氣相色譜法在測定冶金企業(yè)工業(yè)廢水中丙烯酸甲酯的應(yīng)用研究

趙洪春，邱中堂

（萬華化學(xué)（廣東）有限公司，廣東 珠海 519050）

丙烯酸類聚合物制備出的單體非常多，主要有丙烯酸類單體、甲基丙烯酸類單體以及其他可參與丙烯酸類單體共聚的含不飽和雙鍵的化合物等幾大類。除按此分類外，還可以按是否含活性官能團(tuán)的單體進(jìn)行分類。不含活性官能團(tuán)的丙烯酸單體有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸全氟烷基酯、丙烯酸羥乙基磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯等[1-3]。

本論文主要研究冶金工業(yè)廢水中丙烯酸甲酯的含量，其又叫作甲酯，為無色易揮發(fā)液體，且具有辛辣氣味，有催淚作用，丙烯酸甲酯溶于乙醇、乙醚、丙酮及苯微溶于水，且其具有以下物理性質(zhì)，如表1所示：

表1 丙烯酸甲酯的物理性質(zhì)

丙烯酸甲酯具有廣泛的用途：它能夠?qū)⒕酆衔镞M(jìn)行合成，醋酸乙烯單體、苯乙烯單體等合成聚合物可用在材料粘合、建筑用的涂料方面，另外在滌綸、腈綸、棉制品等上漿上也需要使用丙烯酸甲酯，高分子單體是丙烯酸甲酯的主要構(gòu)成物質(zhì)，用于樹脂合成、塑料涂料的配制及皮革、紡織品和紙張的加工等，也用作粘合劑；制造聚合體。中間體。活化劑，合成樹脂；高分子聚合單體；有機(jī)合成。供制作涂料、紡織、皮革、粘合劑等工業(yè)用的各種樹脂。

丙烯甲酯處理方法有：催化濕式氧化法、氣象色譜法等等?，F(xiàn)階段我們所采用的濕式催化氧化法處理丙烯酸甲酯類的冶煉廢水，因?yàn)榇呋瘎┑幕钚杂兴档停に嚵魅鐖D1所示，時(shí)常在使用一段時(shí)間后這一方法的去除效率逐漸變低，所以催化濕式氧化處理丙烯酸甲酯只是用于研究的初級階段。這種方法的缺點(diǎn)為催化劑的使用有固定性，對進(jìn)水條件有一定的限制，迄今為止只有少數(shù)企業(yè)采用這種方法，但該方法也有一定的優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行廢水處理時(shí)不用考慮工業(yè)廢水的毒性，所以在該領(lǐng)域也具有一定的應(yīng)用前景。

圖1 催化氧化法處理冶金廢水工藝流程

工業(yè)廢水中丙烯酸酯類屬于強(qiáng)極性化合物，在使用氣相色譜法進(jìn)行測定前，需要對工業(yè)廢水進(jìn)行衍生化反應(yīng)，因?yàn)闃O性溶劑與水的互溶性，丙烯酸甲酯的提取是此次實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)，本文介紹了氣相色譜法測定冶煉廢水中丙烯甲酯及笨二甲酸等有毒物質(zhì)，此方法操作簡單，成本較低，適合廣泛推廣。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑

丙烯酸甲酯為色譜純(美國Chem Service公司)。丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)配制：用微量注射器準(zhǔn)確抽取一定量的丙烯酸甲酯(20℃時(shí)，1μL丙烯酸甲酯為0.9360mg)，注入100 mL注射器中，用清潔空氣稀釋至100 mL，配成一定濃度的丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)氣。二硫化碳溶劑為色譜純(美國Chem Service公司)[4,5]。

1.2 色譜條件

載氣為高純度氮，柱流量4.0 ml/min；柱溫為80℃；氣化溫度為210℃；檢測器溫度為250℃；空氣流量為400 ml/min，氫氣流量為60 ml/min；分流比為10:1；進(jìn)樣量為1μl。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性關(guān)系與最小檢測量

取工業(yè)廢水含有丙烯酸甲酯實(shí)驗(yàn)樣品，分為不同濃度的液體，選取質(zhì)量濃度為35.00、13.50、24.90、8.40、4.60mol,根據(jù)色譜條件將試樣分別注入到氣相色譜儀中，記錄下丙烯酸甲酯的殘留時(shí)間[6]，試樣中丙烯酸甲酯線性回歸采用色譜峰面積外標(biāo)曲線法，得到的回歸方程式為Y=0.2534X+0.143，相關(guān)系數(shù)r=0.9991。

2.2 樣品測定

用測定測定校準(zhǔn)曲線的操作條件，測定樣品和空白樣品按照的解吸液，測定的樣品的峰面積減去空白樣品的峰面積后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得出丙烯酸甲酯的樣品濃度，保留時(shí)間為定性指標(biāo)[7]。

2.3 精密度和準(zhǔn)確度

取10個(gè)空白樣品管分成兩組，向第一組5個(gè)樣品管中依次加入2μl的丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)中堿溶液，向第二組5個(gè)樣品中依次加入5μl的丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)中堿溶液，樣品處理后進(jìn)入色譜柱測定，結(jié)果如表2所示。

表2 丙烯酸甲酯精密度的測定結(jié)果

2.4 穿透容量實(shí)驗(yàn)

按照參考文獻(xiàn)[8]的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，丙烯酸甲酯的穿透容量（100 mg）為2.6 mg。

2.5 解吸效率實(shí)驗(yàn)

在樣品管中加入一定量的丙烯酸甲酯工業(yè)廢水,立即塞緊管塞,放置過夜,再按分析步驟測定丙烯酸甲酯的含量,平均解吸效率為91.6%～95.1%,結(jié)果見表3

表3 丙烯酸甲酯解吸效率試驗(yàn)

2.6 丙烯酸甲酯去除穩(wěn)定性試驗(yàn)

取30支實(shí)驗(yàn)管，每支均加入含量為8.450μg的丙烯酸甲酯，立即塞緊管塞,室溫下放置。先取6支，即刻按1.2色譜條件測定,其余分別于1、3、5、7d后測定,結(jié)果見表4。結(jié)果表明,8.450μg丙烯酸甲酯得到吸附,放置7d后測得的回收率為97.68%，與即刻測得量相比，損失率為2.32%。因此樣品采集后在室溫下放置7d的分析仍可獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。

表4 丙烯酸甲酯穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

2.7 丙烯酸甲酯的采樣效率

在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場3個(gè)冶煉廠污水排放點(diǎn)，配制3種不同濃度的丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)點(diǎn)分別以0.2 L/min的流量，采樣15 min，采樣體積為2 L。采樣和測定進(jìn)行6次，結(jié)果見表5。

表5 采樣效率試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

本文采用一種新的氣相色譜法對冶煉廢水中丙烯酸甲酯類物質(zhì)進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，此方法檢測水平可以達(dá)到ppm級，具有良好的線性，且操作簡單、成本較低，是一種快速篩選方法，可以用作冶金廢水排放指標(biāo)控制上。