[发明专利]一种基于微塑料的水体中持久性有机污染物的SERS检测方法

说明书

本发明提供了一种基于微塑料的水体中持久性有机污染物的SERS检测方法，其包括如下步骤：(1)制备银溶胶和AgNPs@SiO₂SERS基底；(2)根据微塑料的粒径大小，分别用银溶胶和AgNPs@SiO₂基底对微塑料表面吸附的持久性有机污染物的拉曼信号进行原位增强、检测；(3)结合化学计量学方法建立微塑料表面富集持久性有机污染物的预测模型；(4)确定最优拟合模型，计算持久性有机污染物在水相和和固相中的平衡分配系数/平衡吸附常数，估算水体中持久性有机污染物的浓度。该方法利用微塑料作为被动采样器，实现了水体中有机污染物的快速检测，步骤简单，化学试剂消耗少，检测时间短，为水体中持久性有机污染物的快速检测提供了新的思路和技术支持。

技术领域

本发明属于环境健康风险评价领域，涉及一种基于微塑料的水体中持久性有机污染物的SERS检测方法，具体是以微塑料作为被动采样器，富集水体中的持久性有机污染物(POPs)，然后借助表面增强拉曼光谱技术(SERS)对微塑料吸附的POPs进行原位、快速检测并结合数学方法建立预测模型，最后通过POPs 在固相和液相中的平衡分配系数/平衡吸附常数，估算水体中POPs的含量。

背景技术

持久性有机污染物(POPs)对生物有强烈的毒害作用，并且在全球水生环境中普遍存在。对水体中POPs进行监控，可以为研究POPs的环境命运提供重要信息。由于基质干扰程度高，海洋和河流中有机污染物的痕量残留分析是困难的。尽管将液-液萃取或固相萃取与高效液相色谱或气相色谱-质谱仪结合的方法已用于测量水体中的POPs浓度，但这些方法均要求对水样进行复杂的预处理(例如，过滤，提取，浓缩)，该过程将消耗大量的有机溶剂、固相萃取材料和时间，实验周期长，费用高昂，且仅反应水体中POPs的瞬时浓度。因此，有必要开发一种简单，快捷的方法来原位测定环境中的POPs浓度。

环境中的塑料会在各种环境因素的复合作用下发生破碎，形成粒径5mm 的微型塑料，大部分文献中将其定义为“微塑料”。由于其物理化学性质，微塑料具有的稳定性，疏水性及大的比表面积，极易富集水体中POPs。

表面增强拉曼光谱法(SERS)是将拉曼光谱法和纳米技术相结合的检测技术，原理是通过将目标分子置于纳米级粗糙的金属表面上，其微弱的拉曼信号将得到极大地增强。

为了改善传统水体中POPs检测费时、费力的缺点，本发明以环境中的新型污染物微塑料作为吸附剂，从环境水体(淡水、海水)中富集POPs。基于SERS 活性基底，对微塑料表面富集的POPs进行原位、快速检测并结合数学方法建立预测模型，最后通过有机污染物在固相和液相中的平衡分配系数，估算水体中有机污染物的含量，最终作为快速检测水体中POPs浓度的指标。相比于传统的 POPs检测方法，该方法具有步骤简单，化学试剂消耗少，检测时间短的优点，可实现环境中微塑料和POPs的同时检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微塑料的水体中持久性有机污染物的SERS 检测方法。现有检测方法要求对水样进行复杂的预处理，然后借助相应的分析仪器进行定性、定量分析。同现有的检测方法不同，本发明以微塑料作为天然的被动采样器，对环境中的POPs进行富集，然后借助SERS技术对微塑料富集的POPs 进行检测并结合数学方法建立预测模型，并根据POPs在固相和液相中的平衡分配系数，估算水体中POPs的含量。本发明减少了化学试剂的使用，缩短了检测时间，可实现环境中微塑料和水体中POPs的同时、快速检测。

本发明的技术方案是：

基于微塑料的水体中持久性有机污染物的SERS检测方法，步骤如下：

(1)预吸附持久性有机污染物的微塑料的制备