萃取法在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用探究

熊麗華(湖北省興山縣環(huán)境保護(hù)局 443700)

化學(xué)工業(yè)廢水的肆意排放、生活污水及濫施農(nóng)藥等不當(dāng)操作行為，均時刻影響著環(huán)境，個別環(huán)境污染物質(zhì)的性質(zhì)極具穩(wěn)定，難以降解，并經(jīng)各類可能的方式及途徑進(jìn)入食物鏈，危及人類健康，所以，對化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的環(huán)境監(jiān)測顯得尤為關(guān)鍵。本文主要探討萃取技術(shù)工藝在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用。

一、固相微萃取技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用

1.在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

通常情形下，各類氣態(tài)污染物均嚴(yán)重?fù)p害人類健康，也是誘發(fā)人體器官畸形、癌變的重要?dú)⑹?。因此，對化工生產(chǎn)中的大氣環(huán)境監(jiān)測便被提上議事日程。通常運(yùn)用固相萃取技術(shù)方法分析大氣樣品，為此，要事先備好相應(yīng)濃度的氣態(tài)，用于定量分析。針對氣態(tài)標(biāo)準(zhǔn)混合物，要滿足如下條件：首先要著力保障在一定時間段內(nèi)，氣體物濃度的穩(wěn)定性；其次要促使氣體濃度的標(biāo)準(zhǔn)化；第三，在試驗(yàn)階段，得到濃度相同氣態(tài)的混合物，需依照壓強(qiáng)、質(zhì)量及溫度等指標(biāo)明確氣體濃度。要提升固相微萃取法監(jiān)測氣態(tài)的精確程度，就需全方位確保氣態(tài)采樣及分析技術(shù)。

采集標(biāo)準(zhǔn)氣體需要動態(tài)及靜態(tài)兩類方式，例如，要分析一家化工企業(yè)生產(chǎn)車間中大氣揮發(fā)性的有機(jī)污染物，便可采用動態(tài)及靜脈的方式完成樣品的采集工作。通過動態(tài)收集樣品，運(yùn)用風(fēng)扇將樣品吹到萃取涂層中；靜脈方式是放置到其余樣品中完成取樣。兩種方式通過對比，可明確靜態(tài)取樣的萃取量越占動態(tài)取樣的70%-85%，精密程度較動態(tài)取樣低。在大氣監(jiān)測中，污染物包含羧酸類、甲醛及胺類污染物等，大都采用衍生化反應(yīng)，將非揮發(fā)性的分析物衍生為揮發(fā)性分析物，以此增強(qiáng)分析物與涂層、基層分配系數(shù)，達(dá)到提升固相微萃取技術(shù)監(jiān)測敏銳度的目的。

2.在土壤環(huán)境中的監(jiān)測應(yīng)用

針對土壤環(huán)境監(jiān)測并不直接運(yùn)用固相微萃取技術(shù)，而是要給樣品加熱，把固體揮發(fā)的化合物收集到頂空，再運(yùn)用頂空技術(shù)加以萃取。該辦法多用于土壤樣品中，一些專業(yè)人士采用溶膠-凝膠策略，進(jìn)而制造出羧基硅油的SPME探頭，該方式監(jiān)測土壤樣品無疑是可行的，并能萃取多環(huán)芳烴，該類涂層可忍耐380℃的高溫，并能保持較長的使用壽命，具有固相微萃取技術(shù)的一般優(yōu)勢。相較于傳統(tǒng)意義上的頂空固相微萃取技術(shù)，可顯著地降低吸附所用的時長。

3.應(yīng)用水源環(huán)境中的監(jiān)測

水源環(huán)境的污染在化工行業(yè)污染中較嚴(yán)重，不少地方均已大力治理水源污染，對其監(jiān)測也十分關(guān)鍵。目前，水源環(huán)境的監(jiān)測大都運(yùn)用頂空萃取及直接萃取的辦法，當(dāng)然，具體運(yùn)用哪一類辦法，需通過污染物加以明確，污染物不同，監(jiān)測方法自然各異。近年來，涂層及聯(lián)用技術(shù)得到了全面運(yùn)用，并有效地推進(jìn)了固相微萃取技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。

二、超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的優(yōu)勢及應(yīng)用

超臨界二氧化碳技術(shù)是近年來研發(fā)成功的新型萃取方法，主要優(yōu)勢表現(xiàn)在速度快捷、操作簡便、易于控制、效率較高。該技術(shù)得到化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的廣泛關(guān)注，是一項效果較好的樣品預(yù)處理工藝，主要運(yùn)用在對化工固體樣品的處理及利用。然而，由于超臨界二氧化碳技術(shù)對裝備的要求較苛刻，因此，在一定程度上也限制了自身應(yīng)用的范圍。據(jù)最新研究，愛20MPa的大氣壓強(qiáng)、60℃的氣溫條件、40m in的時長限制下，通過對比超臨界二氧化碳萃取及溶劑洗脫技術(shù)的結(jié)果，顯示利用超臨界二氧化碳的萃取效率要高于溶劑洗脫的效率。

三、快速溶劑萃取技術(shù)檢測法

化工行業(yè)生產(chǎn)中不可避免地產(chǎn)生一定量的有機(jī)污染物，它們具有相應(yīng)的生物累積性，還有個別痕跡量的有機(jī)物危害極大，因此，需要一類超痕跡量污染物的檢測方案?？焖偃軇┹腿〖夹g(shù)指的是在高壓、高溫環(huán)境下，從固體物質(zhì)中提取有機(jī)物的自動化辦法，有助于探測及分析環(huán)境內(nèi)土壤及泥等固相物質(zhì)內(nèi)所含有的揮發(fā)性或半揮發(fā)性的有機(jī)物，這類辦法的優(yōu)勢在于所需有機(jī)溶劑的量相對較少，回收程度高，反應(yīng)速率快，一度被國際上一些國家評為萃取的標(biāo)準(zhǔn)辦法，并遙遙領(lǐng)先于其余技術(shù)。

快速溶劑萃取技術(shù)的具體工作原理如下：首先，需在高壓下萃取，液體的沸點(diǎn)通常伴隨壓力的增加而提升，例如，丙酮在正常壓力下的沸點(diǎn)為56.3℃，而在5個大氣壓的環(huán)境下，其沸點(diǎn)＞100℃，液體對溶質(zhì)的溶解能力明顯超過氣體對溶質(zhì)的溶解能力，所以，需在溫度增高的情況下依然確保溶劑的液態(tài)，需通過加壓使溶劑加到收集瓶及萃取池中；其次是在增高的溫度下完成萃取，一般而言，當(dāng)溫度從50℃上升至150℃時，因水分溶解度的提升，便助于微孔的可利用性，在溫度增高的條件下，可減弱成由溶質(zhì)分子、樣品基體活性方位的偶極吸引力所引發(fā)對方基體與溶質(zhì)之間的強(qiáng)作用力，加速溶質(zhì)分子的動力解析進(jìn)程，減少解析中所需要的活化能，使溶劑粘度下降，并降低溶劑同樣品基體的外表張力，溶劑更好地潤滑樣品基體，便于被溶劑同被萃取物質(zhì)之間的接觸。

結(jié)語

綜上所述，在化工行業(yè)的環(huán)境監(jiān)測工作中，要選用恰當(dāng)?shù)妮腿〖夹g(shù)，特別要積極發(fā)揮固相微萃取技術(shù)的各項優(yōu)勢，不斷地推動技術(shù)及儀器設(shè)備的應(yīng)用，不斷提高環(huán)境監(jiān)測的精確性和可靠性。

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