[发明专利]有机污染物转化中间产物的定性定量与质量平衡研究方法

说明书

本发明提出有机污染物转化中间产物的定性定量与质量平衡研究方法，涉及有机污染物领域，将有机物转化中间产物识别、路径推导和质量平衡研究标准化，弥补现阶段关于环境有机污染物转化过程机制等方面研究的主观和经验判断性，明确有机污染物的环境归趋和最终命运，也为评估有机污染物在该处理工艺过程中的生态风险奠定有力基础。

技术领域

本发明涉及有机污染物领域，尤其涉及有机污染物转化中间产物的定性定量与质量平衡研究方法。

背景技术

近年来，有机污染物在处理工艺中的转化过程机制如转化中间产物识别和路径推导等研究越来越多。然而，由于化学反应的复杂性等等客观因素限制，市面上这些中间产物的标准样品难于获取；即使存在少量商品化的标准品，价格也十分昂贵。因此，这些报道中的大部分中间产物仅是基于一级质谱、二级质谱碎片信息、NIST数据库等进行推断，并未采用标样验证，进而导致提出的路径极度缺乏验证，且无法量化转化中间产物的相对产率，更无法进行质量平衡分析，目标污染物是否还存在其他路径等问题也无从得知。即使某一处理工艺对目标污染物具有较高的去除效率，也无法对此工艺中该污染物的转化归趋做出实际的指导意义。

有机污染物的质量平衡是指该污染物在转化过程中遵循质量守恒定律，即，假设该污染物可被全部转化，反应前它的质量(以碳计)应等于经各转化路径生成的所有初始产物的质量(以碳计)之和。进行准确的质量平衡分析能够将反应过程中未知或难以计量的转化初始产物做出定量，用可靠的实验数据将复杂的化学反应一一“分离解剖”，并揭示所提出的转化路径是否全面等问题。现阶段，环境污染物的质量平衡研究仍限于它的输入和输出、生产和消耗等宏观层面，转化中间产物标准样品的缺乏导致其在转化过程这类微观层面的质量平衡验算还无法进行。

发明内容

本发明的目的在于提供有机污染物转化中间产物的定性定量与质量平衡研究方法，以用于有机污染物转化中间产物进行定性定量分析、转化路径推导和质量平衡验算。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：有机污染物转化中间产物的定性定量与质量平衡研究方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、有机物污染物转化：向反应器皿中加入配好的有机污染物物，在处理工艺进行过程中不同时段取样，并用终止剂结束反应；

S2、转化中间产物的定性研究：

有机物污染物在转化过程中的中间产物分别采用高效液相色谱、液相色谱-质谱联用仪的一级和二级分析、气相色谱、气相色谱-质谱联用仪的一级和二级分析、离子色谱、制备色谱、红外光谱、核磁共振波谱进行鉴别；

第一步：针对液相色谱-质谱联用仪上获得的总离子流色谱图进行分析，以物质的准分子离子在不同反应时间的峰面积变化趋势筛选可能的中间产物，根据物质准分子离子质荷比、所含原子种类、特殊原子同位素峰和处理工艺特点，推测可能的分子结构；保持准分子离子的实验质荷比与推测的分子离子理论质荷比之间的误差小于3ppm，然后将筛选出的可能产物分子离子质荷比作为母离子，给予15-50V的碰撞能，进行二级质谱分析，若其碎片离子信息与推测产物的结构相同，则初步认定其为转化中间产物；

第二步：标样验证；通过对比第一步初步认定的转化中间产物的反应样品和标准品在液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪上的色谱保留时间以及液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪二级分析图谱的碎片离子信息，确定准确的反应中间产物结构；

中间产物分离纯化：液相色谱-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪找出并记录待分离中间产物的分子离子生成的最高峰面积和此时对应的时间点t，所述反应溶液在反应t时间后终止，基于目标组分的性质，选择对应的有机溶剂进行萃取后，将萃取液负载到硅胶上，负载样品上样至正和/或反向分离柱，在制备色谱仪器上进行组分分离，收集洗脱液、蒸干后，再溶解至液相色谱溶剂中，并观察其在高效液相色谱全波长扫描下的出峰情况；

S3、定量分析