專利名稱：一種從海水中富集分離黃色物質的方法
技術領域：
本發明涉及一種從海水中大量富集分離黃色物質(CDOM)的方法。
背景技術：
作為有色可溶性有機物(chromophoric dissolved organic matter，CDOM)的黃色物質，Kalle最早稱之為Gelbstoff，是溶解有機物(DOM)的重要組成部分，約占水體中溶解有機碳的40％-60％；它的名稱來自它對水色的影響，黃色物質對水色貢獻達85％-100％，能使水呈黃色或褐色。黃色物質在生物學上屬于惰性物質，在海洋中具有良好的保守性，因而被認為是海洋中的最佳示蹤物質，被廣泛地應用于沿岸水質、海洋污染程度的評價，以及海洋水團的劃分等，許多研究表明黃色物質是海洋生態系統、光學遙感、海洋碳循環研究中必不可少的研究因素。
海水中黃色物質含量很低，且組成復雜，如青島近岸海域海水黃色物質含量僅為0.32mg/L，要制備黃色物質必需將其同其他的溶解有機物和無機物分離開，即用凍干、化學沉淀、溶劑萃取、反滲透、超濾等工藝富集分離，但這些方法的操作過程復雜，不能選擇性分離，且不適于從海水中大量富集分離黃色物質。目前最常用的分離水體黃色物質的方法是用非離子型固體吸附劑的柱色譜技術。利用氧化鋁、碳18、硅膠等非離子型固體吸附劑均能吸附黃色物質，但它們的吸附量少，上樣速度慢、洗脫率低，顯然不能滿足從海水中大量富集分離黃色物質的需求。
發明內容
本發明目的在于提供一種能從黃色物質含量很低的海水中大量富集分離黃色物質的方法，即一種從海水中富集分離黃色物質的方法。
本發明的方法是先將處理干凈的大孔樹脂用濕法裝入洗干凈的玻璃柱，然后用PH＝2.3±0.4的鹽酸水溶液洗柱，并保持酸性狀態備用；將海水用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純的鹽酸調其PH＝2.3±0.4，然后用蠕動泵上柱，上樣速度4.0~8.0ml/min；上樣結束后，先用PH＝2.3±0.4的鹽酸水溶液洗柱，以便除去柱內殘留的海水，再用超純水洗柱至柱內無氯離子存留(用硝酸銀溶液檢驗)，最后用一定的洗脫劑洗脫得到黃色物質洗脫液；將黃色物質洗脫液先用旋轉蒸發或氮氣吹掃濃縮至干，再用超純水溶解得到黃色物質的水溶液，該水溶液凍干得到黃色物質干粉。
上述的黃色物質是一類復雜的混合物，不同成分間的分子量差異較大，不同的分子量范圍的成分其光學特性及其在水體中的作用也是不同的，如大分子量的成分具有較強的金屬結合能力，是絡合去除水體重金屬粒子的重要成分。要真正深入研究黃色物質的理化特性及其在環境中的重要作用，有必要對富集到的黃色物質進行再分離。因此，將上述黃色物質水溶液用裝柱凝膠進行再分離，用超純水洗脫，即可分段收集不同分子量范圍的黃色物質洗脫液，并分別將這些洗脫液真空凍干，則得到不同分子量范圍的黃色物質干粉。
上述大孔樹脂選用LSA-20，LSA-10，XAD-8，XAD-2四種中的任一種大孔樹脂；上述洗脫劑選用色譜純的甲醇、乙醇或丙酮；上述凝膠選用G-25或G-50凝膠。
本發明具有以下優點吸附介質原料豐富，選用的大孔樹脂能選擇性吸附黃色物質，且吸附量大，上樣速度快，裝柱等操作簡單易控制，洗脫率高，洗脫劑易去除，能盡量避免洗脫劑對富集成分的影響，并從海水中制備出大量黃色物質。還從分子大小的角度進行再分離，從而得到不同分子量范圍的黃色物質成分。
具體實施例方式
該方法基本步驟1、預處理大孔樹脂先分別用NaOH、HCl溶液洗滌樹脂數次，然后超純水洗至PH中性，再將大孔樹脂置于索氏提取器內用分析純的乙腈或甲醇處理1-3天，處理干凈的樹脂浸泡儲存于甲醇中。
2、樹脂裝柱根據上樣量選用相應大小的玻璃柱，用10％硝酸溶液洗滌，并用超純水沖洗干凈。常規濕法將樹脂裝柱，然后用超純水洗凈柱內殘存的甲醇，再用PH＝2.3±0.4的HCl溶液洗柱，即保持柱子處于酸性狀態備用。
3、將海水用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純HCl調pH＝2.3±0.4，然后用蠕動泵上樣；根據裝柱樹脂量控制上樣速度在4.0~8.0ml/min。
4、上樣結束后先用pH＝2.3±0.4的HCl水溶液洗柱，除去柱中殘存的海水，再用超純水洗柱，洗至出柱水無氯離子流出(用硝酸銀溶液檢驗)。
5、洗脫劑使用甲醇、乙醇或丙酮，洗脫至洗脫液無色為止。
6、洗脫液在45℃±5℃下使用旋轉蒸發或氮氣吹掃濃縮至干。
7、用超純水溶解濃縮得到的黃色物質，得到其水溶液，將水溶液真空凍干得黃色物質干粉。
8、凝膠處理及裝柱首先水洗凝膠，傾倒多次出去水面飄浮成分；再沸水煮凝膠至其溶漲充分，用凝膠漿法裝柱，再用0.1M的NaOH溶液洗柱30min，最后用超純水洗至中性；將濃縮得到的黃色物質水溶液過凝膠柱，再用超純水洗脫，分別收集不同分子量范圍的黃色物質成分。然后將收集到的各部分水溶液凍干，得分子量范圍為大于10000Da，1000~5000Da，小于1000Da的黃色物質干粉。以下面的具體實施例進行說明。
實施例1首先，將處理干凈的LSA-20樹脂濕法裝柱，柱徑1cm，樹脂裝柱高度25cm，超純水洗柱，PH＝2.3±0.4的HCl水溶液洗柱，即保持酸性狀態備用；取200L海水樣品，用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純的HCl調海水pH＝2.3±0.4。蠕動泵上樣，控制流速4.0-6.0ml/min；洗脫pH＝2.3±0.4HCl洗柱，除去柱內殘留的海水；超純水洗柱，除去柱內殘存HCl，用AgNO3溶液檢驗出柱水無沉淀產生為止。最后用色譜純甲醇洗脫至洗脫液無色為止，得到黃色物質的甲醇溶液；濃縮用旋轉蒸發儀在40℃條件下，濃縮黃色物質的甲醇溶液至干，超純水溶解得黃色物質的水溶液；再分離將G-50凝膠常規漿法裝柱，將上述得到的黃色物質的水溶液加到凝膠柱頂部，用超純水洗脫，分部收集洗脫液，得到不同分子量范圍(大于10000Da、1000~5000Da、小于1000Da)的黃色物質水溶液，分別將各部分凍干，即得到不同分子量范圍的黃色物質干粉。
實施例2處理干凈的XAD-8樹脂濕法裝柱，柱徑1.6cm，樹脂裝柱高度20cm，超純水洗柱，pH＝2.0的HCl水溶液洗柱，保持酸性狀態備用；取500L海水樣品，用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，濃HCl調pH＝2.0。蠕動泵上樣，控制流速6.0ml/min；洗脫pH＝2.0HCl洗柱，除去柱內殘留的海水；超純水洗柱，除去柱內殘存HCl，用AgNO3溶液檢驗無沉淀產生為止；最后用色譜醇乙醇洗脫至洗脫液無色為止，得到黃色物質的乙醇溶液；濃縮用氮氣吹掃濃縮儀在45℃條件下，濃縮黃色物質的乙醇溶液至干，超純水溶解得黃色物質的水溶液；再分離將G-25凝膠常規漿法裝柱，將上述得到的黃色物質的水溶液加到凝膠柱頂部，用超純水洗脫，分部收集洗脫液，得到不同分子量范圍(大于10000Da、1000~5000Da、小于1000Da)的黃色物質水溶液，分別將各部分凍干，即得到不同分子量范圍的黃色物質干粉。
實施例3首先，將處理干凈的LSA-10樹脂濕法裝柱，柱徑1cm，樹脂裝柱高度25cm，用超純水洗柱，再用PH＝2.3±0.4的HCl水溶液洗柱，即保持酸性狀態備用；海水樣品200L，用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純的HCl調海水pH＝2.3±0.4。蠕動泵上樣，控制流速4.0-6.0ml/min；洗脫pH＝2.3±0.4HCl洗柱，除去柱內殘留的海水；再用超純水洗柱，用AgNO3溶液檢驗出柱水無沉淀產生為止。最后用色譜醇甲醇洗脫至洗脫液無色為止，得到黃色物質的甲醇溶液；濃縮50℃濃縮黃色物質的甲醇溶液至干，再用超純水溶解得黃色物質水溶液，最后真空凍干水溶液得黃色物質干粉。如需再分離，方法同上。
實施例4首先，將處理干凈的XAD-2樹脂濕法裝柱，柱徑1cm，樹脂裝柱高度25cm，超純水洗柱，PH＝2.3±0.4的HCl水溶液洗柱，即保持酸性狀態備用；海水樣品200L，用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純的HCl調海水pH＝2.3±0.4。蠕動泵上樣，控制流速4.0-6.0ml/min；洗脫pH＝2.3±0.4HCl洗柱，除去柱內殘留的海水；再用超純水洗柱，用AgNO3溶液檢驗出柱水無沉淀產生時為止。最后用色譜醇甲醇洗脫至洗脫液無色為止，得到黃色物質的甲醇溶液；濃縮45℃濃縮黃色物質的甲醇溶液至干，再用超純水溶解得黃色物質水溶液，最后真空凍干水溶液得黃色物質干粉。如需再分離，方法同上。
權利要求
1.一種從海水中富集分離黃色物質的方法，其特征是先將處理干凈的大孔樹脂用濕法裝入洗干凈的玻璃柱，然后用PH＝2.3±0.4的鹽酸水溶液洗柱，并保持酸性狀態備用；將海水用0.22μm的玻璃纖維濾膜過濾，再用分析純的鹽酸調其PH＝2.3±0.4，然后用蠕動泵上柱，上樣速度4.0~8.0ml/min；上樣結束后，先用PH＝2.3±0.4的鹽酸水溶液洗柱，以便除去柱內殘留的海水，再用超純水洗柱至柱內無氯離子存留，最后用一定的洗脫劑洗脫得到黃色物質洗脫液；將黃色物質洗脫液先用旋轉蒸發或氮氣吹掃濃縮至干，再用超純水溶解得到黃色物質的水溶液，該水溶液凍干得到黃色物質干粉。
2.如權利1要求所述的一種從海水中富集分離黃色物質的方法，其特征是上述黃色物質干粉用超純水溶解后再用凝膠柱對其進行再分離，用超純水洗脫，即可分段收集不同分子量范圍的黃色物質洗脫液，并分別將這些洗脫液真空凍干，即得到不同分子量范圍的黃色物質干粉。
3.如權利1要求所述的一種從海水中富集分離黃色物質的方法，其特征是所述的吸附介質的大孔樹脂選用LSA-20、LSA-10、XAD-8或XAD-2四種大孔樹脂的任一種。
4.如權利1要求所述的一種從海水中富集分離黃色物質的方法，其特征是所述的洗脫劑選用色譜純的甲醇、乙醇或丙酮任一種。
5.如權利2要求所述的一種從海水中富集分離黃色物質的方法，其特征是上述凝膠選用G-25或G-50凝膠。
全文摘要
本發明涉及一種從海水中富集分離黃色物質的方法。用大孔樹脂做吸附劑，海水過濾后用鹽酸調其pH為酸性，蠕動泵上樣，用有機試劑洗脫，旋轉蒸發或氮氣吹掃洗脫液，除去有機試劑，超純水溶解后得黃色物質水溶液，將水溶液凍干得到其干粉；或用凝膠柱對水溶液進行再分離，得到不同分子量范圍的黃色物質成分，上述大孔樹脂選用LSA－20，XAD－8等類型；洗脫劑選用色譜純的有機試劑甲醇、乙醇；凝膠選用G－25，G－50凝膠。本發明吸附介質原料豐富，能選擇性吸附CDOM，且吸附量大，上樣速度快，操作簡單易控制，洗脫率高，能從海水中獲取大量黃色物質。
文檔編號C02F1/42GK1800039SQ20051004538
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月20日 優先權日2005年12月20日
發明者柳先平, 李磊, 戴金鳳, 王小如, 黎先春, 張良 申請人:國家海洋局第一海洋研究所