CN117309516A - 一种微塑料前处理液及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微塑料前处理液及其制备方法与应用，属于微塑料前处理技术领域。制备方法，包括以下步骤：先配置一定质量浓度的十二烷基硫酸钠，搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K使其浓度为100‑300μg/L，即得。有益效果：本发明将十二烷基硫酸钠和蛋白酶K混合，制得一种更为温和的微塑料前处理液，避免了前处理液对机器造成腐蚀，且本发明的前处理液，对于微塑料表面的吸附杂质和微生物的处理效果与现有的化学前处理液处理效果相当。
Description
技术领域
本发明属于微塑料前处理技术领域，具体涉及一种微塑料前处理液及其制备方法与应用。
背景技术
有研究表明污水处理厂是陆地生态系统中微塑料的重要来源。来自于个人护理品、汽车轮胎磨损、家庭和洗衣尘埃的微塑料经排水管道进入污水处理厂，除少量微塑料随出水排入水体外，超过90％的微塑料被截留在污泥中，从而导致污泥中含有大量的微塑料，其丰度远高于水体和沉积物中微塑料的丰度。随着污泥的园林及土地利用，将直接导致这些微塑料进入土壤生态系统，从而对土壤生态系统产生潜在危害，因此污泥中微塑料的分离回收需引起高度重视。
目前直接从环境中收集微塑料并进行鉴定，是了解微塑料分布及丰度的重要方法。有研究表面，微塑料广泛分布于生态圈中，在大气，土壤，海洋中均有存在。其中，大部分微塑料会因水循环进入海洋，并随着海底的洋流一起流动，因此微塑料又被称为海中的“PM2.5”。而环境中的微塑料并不单一存在，因为其吸附能力强，且可以与微生物相互作用。而吸附到的有机污染物及表面的微生物膜，均会对后续微塑料的表征造成影响。故微塑料在收集后均需要进行前处理环境，以便于后续的组分鉴定。
目前环境中微塑料的前处理主要采用的是化学处理法，通过使用强酸或强碱来快速除去微塑料表面可能存在的微生物以及其他吸附物质。然而，在一些特定的使用场景，如小型一体化微塑料筛选鉴定机器中，使用强酸强碱可能会对机器本身造成腐蚀影响。因此，发明一种更为温和的微塑料前处理液的配方是有必要的。
公布号为CN114486476A的中国专利申请，公开了一种用于检测液体试样中聚乙烯微塑料的前处理方法及其应用，处理方法为：使用过氧化氢溶液消解液体试样成澄清的消解溶液后，加入碳酸氢钠以加热和超声方式去除消解溶液中过量的过氧化氢，并在消解溶液中加入乙醇，分散消解溶液中团聚的聚乙烯微塑料。该专利可消除聚乙烯微塑料的前处理过程中有机物颗粒的干扰，提高回收率，并且避免过滤时试样腐蚀滤膜影响计数。但该专利并不涉及对微塑料表面的吸附杂质和微生物的处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有的微塑料前处理液容易对机器造成腐蚀的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
本发明的第一方面提出一种微塑料前处理液的制备方法，包括以下步骤：先配置一定质量浓度的十二烷基硫酸钠，搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K，使蛋白酶K的浓度为100-300μg/L，即得。
有益效果：本发明将十二烷基硫酸钠和蛋白酶K混合，制得一种更为温和的微塑料前处理液，避免了前处理液对机器造成腐蚀，且本发明的前处理液，对于微塑料表面的吸附杂质和微生物的处理效果与现有的化学前处理液处理效果相当。
优选的，配置1％质量浓度的十二烷基硫酸钠。
优选的，所述搅拌的速度为600-1000rpm/min。
优选的，所述搅拌的速度为800rpm/min。
优选的，所述蛋白酶K的浓度为200μg/L。
本发明的第二方法提出采用上述制备方法制得的微塑料前处理液。
本发明的第三方面提出上述的微塑料前处理液在除去微塑料表面微生物和吸附杂质中的应用。
本发明的优点在于：
本发明将十二烷基硫酸钠和蛋白酶K混合，制得一种更为温和的微塑料前处理液，避免了前处理液对机器造成腐蚀，且本发明的前处理液，对于微塑料表面的吸附杂质和微生物的处理效果与现有的化学前处理液处理效果相当。
附图说明
图1为本发明实施例1中对照组及实验组在显微镜下的微塑料表面杂质对比图；
图2为本发明实施例1中对照组及实验组微塑料表面的微生物留存情况对比图；
图3为采用本发明实施例2和对比例1制得的处理液对微塑料样品的处理结果对比图；
图4为采用本发明实施例3、4制得的处理液对微塑料样品的处理结果对比图；
图5为采用本发明实施例2和对比例1制得的处理液对微塑料样品的处理后，在显微镜下的微塑料表面杂质对比图；
图6为采用本发明实施例2和对比例1制得的处理液对微塑料样品的处理后，微塑料表面微生物的检测结果对比图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1：
微塑料在真实环境中表面会吸附杂质和微生物：
(1)微塑料在湖水中的预孵育：随机选取2.5mm的聚苯乙烯颗粒，3mm和5mm的聚乙烯颗粒，5mm的聚丙烯颗粒混匀，置于80目的尼龙网中。分别设置对照组与实验组(湖水真实孵育组)。在超净台中放入烧杯(3L)，在烧杯内加入1L的蒸馏水，将对照组完全浸入水中静置14日。实验组通过拴绳固定的方式，置于董铺湖水(经度：117.1613E，纬度：31.9030N)中14日，以模拟湖水中微塑料表面的吸附情况。
(2)对照组与实验组中典型微塑料的观察：分别用镊子在两组中取出微塑料颗粒，置于体视显微镜下观察。
结果分析，如图1所示，对照组的微塑料表面整洁，而实验组微塑料表面有多种杂质吸附。确定了微塑料在真实环境中表面会吸附杂质，并可能与微生物产生互作。
(3)微塑料表面微生物的检测：在90mm的培养皿中，倒入固体Luria-Bertani培养基。
在超净台内，用镊子分别夹住对照组及实验组的微塑料颗粒，利用涂板划线法在LB培养基上划线。后将LB培养基置于培养箱(37℃)中12小时。观察该微塑料表面的微生物留存情况。
结果分析，如图2所示，对照组中微塑料表面并无微生物存在，而实验组的微塑料表面有多种微生物。
实施例2：
一种微塑料前处理液的制备方法，包括以下步骤：先配置1％质量浓度的十二烷基硫酸钠，并以800rpm/min的转速搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K，使蛋白酶K浓度为200μg/L，即得。
实施例3：
一种微塑料前处理液的制备方法，包括以下步骤：先配置1％质量浓度的十二烷基硫酸钠，并以1000rpm/min的转速搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K，使蛋白酶K浓度为100μg/L，即得。
实施例4：
一种微塑料前处理液的制备方法，包括以下步骤：先配置1％质量浓度的十二烷基硫酸钠，并以600rpm/min的转速搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K，使蛋白酶K浓度为300μg/L，即得。
对比例1：
用500mg/L的次氯酸作为化学前处理液。
对比例2：
本对比例与实施例2的区别在于：将“蛋白酶K”改为“胰酶”，其它步骤同实施例2。
对比例3：
本对比例与实施例2的区别在于：将“蛋白酶K”改为“胃蛋白酶”，其它步骤同实施例2。
利用实施例2-4和对比例1-3制得的前处理液分别对微塑料样品进行处理，处理流程如下：
1.使用80目滤网过滤得到真实湖水预孵育的微塑料样品(对于泥土较多的微塑料样品)，将微塑料样品均分为6份，编号样品1-6；
2.采用实施例2-4和对比例1-3制得的前处理液，分别对样品1-6等体积均匀喷洒前处理液，等待270s；
3.使用清水持续冲洗30s，得到处理后的微塑料。
分别用镊子在6个处理组中取出微塑料颗粒，置于体视显微镜下观察。同时，利用实施例1(3)中的微塑料表面微生物的检测，对处理过后的微塑料表面的微生物进行检测。
结果分析：
如图3所示，同步对比实施例2与对比例1的处理液，可以观察到两者均可以去除微塑料表面附着的杂质。
如图3和图4所示，实施例2与实施例3、4的处理液，显然实施例2的处理液对微塑料的处理效果更好。
如图5所示，同步对比实施例2与对比例1的处理液的处理效果，可以观察到微塑料表面均无明显的杂质附着，从对其表面的观察来看，实施例2的处理液可以达到与对比例1次氯酸同样的前处理效果。
如图6所示，对比例1次氯酸处理液的微塑料表面无菌落，实施例2处理液的微塑料表面只有1个菌落的生成，均远低于图2中的微生物数量。可以达到要求的前处理效果。
且实验过程发现，实施例2制得的处理液对于微塑料的处理效果远优于对比例2和对比例3。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种微塑料前处理液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先配置一定质量浓度的十二烷基硫酸钠，搅拌使其发泡，再加入蛋白酶K，使蛋白酶K的浓度为100-300μg/L，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，配置1％质量浓度的十二烷基硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速度为600-1000rpm/min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速度为800rpm/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蛋白酶K的浓度为200μg/L。
6.采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的微塑料前处理液。
7.权利要求6所述的微塑料前处理液在除去微塑料表面微生物和吸附杂质中的应用。
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