定的第一色谱条件参数采用高效液相色谱仪和紫外检测器对若干所述第一待测液分别进行色谱分析，在本实施例中，对0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l和2.0mg/l的第一待测液分别称取30ul，且按照浓度由低到高的顺序分别进样分析，分析结果即得到的峰面积；最终以所述第一浓度阶梯参数，即0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l和2.0mg/l为第一坐标，以所述分析结果为第二坐标，绘制结果曲线图，在本实施例中，第一坐标为横坐标，第二坐标为纵坐标，当第一坐标为纵坐标时，第二坐标必然为横坐标，具体的结果曲线图如图3所示；基于所述结果曲线图分析干扰物质测定数据；对应的，图3中，标号所代表的化合物如下：1代表双酚f；2代表双酚a；3代表4-特丁基酚；4代表4-正丁基酚；5代表4-正戊基酚；6代表4-正己基酚；7代表4-特辛基酚；8代表4-正庚基酚；9代表壬基酚；10代表4-正辛基酚；11代表4-正壬基酚。
28.在本实施例中，附有以下校验结果来证明本方法的高效及准确性：依据《环境监测分析方法标准制订技术导则》（hj 168-2020）的要求，按照样品分
析全程序测定步骤，对加标量为估计方法检出限3~5倍的空白加标样品进行9次重复测定，根据公式ld=2.896
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s计算方法检出限，并以4倍检出限计算定量下限，其中s为9次平行测定结果的标准偏差；结果表明，11种双酚类及烷基酚类化合物在0.1~2.0 mg/l的浓度范围内线性关系良好，相关系数r均大于0.999；方法检出限范围为4.26~8.37μg/kg，测定下限为17.0~33.5μg/kg，可以满足环境中固体废物样品的检测要求。
29.综上所述，本方法中，能够基于独特的处理条件和参数、样品提取步骤、样品净化萃取步骤以及色谱分析参数，进而高便捷性的、高准确性的以及高效率的对固体废物中的11种双酚类及烷基酚类化合物进行了快速测定，且本方法所反映出的原理和设想具有极高的拓展性和普及性，满足实验室检测需求，并提高了检测多样性。
30.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
31.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。