[发明专利]一种水溶性腐殖质物质络合重金属潜力的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于重金属污染与修复技术领域，具体涉及一种水溶性腐殖质物质络合重金属潜力的评价方法。

背景技术

腐殖质是一种常见的天然有机质，广泛分布于土壤、水体、及有机废弃物中，其组成包括水不溶的胡敏素，以及水可溶的胡敏酸和富里酸。腐殖质上含有大量的羟基、羧基、羰基等官能团，能够络合重金属，影响环境中重金属的存在形态、迁移转化及生物有效性。相对于水不溶的胡敏素，水溶性腐殖质迁移性强、生物可利用性高，其对重金属的环境行为影响更大，因此，阐明水溶性腐殖质对重金属的络合潜力，对于正确使用腐殖质修复重金属污染以及评价环境中重金属的人体健康风险和生态风险都具有重要意义。

目前常通过滴定、超滤、离子交换及荧光猝灭等方法计算水溶性腐殖质物质对重金属的潜在络合潜力，这些方法虽然能得到水溶性腐殖质络合重金属的容量以及二者之间的条件稳定常数，但是整个实验操作繁琐、费力费时，对于想快速了解水溶性腐殖质的络合潜力这些方法的适用性差，急需开发一种可以快速评价水溶性腐殖质络合重金属潜力的方法。

水溶性性腐殖质中的胡敏酸和富里酸均含有苯环结构，在一定光源激发下均能产生荧光峰中心发射波长大于380nm的荧光光谱，并且其荧光强度与腐殖质的存在形态和官能团构成有关。另一方面，水溶性腐殖质对重金属的络合潜力，包括其络合力和络合容量，均由其结构和官能团组成决定，水溶性腐殖质如果苯环官能团都暴露于溶液中，其上的官能团为羟基、氨基等给电子基团，其荧光峰中心会红移，荧光强度增强，为重金属提供的络合位点多，络合潜力高，反之，如果腐殖质上的苯环官能团都被包裹起来，其上主要为羧基、碳基等吸电子基团，其荧光峰中心蓝移，荧光强度低，能够提供重金属结合位点少，络合重金属潜力低，因此，可基于水溶性腐殖质物质的这种特性评价其络合重金属潜力，但目前尚未有相关报道开发出一种基于水溶性腐殖质的这种荧光特性评价其重金属络合潜力的方法。

发明内容

本发明的内容在于提供一种水溶性腐殖质物质络合重金属潜力的评价方法，通过分析水溶性腐殖质物质的三维荧光光谱中荧光峰中心发射波长大于380nm的不同荧光组分组成特征，判断水溶性腐殖质物质的络合重金属潜力。

为实现上述目的，本发明提供的水溶性腐殖质物质络合重金属潜力的评价方法，其主要步骤为：

A）提取制备多个（20个以上）的水溶性有机物样品，扫描其三维荧光光谱，扣除背景值后将其三维荧光数据导出；

B）将导出的三维荧光数据在MATLAB上采用DOMFluor软件包(www.models.life.ku.dk)进行平行因子分析，得荧光组分数及每个样品在对应荧光组分的浓度得分Fmax。

C）将荧光峰中心发射波长大于380nm荧光组分的F_max相加，得所有水溶性腐殖质的浓度得分F₁，将荧光峰中心发射波长大于420nm荧光组分的Fmax相加，得F₂，通过HQ=F₂/F₁计算得到HQ，通过HQ判断水溶性腐殖质络合重金属潜力，水溶性腐殖质的HQ值大，重金属潜力高；水溶性腐殖质的HQ值小，络合重金属潜力低。

所述的方法，其中，水溶性有机物样品可以为土壤浸提液、有机废弃物浸提液、堆肥浸提液、生活污水、垃圾渗滤液、地下水、河水和湖水。

所述的方法，其中，若待分析样品不够20个，可以将采集相似来源的样品凑够20个。

所述的方法，其中，三维荧光光谱扫描时激发波长范围为200～≥400nm，发射波长范围为280～≥500nm；

所述的方法，其中，三维荧光光谱扫描时激发和发射波长狭缝宽度小于或等于5nm，扫描速度小于或等于2400nm min^-1；

本发明具有如下优点：

1）样品前处理简单、快捷。样品前处理简单，仅需简单离心和过滤，前处理过程不改变有机物的分布和形态，能真实反映水溶性腐殖质物质络合重金属潜力。

2）检测速度快。三维荧光光谱分析水溶性有机物的组成，检测速度快，15分钟内即可获得一个样品的图谱。

3）灵敏度高。三维荧光光谱分析水溶性腐殖质的含量，其检测限为10^-9，灵敏度高。

附图说明

图1是本发明的方法中平行因子分析鉴定所得四个荧光组分（C1、C2、C3、C4）。

图2是本发明的方法中水溶性腐殖质络合重金属潜力HQ值随重金属Pb加入的变化规律。