气相法测定废水化合物

2019-11-18 作者:环境检测知识   |   浏览(200)

  苯酚是一种重要的基本有机化工原料,广泛应用于塑料、合成纤维、医药和燃料等工业生产中[1],工业生产方法有异丙苯法、甲苯-苯甲酸法以及苯直接氧化法等[2-3]。世界上约有90%以上的苯酚采用异丙苯法生产,该工艺采用丙烯和苯为原料,产品纯度高、原料和能耗低[4],且生产苯酚的同时联产丙酮,生产1t苯酚约联产0.6t丙酮[5]。苯酚生产过程中会产生一定量的高浓度有机废水,其中主要含有苯酚、丙酮、α-甲基苯甲醇等有毒、有害、难降解有机物,若排放到环境中会产生较大危害[6],因此需对废水中的有毒有机物进行跟踪监测,故开发一种简单、可行的快速测定方法将对苯酚生产废水的处理、排放控制起到至关重要的作用。

  1.1仪器气相色谱仪:Agilent,7890;DB-WAX型色谱柱,30m×320μm×0.25μm,FID检测器,用氦气作载气,氢气作燃气,压缩空气作助燃气,氮气作尾吹气。50mL分液漏斗,长颈漏斗。

  1.2试剂二氯甲烷(色谱纯),无水硫酸钠(分析纯),异丙苯(>99.0%),α-甲基苯乙烯(>99.0%),α-甲基苯甲醇(98.0%),2-苯基-2-丙醇(97.0%),苯酚(>98.0%),苯乙酮(98.5%),二苯基丙醛(98%)。玻璃棉。

  1.3色谱条件进样口温度260℃,分流模式为不分流,FID检测器温度280℃,色谱柱流速1mL/min,氢气流量30mL/min,空气流量300mL/min,尾吹气流量25mL/min。升温程序:起始温度45℃,保持5min,以10℃/min升温至260℃,保持2min,进样量1μL。

  1.4.1萃取取30mL水样置于分液漏斗中,加入10mL萃取剂;充分振摇后,静置5min,将萃取相收集到100mL锥形瓶中;重复萃取3次后用H2SO4调节萃余相pH<2,再按前述操作步骤萃取3次。合并所有萃取相,共计60mL。

  1.4.2脱水用玻璃棉塞住长颈漏斗下端,向漏斗中加入10g于160℃烘干4h的无水硫酸钠。分别用5mL二氯甲烷重复洗涤无水硫酸钠3次,弃去滤出的二氯甲烷。将混合后的萃取相倒入漏斗中进行过滤,脱除萃取相中的少量水分,将中间段的滤液移入样品瓶中,用于色谱分析。

  1.5标准溶液的配制标准储备液:用二氯甲烷作溶剂,将7种待测组分配制成浓度为2g/L的单标储备液备用。分别取0.5mL7种单标储备液于10mL容量瓶中,用二氯甲烷定容,得到浓度为100mg/L的混标标准溶液。用微量注射器分别取适量标准储备液于10mL容量瓶中,用二氯甲烷定容,得到浓度分别为0、0.1、0.5、1、2、5、10、20、50mg/L的系列标准溶液。

  2.1定性分析按照第1.3节中的色谱条件,分别对每个单标进行测定,以确定各组分的保留时间。实验结果见图1。

  2.2校正曲线的绘制按照第1.3节中的色谱条件,对系列标准溶液进行分析测定,以标准浓度y对峰面积x进行线性回归分析,线性范围、回归方程及相关系数如表1所示。由表1可以看出,在配制的校准曲线浓度范围内,各组分的峰面积与对应的浓度具有较好的线性关系。

  2.3方法的精密度分别用标准样品配制5个浓度为5mg/L的平行样,按照第1.4节中的步骤进行预处理后用第1.3节的色谱条件进行测定,根据测定结果计算各组分浓度的相对标准偏差(RSD),见表2。由表2可知,各组分多次测定的相对标准偏差均小于5%,该方法的精密度良好,符合分析要求。

  2.4方法的检出限分别用标准样品配制浓度为0.5mg/L的平行样品7个,按照第1.4节中的步骤进行预处理后用第1.3节的色谱条件进行测定,根据公式计算仪器的检出限[7]。检出限的计算公式:MDL=S•t(n-1,1-a=0.99)式中,t(n-1,1-a=0.99)为自由度n-1、环境检测知识置信度99%时的t值,当n为7时,t(6,1-a=0.99)=3.71;n为重复分析的次数,该方法中取n=7;S为重复分析的标准偏差。表3表明,7种物质的检出限均低于0.05mg/L。

  2.5.1苯酚生产废水的测定将第1.4节预处理后的样品按第1.3节中的色谱条件进行分析测定,用第2.2节绘制的标准曲线进行定量分析。测得废水中各组分的含量见表4,色谱图如图2所示。

  2.5.2准确度取实际水样30mL,分别加入与水样中组分浓度0.8、1.0、1.2倍的单标标准溶液,加标量见表5。将加标后的水样按第1.4节的预处理步骤进行萃取、干燥后按第1.3节的色谱条件进行分析,根据测量值计算加标回收率。由表5可知,异丙苯、α-甲基苯乙烯、二苯基丙醛、苯乙酮、环境检测知识2-苯基-2-丙醇、α-甲基苯甲醇的回收率都在97%以上,苯酚的回收率相对较低,为80%~85%,因此该分析方法的回收率基本能满足苯酚生产废水的快速定量监测分析的需要。

  本文采用二氯甲烷液-液萃取对苯酚生产废水进行预处理,建立了用气相色谱法同时测定苯酚生产废水中芳香族有毒有机化合物异丙苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯甲醇、2-苯基-2-丙醇、苯酚、苯乙酮、2-苯基丙醛等7种物质的定量分析方法。该方法的分析时间短,对苯酚生产废水中各污染物组分具有较好的分离效果,对7种物质的检测限均低于0.05mg/L,5次测定的相对标准偏差小于5%,除苯酚外,实际水样各组分的加标回收率。

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