浅谈萃取法在化工环境监测中的应用

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年第26卷8期   作者: 李顺博、秦伟、陈伟娜
[导读] 萃取法的日益发展为化工环境监测提供了更多的监测工艺,很大程度上提升了化工环境监测水平和能力。
        摘要:萃取法的日益发展为化工环境监测提供了更多的监测工艺,很大程度上提升了化工环境监测水平和能力。本文先对化工行业环境污染来源作一分析,进而着重对萃取法在化工环境监测中的应用进行阐述,期望可以为相关的环境监测单位及从业人员提供建设性意见。
关键词:萃取法;化工行业;环境监测
        近年来随着我国化工行业的快速发展,其在促进社会经济发展中的作用越来越凸显,同时化工行业生产过程中会产生大量的废水、废气和废渣,如果得不到科学有效的处理会对生态环境造成严重的破坏。因此,进一步对化工行业进行常态化、精细化监测尤为重要。萃取法在化工行业污染物监测中具有重要的意义,随着监测技术的发展,萃取法已经成为包括固相微萃取技术、快速溶剂萃取技术、固相萃取技术及微波萃取技术等为一体的综合性技术,在化工行业环境监测中的应用范围也日益扩大。
一、化工行业环境污染来源
1、生产过程中产生的污染
        蒸馏塔、储气罐等大型设备是化工行业生产过程中常用的设备,这些大型设备本身具有很大的危险性,一旦出现泄漏事故会给人体健康造成严重的影响,因而对这些设备和使用场所要加大温度、压力和干湿度等的监测,同时对周围环境指标也有做好监测工作。萃取技术操作方便,可以选择的试剂类型多,且操作过程全封闭,因而适宜应用于化工环境监测中。
2、伴生物污染
        必须明确的一点是,化工生产本身就属于化学反应过程,此过程中会涉及旧物质的分解和新物质的生成,而伴生物污染所造成的危害较大。比如石化生产中的多环芳香烃就存在很大的毒性,严重时会致癌,又比如生产过程中的某些不稳定物质会与空气发生反应而产生有毒物质。因此,也需要萃取法对化工生产进行全方位的监测。
3、生产后的污染
        化工生产过程完成后会产生大量的废水、废气和废渣,这也是化工厂的主要污染物。废气危害性极大,不仅有毒,而且与空气中的某些物质发生反应后还极易发生爆炸事件,因而要对废水开展定量测定、质谱、色谱及定性测量。另外,对化工企业废水排放也要给予充分的重视,根据废水成分的不同开展针对性监测。固体废弃物监测应该重点放在有毒性、腐蚀性及易燃易爆等方面。
二、现阶段化工环境监测中常用的萃取技术类型
        萃取技术是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一,是指利用混合物中各组分在某溶剂中的溶解度差异来分离混合物的一种单元操作,可以有效的从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。随着萃取技术的发展,现阶段的萃取技术得到了较大的发展,主要包括固相微萃取技术、快速溶剂萃取技术、固相萃取技术及微波萃取技术四类。①固相微萃取技术:这是一种在固相萃取技术基础上发展而来的技术,虽然可以在短时间内完成监测工作,但是却不能全部分离待检物质,在食品饮料、药物及地质环境监测中均有应用;②快速溶剂萃取技术:此技术常用于高温压力下,通过有机溶剂萃取自动化方式可以有效实现物质的萃取,剂量使用量少,具有高回收优势,在底泥等固体物质萃取中的作用十分显著[1];③固相萃取技术:此技术可以通过固体吸附剂作用将目标物质与原溶剂分离开来,而后利用热解吸附等分离提纯,其主要应用于样本处理前,在实验室预处理中应用广泛;④微波萃取技术:也被称之为微波辅助提取,是一种在微波反应器中从植物和矿物等物质中提取化学物质的方法,不利用热传导,而是从内部加热,在加热参数调整下可以将目标成分有效分离提取,在环境监测和土壤监测中应用较为广泛[2]。


三、萃取法在化工环境监测中的应用
1、土壤环境监测中的应用
        萃取技术在土壤环境监测中应用广泛,但需要注意的一点是,因为土壤样品有很强的特殊性,因而在利用萃取技术进行实际监测的过程中,通常情况下都需要进行预处理。比如浸取提液法和预空法,浸取提液法预处理时主要是将分析液倒入进液后固相微萃取监测,常用的技术有超声萃取和索式萃取,但通过采用这种萃取技术所需要的分析时间较长,使用的溶剂量也较大,因而需要进一步反应微波加速反应,以此提升其反应速率。而采用预空法进行监测样品加热时,样品中的目标物会挥发,需要在顶空收集萃取。快速溶剂萃取方式可以在土壤监测中发挥很好的作用,比如在土壤中的有机氯农药监测中,首先将丙酮和正己烷按照1∶1的比例制作为溶剂,而后在100℃与1500psi的条件下,快速的将土壤中的有机氯农药成分监测出来,随后通过分子筛脱水及净化处理工艺进行分析,得到监测结果,长期的应用过程中发现这一萃取方式可以有效提升监测的效率与时间,应用价值显著。
2、水环境监测中的应用
        化工生产过程中会产生大量的污水和废水,同时化工生产后也需要对仪器设备进行清洗,但是如果这些产生的污水和废水得不到及时有效的处理而排放到环境中,就会对生态环境造成严重的影响,对人类生产生活造成威胁。因此,利用萃取技术对化工水环境进行监测十分重要。固相-气质联用法是化工水环境监测中常用的一种技术,能够对样品进行高效处理,减少有机溶剂的用量,同时这种监测技术的操作流程简单。通过对化工生产产生的废水中的26种有机氯农药和8中氯苯类化合物进行监测分析,同时运用固相萃取小柱将固相萃取和仪器监测条件进行对比,可以得到准确的监测结果,实际监测过程中得到的结果为0.0500mg/L-1.00mg/L内线性良好,目标物检出率较高,可以对化工水环境进行有效监测。另外,随着科学技术的发展,直接萃取技术与顶空萃取技术也在化工水环境监测中发挥着重要的作用,将检测仪器与涂层结合到一起可以准确监测出水环境中的污染物。固相萃取技术在低挥发性、热不稳定和极性污染物监测中有很好的适用性,采用芯片桩的PDMs对水源样品土层进行萃取,检测仪器采用SPME-UV,并依据比尔定律进行水源样品污染物监测,大大提升了监测结果的准确度[3]。
3、大气环境监测中的应用
        化工生产过程中产生的各种大气污染物会通过呼吸道或直接与人体接触而对人体造成健康威胁,同时会诱导人体发生癌变和器官变形等问题,可以说,其已经成为危害人类身体健康的主要杀手之一,因而对化工生产产生的大气污染物进行监测同样重要。在应用萃取技术进行大气环境监测时,需要事先准备好需要监测样品的浓度与体积,便于后续开展定量分析,对于气态标准混合物质在条件允许时需要尽量保证气体浓度的稳定性。通常状况采集的大气样品可以分为两种形态,即动态与静态,总的来说,动态的精密度和取样萃取量均大于静态。比如应用低流量采样器,使用50mg型固相萃取小柱对化工生产出现的53种VOCs加以采集,并通过洗脱回收率及体系和穿透率等对监测结果进行分析,发现洗脱溶剂属于正己烷。值得一提的是,固相微萃取技术可以对化工大气污染物中的多种物质进行监测,应用范围广泛,且在恶劣条件下也可以开展高质量的监测工作。
结束语
        可以看出,随着化工生产的日益深入,所产生的污染物质无论是数量还是性质,均发生了显著的变化,这对监测工作造成了很大的困扰,通过应用萃取法进行化工生产污染物监测可以有效的提升环境监测质量,这对构建友好型生态环境至关重要。就现阶段来看,最为常用的萃取技术以为主,其应用的针对性较强,在实际的监测工作效果显著。但是,鉴于化工生产类型复杂,产生的污染物类型多,因而要继续加大萃取技术的研究,给予高度重视,以此提升化工环境监测质量。
参考文献
[1]陈伟彬,张钢强,申圆圆.萃取法在化工行业环境监测中的应用研究[J].环境科学与管理,2019,44(03):132-135.
[2]钟丹丹,柳春辉,窦筱艳.固体废物中挥发性及半挥发性有机污染物前处理和GC/GC-MS测定方法的研究进展[J].环境与发展,2018,30(08):64-68.
[3]张凯军.水环境监测中现代化萃取技术的应用[J].环境与发展,2018,30(08):99-101.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: