CN110531056A - 一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，属于生态毒理研究领域。本发明提供了一种测试土壤中六价铬呼吸途径生物可给性的标准方法，确定了可给性试验中的两个关键参数即固液比和提取时间，并提供了一种模拟肺液的配置方法。通过该方法得到的六价铬可给性较高，基于此结果进行风险评价相对保守，适用于污染场地的风险管控。

Description

一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法
技术领域
本发明涉及生态毒理研究领域，尤其涉及一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法。
背景技术
近年来，由于大范围的雾霾污染事件频发，可吸入颗粒物PM10和PM2.5目前已经引起了人们的广泛关注。2015年，大气可吸入颗粒物在死亡风险因素中排名第五。大气可吸入颗粒物的来源有多种途径，如土壤扬尘、建筑扬尘、交通源、燃煤及工业等。其中，土壤中的细颗粒由于其质量轻，极易受到风力或人类活动等因素的作用随扬尘进入到大气环境中，使得土壤扬尘成为大气可吸入颗粒物的重要来源。
呼吸吸入是颗粒物暴露于人体的一种重要途径，由于人体内的复杂环境，颗粒物中的污染物在进入人体后并不会被完全吸收，因此，测定土壤细颗粒组分中污染物的可给性是客观评价其毒性的一种重要方法。六价铬，作为一种吸入性极毒物，其呼吸吸入致癌斜率因子(SFi＝329)远大于经口摄入致癌斜率因子(SFo0.5)，二者相差658倍，故探究土壤细颗粒组分中六价铬呼吸途径的生物可给性对人体健康风险评价及污染场地的风险管控具有重要意义。
由于现有的关于污染物可给性测试的研究大多针对于消化系统，对呼吸系统的可给性测试方法探究还较少，尤其在参数的设置上还未形成统一的标准。因此，选择其方法本身的关键参数进行优化，以提供一组较为合理的测试参数是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前研究中各方法不一致的问题，而提出的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，包括以下步骤；
S1、将土壤样品风干，取出大块卵石及杂质，通过孔径为250μm的尼龙筛；
S2、将上述处理后的土壤样品在温度为80℃的烘箱中烘干4h；
S3、将烘干后的土壤样品制备成粒径小于38μm的土壤样品，将其保存在塑料自封袋中用于土壤细颗粒样品的进一步分离；
S4、利用实验室内的颗粒物再悬浮检测系统对上述样品进行进一步分离，获得粒径小于10μm和2.5μm的土壤PM10和PM2.5滤膜样品，并测定滤膜样品上六价铬的浓度ω(s)(mg/kg)；
S5、提前一天配置好模拟肺液，并在实验前放入烘箱中37℃条件下预热2h，模拟人体环境；
S6、用不锈钢剪刀将土壤PM10和PM2.5滤膜样品剪碎放入50ml离心管中，加入50ml模拟肺液，混合后置于恒温37℃振荡箱中，设置振荡频率为50r/min；
S7、振荡一段时间后将浸提液倒入真空抽滤装置中抽滤，滤膜孔径为0.45μm，收集抽滤液并测定抽滤液中六价铬的浓度ω(lb)(mg/kg)；
S8、测得的抽滤液中六价铬浓度ω(lb)(mg/kg)与滤膜上六价铬浓度ω(s)(mg/kg)的比值即为六价铬呼吸途径的生物可给性。即：
优选地，所述S5中模拟肺液为一种无机和有机组成的混合溶液，其配置方法如下：选取氯化钠6786mg/L、氯化铵535mg/L、碳酸氢钠2268mg/L、甘氨酸375mg/L、二水柠檬酸钠59.3mg/L、二水氯化钙29.4mg/L、L-半胱氨酸121mg/L、磷酸二氢钠144mg/L、二乙基三胺五乙酸78.6mg/L、烷基苄基二甲基氯化铵50mg/L和硫酸27μl，按顺序依次溶解以上溶质，待完全溶解后加入下一种溶质，避免出现沉淀。
优选地，所述S6中滤膜样品和模拟肺液之间的固液比分别设置在0.40-0.50g/ml(PM10颗粒)和0.15-0.20g/ml(PM2.5颗粒)范围内。
优选地，所述S7中振荡提取时间分别设置在36-72h(PM10颗粒)和24-72h(PM2.5颗粒)范围内。
优选地，所述S3中制备土壤样品采用以下步骤：利用拍击式振筛机上将烘干后的土壤样品连续通过40目、100目、140目、200目、270目和400目的筛子，持续振荡10min后最终得到粒径小于38μm的土壤样品。
优选地，所述S4中制备滤膜样品采用PM2.5和PM10标准旋风式采样器，设置采样流量为16.7L·min-1，空气动力学直径切割粒径分别为10μm和2.5μm。
与现有技术相比，本发明提供了一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，具备以下有益效果：
1.本发明提供了一种测试土壤中六价铬呼吸途径生物可给性的标准方法，确定了可给性试验中的两个关键参数即固液比和提取时间，并提供了一种模拟肺液的配置方法。通过该方法得到的六价铬可给性较高，基于此结果进行风险评价相对保守，适用于污染场地的风险管控。
附图说明
图1为本发明提出的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法的提取时间及固液比对土壤PM10组分六价铬可给性的综合影响示意图；
图2为本发明提出的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法的提取时间及固液比对土壤PM2.5组分六价铬可给性的综合影响示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，包括以下步骤；
S1、将土壤样品风干，取出大块卵石及杂质，通过孔径为250μm的尼龙筛；
S2、将上述处理后的土壤样品在温度为80℃的烘箱中烘干4h；
S3、利用拍击式振筛机上将烘干后的土壤样品连续通过40目、100目、140目、200目、270目和400目的筛子，持续振荡10min后最终得到粒径小于38μm的土壤样品，将其保存在塑料自封袋中用于土壤细颗粒样品的进一步分离；
S4、利用实验室内的颗粒物再悬浮检测系统，采用PM2.5和PM10标准旋风式采样器，设置采样流量为16.7L·min-1，空气动力学直径切割粒径分别为10μm和2.5μm，对上述样品进行进一步分离，获得粒径小于10μm和2.5μm的土壤PM10和PM2.5滤膜样品，并测定滤膜样品上六价铬的浓度ω(s)(mg/kg)；
S5、提前一天配置好模拟肺液，并在实验前放入烘箱中37℃条件下预热2h，模拟人体环境；
S6、用不锈钢剪刀将土壤PM10和PM2.5滤膜样品剪碎放入50ml离心管中，加入50ml模拟肺液，混合后置于恒温37℃振荡箱中，设置振荡频率为50r/min；
S7、振荡1h取出，将浸提液倒入真空抽滤装置中抽滤，滤膜孔径为0.45μm，收集抽滤液并测定抽滤液中六价铬的浓度ω(lb)(mg/kg)；
S8、测得的抽滤液中六价铬浓度ω(lb)(mg/kg)与滤膜上六价铬浓度ω(s)(mg/kg)的比值即为六价铬呼吸途径的生物可给性，可给性结果列于表1中。即：
进一步，优选地，所述S5中模拟肺液为一种无机和有机组成的混合溶液，其配置方法如下：选取氯化钠6786mg/L、氯化铵535mg/L、碳酸氢钠2268mg/L、甘氨酸375mg/L、二水柠檬酸钠59.3mg/L、二水氯化钙29.4mg/L、L-半胱氨酸121mg/L、磷酸二氢钠144mg/L、二乙基三胺五乙酸78.6mg/L、烷基苄基二甲基氯化铵50mg/L和硫酸27μl，按顺序依次溶解以上溶质，待完全溶解后加入下一种溶质，避免出现沉淀。
进一步，优选地，所述S6中滤膜样品和模拟肺液之间的固液比分别设置在0.40-0.50g/ml(PM10颗粒)和0.15-0.20g/ml(PM2.5颗粒)范围内。
进一步，优选地，所述S7中振荡提取时间分别设置在36-72h(PM10颗粒)和24-72h(PM2.5颗粒)范围内。
表1-实验组1各样品固液比及可给性结果
实施例2：
与实施例1相比，区别点在于S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表2中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为6h；
表2-实验组2各样品固液比及可给性结果
实施例3：
与实施例1相比，区别点在于S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表4中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为12h；
表4-实验组3各样品固液比及可给性结果
实施例4：
与实施例1相比，区别点在于S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表5中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为24h；
表5-实验组4各样品固液比及可给性结果
实施例5：
与实施例1相比，区别点在于步骤S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表6中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为36h；
表6-实验组5各样品固液比及可给性结果
实施例6：
与实施例1相比，区别点在于S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表7中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为36h；
表7-实验组6各样品固液比及可给性结果
实施例7：
与实施例1相比，区别点在于S6中，样品的固液比不同，其固液比列于表8中；
与实施例1相比，区别点在于S7中，样品的提取时间不同，为36h；
表8-实验组7各样品固液比及可给性结果
在同时考虑提取时间和固液比的条件下，土壤细颗粒中六价铬呼吸途径生物可给性的变化情况见图1和图2。为了使污染场地的风险评价结果更为保守，选取生物可给性较高的部分所对应的参数范围作为该测试方法中参数的最佳取值范围。即固液比和提取时间的最佳取值范围分别为0.40～0.5g/ml和36～72h(PM10颗粒)及0.15～0.20g/ml和24～72h(PM2.5颗粒)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、将土壤样品风干，取出大块卵石及杂质，通过孔径为250μm的尼龙筛；
S2、将上述处理后的土壤样品在温度为80℃的烘箱中烘干4h；
S3、将烘干后的土壤样品制备成粒径小于38μm的土壤样品，将其保存在塑料自封袋中用于土壤细颗粒样品的进一步分离；
S4、利用实验室内的颗粒物再悬浮检测系统对上述样品进行进一步分离，获得粒径小于10μm和2.5μm的土壤PM10和PM2.5滤膜样品，并测定滤膜样品上六价铬的浓度ω(s)(mg/kg)；
S5、提前一天配置好模拟肺液，并在实验前放入烘箱中37℃条件下预热2h，模拟人体环境；
S6、用不锈钢剪刀将土壤PM10和PM2.5滤膜样品剪碎放入50ml离心管中，加入50ml模拟肺液，混合后置于恒温37℃振荡箱中，设置振荡频率为50r/min；
S7、振荡一段时间后将浸提液倒入真空抽滤装置中抽滤，滤膜孔径为0.45μm，收集抽滤液并测定抽滤液中六价铬的浓度ω(lb)(mg/kg)；
S8、测得的抽滤液中六价铬浓度ω(lb)(mg/kg)与滤膜上六价铬浓度ω(s)(mg/kg)的比值即为六价铬呼吸途径的生物可给性。即：
2.根据权利要求1所述一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：所述S5中模拟肺液为一种无机和有机组成的混合溶液，其配置方法如下：选取氯化钠6786mg/L、氯化铵535mg/L、碳酸氢钠2268mg/L、甘氨酸375mg/L、二水柠檬酸钠59.3mg/L、二水氯化钙29.4mg/L、L-半胱氨酸121mg/L、磷酸二氢钠144mg/L、二乙基三胺五乙酸78.6mg/L、烷基苄基二甲基氯化铵50mg/L和硫酸27μl，按顺序依次溶解以上溶质，待完全溶解后加入下一种溶质，避免出现沉淀。
3.根据权利要求1所述的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：所述S6中滤膜样品和模拟肺液之间的固液比分别设置在0.40-0.50g/ml(PM10颗粒)和0.15-0.20g/ml(PM2.5颗粒)范围内。
4.根据权利要求1所述的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：所述S7中振荡提取时间分别设置在36-72h(PM10颗粒)和24-72h(PM2.5颗粒)范围内。
5.根据权利要求1所述的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：所述S3中制备土壤样品采用以下步骤：利用拍击式振筛机上将烘干后的土壤样品连续通过40目、100目、140目、200目、270目和400目的筛子，持续振荡10min后最终得到粒径小于38μm的土壤样品。
6.根据权利要求1所述的一种土壤中六价铬呼吸途径的生物可给性测试方法，其特征在于：所述S4中制备滤膜样品采用PM2.5和PM10标准旋风式采样器，设置采样流量为16.7L·min-1，空气动力学直径切割粒径分别为10μm和2.5μm。
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