一种水体中富里酸亚组分的分级提取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及富里酸亚组分分离提取技术，具体涉及一种水体中富里酸亚组分的分级提取方法。
【背景技术】
[0002]富里酸(fulvic acid)是由动植物残体经过复杂的物理、化学、生物过程形成的大分子有机混合物，它广泛存在于水体、土壤、沉积物等环境介质中。富里酸亚组分能溶于碱性和中性溶液，不溶于酸，是水体有机质的重要组成部分。
[0003]富里酸中含有大量活性官能团如羧基、酚羟基、羰基、氨基和巯基，从而具有很高的反应活性，在水环境中具有重要作用。例如富里酸能与水中的有毒重金属离子和有机污染物(如农药，PPCPs和PAHs)发生相互作用，形成化学和生物稳定性的溶于水和不溶于水的物质，从而改变其迀移、转化规律和生物有效性。由于富里酸的组成和结构极其复杂，其元素组成、化学结构随着时空不同而发生变化。为了更近一步的研究富里酸的结构和组成，前人将富里酸进行分级分离，从而减小其异质性，在土壤富里酸分级方面取得一系列成果。目前针对土壤富里酸亚组分的分级分离技术，一般基于IHSS推荐的XAD — 8吸附技术为基础，即首先将土壤富里酸吸附在XAD — 8树脂上，然后用不同性质的淋洗液淋洗树脂柱，得到不同富里酸亚组分分级样品。例如Dai等首先将土壤富里酸吸附在XAD — 8树脂上，然后利用三种不同PH有机缓冲液、水及乙醇淋洗树脂，得到5种富里酸亚组分分级样品(Dai, J., Ran, ff., Xing, B., Gu, Μ.& Wang, L.Characterizat1n of fulvicacid fract1ns obtained by sequential extract1ns with pH buffers, water,and ethanol from paddy soils.Geoderma 135, 284 - 295 (2006).) ;Li 等利用四种不同比例甲醇和盐酸溶液淋洗树脂，得到4种土壤富里酸亚组分分级样品(Li，A., Hu,J., Li, ff., Zhang, ff.& Wang, X.Polarity based fract1nat1n of fulvic acids.Chemosphere.77，1419 - 1426 (2009).) ；Bai等利用5种不同pH的焦磷酸钠缓冲溶液淋滤树脂，得到5种土壤富里酸亚组分分级样品(Bai Y., Wu F.，Xing B., Meng W.，Shi G., Ma Y.& Giesy J.1solat1n and Characterizat1n of Chinese StandardFulvic Acid Sub-fract1ns Separated from Forest Soil by Stepwise Elut1n withPyrophosphat.Scientific Reports.5, 8723 | DO1: 10.1038/srep08723(2015))D 然而，对于水体中富里酸亚组分的分级提取未见相关报道。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种水体中富里酸亚组分的分级提取方法，该方法能够克服现有技术对富里酸亚组分分级提取过程的不足，获得分级富里酸亚组分。
[0006]本发明利用XAD-8树脂吸附水体中富里酸，后用不同pH值的焦磷酸钠溶液进行淋洗，从而实现富里酸亚组分的分级提取。提取及分级过程中不涉及有机溶剂，在提取完成后，可以通过测定富里酸亚组分中各个元素含量，对可能的无机残留进行定量，保证了富里酸亚组分的纯净。
[0007]本发明公开的技术方案如下:一种水体中富里酸亚组分的分级提取方法，所述分级提取方法包括如下步骤:
步骤a:水样酸化及过滤:
用碱和酸调节水体样品PH=0.5-1.5，用滤膜过滤，所得滤液标记为已滤水体样品；
步骤b:水体富里酸的树脂吸附:
将已滤水体样品以10-15倍柱体积/h的流速通过树脂柱，弃去流出液；
步骤c:富里酸亚组分分级淋洗:
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=2的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=2的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分I ;
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=3的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=3的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分2 ;
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=4的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=4的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分3 ;
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=5的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=5的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分4 ;
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=6的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=6的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分5 ；
以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=7的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=7的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分6 ； 氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=8的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=8的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分7 ;
氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=9的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=9的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分8 ;
氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=10的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=10的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分9 ;
氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用PH=Il的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=ll的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH=1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分10 ;
氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=12的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=12的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分11 ;
氮气保护下，以5-10倍柱体积/h的流速，用pH=13的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗树脂柱，每收集2-50 ml流出液，用特定波长紫外/可见光进行测定，流出液的紫外/可见吸光值先增大后减小，当流出液紫外/可见吸光值小于最大吸光值的0.5%时，停止pH=13的焦磷酸钠缓冲溶液淋洗过程，合并流出液，立即酸化至PH= 1，搅拌4 h后，静置24h，离心得到上清液，标记为富里酸亚组分12 ;
步骤d:富里酸亚组分纯化:
向富里酸亚组分I至富里酸亚组分12，共计12份溶液中，分别加入氢氟酸，使溶液中氢氟酸浓度为0.3 mol/L,持续搅拌4 h，并静置24 h后，离心得到12份上清液，分别标记为纯化富里酸亚组分I至纯化富里酸亚组分12 ;
步骤e:水体富里酸亚组分除盐及固化:
将纯化富里酸亚组分I至纯化富里酸亚组分12，共计12份溶液分别以3-5倍柱体积/h的流速通过树脂柱，弃去流出液；
每份纯化富里酸亚组分在树脂柱上吸附完成后，则分别用0.65倍柱体积去离子水以10-15倍柱体积/h的流速，冲洗树脂柱，弃去流出液；然后再用