蘇蕾

摘 要：在環(huán)境污染檢測技術(shù)中，功能化磁性材料制備技術(shù)一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，有效地將這一技術(shù)應(yīng)用到實際工作中，不僅可以極大提升環(huán)境污染檢測技術(shù)的質(zhì)量，而且能在一定程度上極大地提升檢測效率。本文對環(huán)境污染檢測中功能化磁性材料制備的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析，以期進(jìn)一步提升環(huán)境污染檢測水平，進(jìn)而提升我國的整體環(huán)境質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：環(huán)境污染物檢測；功能化磁性材料；PA66

中圖分類號：TB34；X830 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0143-03

Application of Functional Magnetic Materials in

Environmental Pollutants Detection

SU Lei

（Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454150）

Abstract： In the environment pollution detection technology， the preparation technology of functional magnetic materials has always occupied the leading position. The application of this technology to practical work can not only greatly improve the quality of environmental pollution detection technology， but also greatly improve the detection efficiency. In this paper， the application of the preparation of functional magnetic materials in environmental pollution detection was briefly analyzed in order to further improve the level of environmental pollution detection and improve the overall environmental quality of China.

Keywords： detection of environmental pollutants；functional magnetic materials；PA66

1 環(huán)境污染物的危害概述

從宏觀角度來講，環(huán)境污染物的危害性主要體現(xiàn)在以下幾方面。其一，環(huán)境污染物的影響范圍極為廣泛；其二，環(huán)境污染物對生態(tài)環(huán)境的影響時間較長；其三，一些附著于空氣中的環(huán)境污染物會對人們的組織器官造成極為不利的影響，導(dǎo)致人們出現(xiàn)各種疾病。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染物中的PAHs會極大提升人們的患癌概率，如果孕婦大量吸入PAHs，會造成體內(nèi)嬰兒出現(xiàn)畸形。其四，環(huán)境污染物中的重金屬物質(zhì)會極大提升河流中生物死亡的概率。如果人們誤食到含有重金屬污染物的水源，那么其會出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的腹痛、惡心、注意力不集中的現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)幻覺?？梢?，環(huán)境污染物對人們的正常生活及身心健康都會造成極為不利的影響。為了有效解決這一問題，就要加強(qiáng)環(huán)境污染物檢測技術(shù)的應(yīng)用，并保證其檢測水平及檢測質(zhì)量。

2 功能化磁性材料概述

功能化磁性材料指的是運用一種極為特殊的制備方式，對具有磁性的材料進(jìn)行一定處理，進(jìn)而得到一種具有較強(qiáng)負(fù)荷性質(zhì)的磁性材料。在功能化磁性材料中，四氧化三鐵極為常見?，F(xiàn)階段，相關(guān)科研人員在對功能化磁性材料進(jìn)行研究的過程中，通常會將功能化磁性材料劃分為兩種：其一為天然材料，其二為人工合成物質(zhì)。就天然功能化磁性材料而言，其主要包括三種：其一為蛋白，其二為纖維素，其三為殼聚糖；就人工合成物質(zhì)而言，其也主要包含三種：其一為聚苯乙烯，其二為聚酰胺，其三為聚苯胺[1]。從性質(zhì)上來看，功能化磁性材料具有較強(qiáng)的吸附性，其能與一些化合物及細(xì)胞等物質(zhì)產(chǎn)生吸附效應(yīng)。同時，其還具有一定的磁響應(yīng)性?，F(xiàn)階段，我國諸多研究學(xué)者為了能充分挖掘出功能化磁性材料的各種功能，已經(jīng)積極投身于功能化磁性材料的應(yīng)用研究中，且取得了諸多顯著的研究成果。直至今日，功能化磁性材料已經(jīng)被有效地應(yīng)用到了諸多行業(yè)中，特別是在酶的固定以及靶向給藥上，功能化磁性材料制備技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著成效，極大提升了酶的固定效率以及靶向給藥的準(zhǔn)確性。

3 環(huán)境污染檢測中功能化磁性材料制備方法

功能化磁性材料的制備方法主要分為以下幾種。第一，共沉淀法。該方法主要指的是利用四氧化三鐵的特性，將溶液中的多種離子進(jìn)行分離，使其產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，進(jìn)而檢測出溶液中的環(huán)境污染物質(zhì)信息。該方法適用于檢測微型環(huán)境污染物質(zhì)。第二，分散聚合法。該方法主要指的是將目標(biāo)物質(zhì)與溶液進(jìn)行混合處理，然后目標(biāo)物質(zhì)會與溶液產(chǎn)生聚合反應(yīng)，進(jìn)而在溶液中產(chǎn)生一種較為明顯的聚合物，之后再將聚合物與溶劑進(jìn)行分離處理，最后對其進(jìn)行物質(zhì)分析。該制備方法的主要優(yōu)勢是操作簡便，試驗抗干擾能力較強(qiáng)。第三，乳液聚合法。乳液聚合法是一種經(jīng)典的高分子合成方法， 系將兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成微乳液， 在微乳滴中單體經(jīng)成核、 聚結(jié)、 團(tuán)聚、 熱處理后得到納米粒。 該功能化磁性材料制備方法最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代初期。直至今日，該種制備方法已經(jīng)極為成熟。相關(guān)研究學(xué)者經(jīng)過長時間的探索，研究出了多種不同的乳液聚合法，這些乳液聚合法依照所使用的功能化磁性材料的不同，其適用范圍及制備效果也各不相同。從本質(zhì)上來講，該聚合法主要的原材料就是功能化磁性物質(zhì)[2]。

4 環(huán)境污染檢測中功能化磁性材料制備應(yīng)用

在當(dāng)今時代背景下，我國科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)得到了有效提升，一些高新技術(shù)已被有效地應(yīng)用到了各行各業(yè)。從本質(zhì)上來講，功能化磁性材料制備技術(shù)屬于一種高新技術(shù)。在環(huán)境污染檢測中，該技術(shù)的有效應(yīng)用極大擴(kuò)展了環(huán)境污染檢測的路徑，同時還有效提升了環(huán)境污染檢測的效率。從現(xiàn)實角度來講，現(xiàn)階段，我國環(huán)境檢測部門在實際應(yīng)用功能化磁性材料制備的過程中，主要在以下4個領(lǐng)域中進(jìn)行具體應(yīng)用：其一為PA66材料在BPA檢測中的運用；其二為靶向給藥；其三為氨基磁性材料的應(yīng)用；其四為功能化磁性材料在樣品前處理中的應(yīng)用。

4.1 功能化磁性材料制備在環(huán)境污染檢測靶向給藥中的應(yīng)用

就靶向給藥而言，功能化磁性材料制備的應(yīng)用從本質(zhì)上來講同屬于一種具有較強(qiáng)目的性的檢測方式，其最終目的是提升目標(biāo)組織的藥物含量，進(jìn)而使目標(biāo)不會對人們的組織器官造成極為不利的影響，以此來實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效控制。為了有效保證功能化磁性材料制備技術(shù)能在靶向給藥過程中充分發(fā)揮作用，進(jìn)而實現(xiàn)既定環(huán)境污染檢測目標(biāo)，相關(guān)環(huán)境污染檢測管理人員在實際進(jìn)行功能化磁性材料制備技術(shù)應(yīng)用過程中，首先必須要明確靶向給藥的基本原材料，其主要原材料有兩種：其一為藥物，其二為磁性材料；其次必須將藥物覆蓋到功能化磁性材料上，進(jìn)而就可以有效了解目標(biāo)組織損壞的部位。這是因為磁性材料進(jìn)入其中，其表面或者內(nèi)部的藥物就會釋放出來，并發(fā)揮應(yīng)有的凈化作用。

4.2 環(huán)境污染檢測樣品前處理中功能化磁性材料的應(yīng)用

從現(xiàn)實角度來講，在環(huán)境污染檢測工作中，樣品前處理工作是整個檢測工作的重中之重。樣品前處理的水平在一定程度上直接決定環(huán)境污染檢測的水平。其中所用到的設(shè)備的穩(wěn)定性及靈活性是影響環(huán)境污染檢測的決定性因素。因此，在實際工作過程中，相關(guān)環(huán)境污染檢測管理人員及生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究學(xué)者必須將完善樣品前處理方式作為研究的中心，結(jié)合我國環(huán)境污染的實際情況及現(xiàn)有的環(huán)境污染檢測理念，不斷對前處理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新完善。只有這樣，才能保證樣品前處理技術(shù)能準(zhǔn)確有效地發(fā)揮出應(yīng)有的作用，進(jìn)而提升我國環(huán)境污染檢測水平。

從宏觀角度來講，一些較為老舊的前處理方式一直沿用至今，具體而言主要有三種傳統(tǒng)前處理技術(shù)：其一為柱層析前處理技術(shù)，其二為索式提取前處理技術(shù)，其三為液液提取前處理技術(shù)。相對而言，這些老舊的前處理技術(shù)不僅操作難度較高，處理流程較為煩瑣復(fù)雜，而且所需的成本也極高。除此之外，在運用這些處理方式進(jìn)行環(huán)境污染檢測的過程中，會產(chǎn)生一些具有污染性質(zhì)的廢棄試劑，在這種情況下，環(huán)境污染檢測前處理工作與其最終目的就產(chǎn)生了較大的矛盾。現(xiàn)階段，功能化磁性材料的應(yīng)用環(huán)境污染檢測前處理技術(shù)得到了極大改良。諸多研究學(xué)者在實際進(jìn)行功能化磁性材料制備應(yīng)用研究過程中發(fā)現(xiàn)了以下幾種具體的應(yīng)用方式。第一，將C18/SCX作為主要的前處理材料，進(jìn)而實現(xiàn)溶解受污染水源中溶解物質(zhì)的檢測與分析。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，該應(yīng)用方式可以有效得到受污染水中溶解物質(zhì)的各項參數(shù)。相關(guān)研究學(xué)者將這種環(huán)境污染檢測前處理技術(shù)統(tǒng)稱為固相微萃取。第二，針對白酒污染物的檢測法，具體而言就是通過功能化磁性原材料的檢測特性準(zhǔn)確測量出水源中的白酒含量。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，該檢測方式在實際應(yīng)用過程中所得到的檢測結(jié)果極為準(zhǔn)確。第三，將柯柏膠樹中的各種主要成分進(jìn)行分離，并對其進(jìn)行具體分析，同時有效地將定量分析法應(yīng)用到其中以實現(xiàn)環(huán)境污染檢測樣品前處理的目標(biāo)。第四，針對水果中污染物二苯胺的檢測。該前處理技術(shù)主要指的是把分子微乳液處理方式及超臨界處理方式進(jìn)行有效融合，并對兩種處理方式所得的結(jié)果進(jìn)行具體分析。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，該處理方式在水果污染物檢測中具有顯著的效果。這些前處理方式被相關(guān)研究學(xué)者統(tǒng)稱為固相萃取，而該處理方式從本質(zhì)上講屬于功能化磁性材料制備技術(shù)的實踐應(yīng)用。該前處理方式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三方面：第一，分離速度較快；第二，處理效率及處理質(zhì)量較高；第三，處理方式的操作難度較小，處理流程較為簡潔。從宏觀角度來看，這種功能化磁性材料前處理技術(shù)在全世界范圍內(nèi)具有良好的發(fā)展前景。

4.3 PA66功能化磁性材料在環(huán)境污染檢測中的應(yīng)用

為了保證PA66功能化磁性材料在環(huán)境污染檢測中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，相關(guān)試驗研究管理人員在實際進(jìn)行試驗的過程中，必須嚴(yán)格按照試驗步驟進(jìn)行具體的試驗。具體而言，第一步，利用微型稱重設(shè)備得到0.2g的PA66功能化磁性材料，然后再將50mL的BPA溶劑與PA66功能化磁性材料進(jìn)行融合。第二步，對混合溶劑進(jìn)行震蕩處理，時間要控制在10min左右。第三步，當(dāng)PA66功能化磁性材料與BPA溶劑不再發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，清理其中的殘液。第四步，以每5min一次的清洗頻率，運用0.2mL的乙腈對該材料進(jìn)行清洗，清洗的次數(shù)為2次。第五步，運用氮氣對目標(biāo)物進(jìn)行吹干處理，然后通過HPLC系統(tǒng)對目標(biāo)物進(jìn)行檢測。

經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，PA66功能化磁性材料的應(yīng)用量直接決定功能化磁性材料制備技術(shù)的檢測質(zhì)量。1.5g范圍內(nèi)的PA66功能化磁性材料，如果不斷地增加PA66功能化磁性材料的使用量，那么BPA中所具有的吸附性也會隨之增大。但是，PA66功能化磁性材料的使用量一旦超過1.5g，那么其吸附性將不再發(fā)生變化。該功能化磁性材料制備技術(shù)適用于水資源污染物檢測。

4.4 氨基功能化磁化材料的應(yīng)用

氨基功能化磁化材料在環(huán)境污染物檢測中的應(yīng)用，也是功能化磁性原材料在環(huán)境污染物檢測中的主要應(yīng)用途徑之一。從現(xiàn)實角度來講，在環(huán)境污染物中，重金屬離子是一種極為常見且污染性極強(qiáng)的物質(zhì)，其對人們的組織器官有著極為不利的影響。因此，相關(guān)環(huán)境污染檢測研究學(xué)者在實際應(yīng)用氨基功能化磁性原材料制備技術(shù)時，必須要準(zhǔn)確有效地了解氨基具有較強(qiáng)的分離功能，可以有效地對目標(biāo)污染物進(jìn)行成分分離，同時還可以吸附一些不同類型的重金屬物質(zhì)。在進(jìn)行試驗的過程中，必須要從兩方面著手進(jìn)行具體的研究分析工作。其一，研究該種材料對重金屬的吸附性。具體而言，首先，必須選取0.1g的氨基物質(zhì)，并將其投放到10mL的PB以及CD溶劑中，然后進(jìn)行振蕩處理，振蕩時間應(yīng)控制在2h。其次，利用功能化磁性材料的分離特性分離處理相關(guān)磁性材料，然后對剩下的溶劑進(jìn)行回收處理。最后，運用光度計測量法分析目標(biāo)物質(zhì)中的重金屬含量，然后依照重金屬含量測量出功能化磁性材料的吸附強(qiáng)度。其二，研究磁性材料對PAHs的吸附性。首先，在10mL的PAHs溶劑中放入0.1g的氨基磁性材料，然后進(jìn)行振蕩處理，時間應(yīng)控制在1h左右。其次，利用磁性物質(zhì)的分離性能，回收處理試驗所得的廢棄液體。最后，用1mL的甲醇進(jìn)行洗脫處理，然后將得到的脫液進(jìn)行HPLC測量。

經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，氨基功能化磁性材料具有較強(qiáng)的吸附性質(zhì)，不僅可以有效吸附重金屬物質(zhì)，還能對PHAs產(chǎn)生吸附效果。相對而言，這種環(huán)境污染物檢測技術(shù)不論是在檢測結(jié)果上還是在檢測效率上，都比傳統(tǒng)的環(huán)境污染檢測技術(shù)要略高一籌。氨基功能化磁性材料制備技術(shù)的有效應(yīng)用對環(huán)境污染物檢測技術(shù)的整體發(fā)展有著重要的意義。

5 結(jié)語

在環(huán)境污染物檢測工作中，有效地將功能化磁性物質(zhì)應(yīng)用到其中，不僅可以極大提升環(huán)境污染物檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性，還能在一定程度上有效簡化環(huán)境污染物的檢測流程，降低操作難度，進(jìn)而提升環(huán)境污染物檢測的效率。因此，相關(guān)研究學(xué)者必須要將研究中心放到環(huán)境污染物檢測中功能化磁性物質(zhì)材料制備應(yīng)用的研究上，結(jié)合我國實際生態(tài)特征及環(huán)境污染物檢測需求，制定出具有針對性的功能化磁性材料制備技術(shù)應(yīng)用的措施，并將其有效落實到實際環(huán)境污染物檢測工作中，保證其能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，進(jìn)而提升我國環(huán)境污染物檢測的整體水平。

參考文獻(xiàn)：

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