究中的表層沉積物（礦物含量和結(jié)晶化程度高，藻類、微生物及胞外聚合物含 量低）、生物膜（藻類、微生物及胞外聚合物含量高，礦物含量和結(jié)晶化程度低）和懸浮 顆粒物（同一水體中的懸浮顆粒物組分及特征介于生物膜和表層沉積物之間）樣品采集 于松花江吉林市下游江段（九站）。將附著生物膜的近岸淺層巖石從水中取出，將生物 膜（厚度巧mm)刮入盛有微量礦物鹽溶液（minimal mineral salts, MS，含200ymol/ L CaClz ? &0, 140 ymol/L M拆〇4? 7&0, 910 ymol/L(NH)4S〇4, 150 ymol/L KN03, 10 ymol/L NaHC〇3和5ymol/L KH2PO42)的容器內(nèi)并迅速轉(zhuǎn)移至實驗室內(nèi)。將取來的松花江江水用孔 徑為0. 45 y m的濾膜過濾，得到粒徑大于0. 45 y m的懸浮顆粒物。用鐵伊采集表層沉積物 (厚度<10cm)，S種固相物質(zhì)均過80目篩除雜質(zhì)后，始終置于盛有MMS溶液的容器內(nèi)待用。
[0031] 取一定量的充分?jǐn)埌杈鶆虻?種固相物質(zhì)懸濁液，經(jīng)冷凍干燥后，稱量干重，建立 固相物質(zhì)懸濁液體積與其干重的關(guān)系曲線，并W其干重對實驗結(jié)果進(jìn)行分析比較。
[0032]滴滴涕值DT)選取卵孤T (含量>99. 5%，購自Dr. E虹enstorfer公司）為代表。 設(shè)計單固相（附圖3a)與S固相共存體系（附圖3c):將四個5mL玻璃燒杯置于250mL的 玻璃錐形瓶底部。對于單固相體系，四個玻璃燒杯中的一個裝有固相物質(zhì)（可W是表層沉 積物、生物膜或懸浮顆粒物之一），其余=個保持空白；對于=固相共存體系，四個玻璃燒 杯中的=個分別裝有表層沉積物、生物膜和懸浮顆粒物=種固相物質(zhì)，其余一個保持空白。
[0033] 用批量平衡法測定吸附等溫曲線。設(shè)計3組單固相體系（分別為生物膜組、懸浮 顆粒物組、表層沉積物組）與1組=固相共存體系固相共存組），每組6個外室，每個外 室含4個內(nèi)室。生物膜組中，每個外室中的1個內(nèi)室放置含3mg干重的生物膜；懸浮顆粒物 組中，每個外室中的1個內(nèi)室放置含3mg干重的懸浮顆粒物；表層沉積物組中，每個外室中 的1個內(nèi)室放置含3mg干重的表層沉積物。在S固相共存組中，每個外室中的3個內(nèi)室分 別放置3mg干重的生物膜、懸浮顆粒物和表層沉積物。將6種不同濃度（0. 1、0. 5、1. 0、2. 0、 3. 5和5. 0 y g/L)的卵'-DDT水溶液（含0. 05mol/LNaN〇3和0. 2g/LNaN3)緩慢加入到每 組中的6個外室中。使內(nèi)、外室全部充滿PP'-DDT水溶液后，依次用錫紙薄膜、 封口膜和塑料保鮮膜密封，在恒溫振蕩器（25±rC、4化/min、避光）中振蕩4天。預(yù)實驗表 明：內(nèi)室中的固相物質(zhì)對PP' -DDT的吸附在4天內(nèi)已達(dá)到表觀平衡；可能從固相物質(zhì)上溶 出到PP' -DDT水溶液的物質(zhì)對測量結(jié)果的影響可忽略不計；通過測量吸附前后內(nèi)室中固相 物質(zhì)的干重表明：在該實驗條件下內(nèi)室中固相物質(zhì)并未從內(nèi)室中溢出。平衡后的溶液和固 相物質(zhì)分別采用Cis固相小柱萃取和超聲波輔助有機(jī)試劑提取-弗羅里娃± -石墨化碳黑 柱凈化法進(jìn)行處理，并用氣相色譜儀（配ECD檢測器）測定其中的卵'-孤T含量。
[0034] 實驗結(jié)果
[0035] 同種固相物質(zhì)在兩種吸附體系（單固相體系和S固相體系）中對DDT的吸附能力 比較：兩種吸附體系中，生物膜和懸浮顆粒物對DDT的吸附能力基本相同，而S固相體系中 的表層沉積物對DDT的吸附能力明顯比單固相體系中的表層沉積物強。生物膜和懸浮顆粒 物的存在促進(jìn)了表層沉積物對DDT的吸附。分析表明S種固相物質(zhì)的有機(jī)碳（TOC)含量大 小順序為：生物膜（337. 3mg/g)〉懸浮顆粒物（200. 8mg/g)〉表層沉積物（175. Img/g)，表層 沉積物在多相共存體系中對DDT吸附能力的增強可能與來自于不同固相物質(zhì)的溶解性有 機(jī)質(zhì)在共存體系中的重新分配有關(guān)。
[0036] 實施例2 :研究林丹在不同組合的雙固相共存體系中的吸附特征
[0037] 該實施例中的表層沉積物、生物膜和懸浮顆粒物樣品的采集地點、采集和處理方 法與實施例1相同。 柳測有機(jī)氯農(nóng)藥--林丹（丙體六六六）購自于化.E虹enstorfer公司（含量 >99. 5% )。設(shè)計單固相（附圖3a)與雙固相共存體系（附圖3b):將四個5mL玻璃燒杯置 于250mL的玻璃錐形瓶底部。對于單固相體系，四個玻璃燒杯中的一個裝有固相物質(zhì)（可 W是表層沉積物、生物膜或懸浮顆粒物之一），其余=個保持空白；對于雙固相共存體系， 四個玻璃燒杯中的兩個分別裝有固相物質(zhì)，另兩個空白。本實施例中，設(shè)計生物膜-懸浮 顆粒物組合、生物膜-表層沉積物組合和懸浮顆粒物-表層沉積物組合的3種雙固相共存 體系。
[0039] 用批量平衡法測定吸附等溫曲線。設(shè)計3組單固相體系（分別為生物膜組、懸浮 顆粒物組、表層沉積物組）與3組雙固相共存體系（分別為生物膜-懸浮顆粒物組、生物 膜-表層沉積物組和懸浮顆粒物-表層沉積物組），每組6個外室，每個外室含4個內(nèi)室。 生物膜組中，每個外室中的1個內(nèi)室放置含40mg干重的生物膜；懸浮顆粒物組中，每個外室 中的1個內(nèi)室放置含40mg干重的懸浮顆粒物；表層沉積物組中，每個外室中的1個內(nèi)室放 置含40mg干重的表層沉積物。在生物膜-懸浮顆粒物組中，每個外室中的2個內(nèi)室分別放 置40mg的生物膜和懸浮顆粒物；生物膜-表層沉積物組中，每個外室中的2個內(nèi)室分別放 置40mg的生物膜和表層沉積物；懸浮顆粒物-表層沉積物組中，每個外室中的2個內(nèi)室分 別放置40111旨的懸浮顆粒物和表層沉積物。將6種不同濃度巧、10、15、20、30和50^邑/1) 的林丹水溶液（含〇.〇5mol/LNaN〇3和0. 2g/LNaNs)每組中的6個外室中。使內(nèi)、外室全 部充滿林丹水溶液后，依次用錫紙薄膜、化封口膜和塑料保鮮膜密封，在恒溫振蕩 器（20 + 0. 5°C、7化/min、避光）中振蕩2天。預(yù)實驗表明：內(nèi)室中的固相物質(zhì)對林丹的吸 附在2天內(nèi)已達(dá)到表觀平衡；可能從固相物質(zhì)上溶出到林丹水溶液的物質(zhì)對測量結(jié)果的影 響可忽略不計；通過測量吸附前后內(nèi)室中固相物質(zhì)的干重表明：在該實驗條件下內(nèi)室中固 相物質(zhì)并未從內(nèi)室中溢出。平衡后溶液中的林丹采用Cis固相小柱萃取進(jìn)行處理后，用氣相 色譜儀（配ECD檢測器）測定。 W40] 實驗結(jié)果
[0041] 通過計算復(fù)合效應(yīng)貢獻(xiàn)值分析了生物膜、懸浮顆粒物和表層沉積物=種固相物質(zhì) 兩兩共存對它們吸附林丹的影響，表明與單固相體系相比，在=種組合的雙固相共存體系 中，林丹被固相物質(zhì)吸附的量均發(fā)生了減少，且減少的程度為生物膜-表層沉積物〉生物 膜-懸浮顆粒物〉表層沉積物-懸浮顆粒物。
[0042] 實施例1和2證明，多相體系中固相物質(zhì)對W滴滴涕、林丹等為代表的半揮發(fā)性有 機(jī)污染物的吸附特征與單固相體系相比存在一定差異。同一水環(huán)境中的多種固相物質(zhì)因 共存而產(chǎn)生的相互作用會對污染物的環(huán)境行為具有一定程度的影響。因此，設(shè)計該多相體 系裝置對研究半揮發(fā)性有機(jī)污染物在水環(huán)境中的吸附等環(huán)境行為十分必要。實施例1和 2進(jìn)而證明，實驗裝置中多種固相物質(zhì)在一定的實驗條件下不能在各室之間自由移動，能夠 保持相對隔離，裝置中僅溶解態(tài)物質(zhì)能在各室間進(jìn)行交換。
【主權(quán)項】
1. 一種模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置，其特征在于：其由外 室和內(nèi)室組成，內(nèi)室放置在外室內(nèi)側(cè)底部，受外室空間的限制，內(nèi)室始終保持穩(wěn)定直立狀 態(tài)，且每個內(nèi)室彼此分立；固相物質(zhì)分別加入到各內(nèi)室中，相互間保持隔離狀態(tài)；外室和內(nèi) 室中充滿含某種半揮發(fā)性有機(jī)污染物的水溶液至瓶滿，由密封材料對外室進(jìn)行密封；將該 實驗裝置放置于恒溫振蕩器中振蕩，使有機(jī)污染物在裝置中的各相間達(dá)到分配平衡。2. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置， 其特征在于：密封材料由內(nèi)而外依次為錫紙薄膜、Paraiilm"Μ封口膜和塑料保鮮膜，用橡膠 皮筋對封口后的外室瓶口進(jìn)行捆綁密封。3. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置， 其特征在于：外室是玻璃錐形瓶，個數(shù)為1，內(nèi)室是玻璃燒杯，個數(shù)為3-4個；玻璃燒杯通過 玻璃錐形瓶的瓶口，放置在玻璃錐形瓶的底部。4. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置， 其特征在于：半揮發(fā)性有機(jī)污染物為有機(jī)氯農(nóng)藥或多環(huán)芳控。5. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置， 其特征在于：固相物質(zhì)為生物膜、懸浮顆粒物或表層沉積物。
【專利摘要】一種在實驗室條件下模擬半揮發(fā)性有機(jī)污染物在多相體系中吸附行為的裝置，屬于環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。其由外室和內(nèi)室組成，內(nèi)室放置在外室內(nèi)側(cè)底部，受外室空間的限制，內(nèi)室始終保持穩(wěn)定直立狀態(tài)，且每個內(nèi)室彼此分立；固相物質(zhì)分別加入到各內(nèi)室中，相互間保持隔離狀態(tài)；外室和內(nèi)室中充滿含某種半揮發(fā)性有機(jī)污染物的水溶液至瓶滿，由密封材料對外室進(jìn)行密封；將該實驗裝置放置于恒溫振蕩器中振蕩，使有機(jī)污染物在裝置中的各相間達(dá)到分配平衡。可以在模擬多相體系中固相物質(zhì)對半揮發(fā)性有機(jī)污染物吸附的動力學(xué)實驗、熱力學(xué)實驗及模擬多相體系中環(huán)境因素對固相物質(zhì)吸附半揮發(fā)性有機(jī)污染物的影響實驗中得到應(yīng)用。
【IPC分類】G01N30/00
【公開號】CN205027704
【申請?zhí)枴緾N201520807627
【發(fā)明人】郭志勇, 花修藝, 董德明, 蘭馨輝, 宋娜
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月19日