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水环境监测中现代化萃取技术的应用

2016-02-07古丽娜孜阿布力孜艾克拉木麦麦提图尔荪

资源节约与环保 2016年10期
关键词:溶剂萃取索氏溶剂

古丽娜孜·阿布力孜 艾克拉木·麦麦提图尔荪

(新疆伊宁市环境保护局环境监测站新疆伊宁835000)

水环境监测中现代化萃取技术的应用

古丽娜孜·阿布力孜艾克拉木·麦麦提图尔荪

(新疆伊宁市环境保护局环境监测站新疆伊宁835000)

随着我国近几年来工业化进程的加快,有机化合物对环境的污染和危害也日益显现出来,所以,对有机污染物进行快速监测和清除已迫在眉睫,现代化萃取技术——快速溶剂萃取是固体物质中污染物监测的一种样品前处理技术,本文对这一技术进行了介绍。

水环境监测;快速溶剂萃取;有机污染物

1 有机污染物前处理现状

在对固体有机化合物进行前处理的时候,一般会选择液固萃取这种方法。也就是说,在不同溶剂中,其固态物质达到的饱和状态时所溶解的溶质的质量也不一样,将需要监测的有机物提取出来,比较古老的方法为索氏提取,随着科技的进步和时代的发展,进而又出现了自动索氏提取、超声萃取、微波萃取、超临界萃取等,但在进行萃取的过程中,所加入的有机溶剂还是比较多,致使整个过程用时也增多,降低了萃取效率。

在进行水环境监测时,在检测区域内采集环境样品的准确位置比较多,样品也比较繁多,生效时间也比较快,尤其是为快速了解事故原因、危害及应采取什么措施时需要对水环境污染事故进行应急监测,此时,以上前处理方法并不能使其达到高效及降低成本的效果,目前最常用的前处理方法一般选用快速溶剂萃取法,这种方法可以通过增加温度和加大压力来萃取固体物质中有机物。和以上方法相比较而言,最大的好处就是加入分量较少的有机溶剂即可,且效率较高,此法也因此被美国EPA所认可。

2 快速溶剂萃取技术

2.1技术原理

2.1.1增加温度。增加其温度可以更好的克服基体效应,增加解析的速度,通过溶剂稀释还可以降低其粘度,加快溶剂分子向基体中分散扩张的速度,该仪器所能承受的温度在50℃~200℃之间,常规使用的温度范围75℃~125℃,通常会选用100℃的温度。如果在压强比较大的情况下加热,最好不要超过10min,通过实验可以看到,降解效果并不是很好,对于样品中比较容易挥发的成分可采用此种方法进行萃取。

2.1.2加大压力。压力越大,系统能量就越高,液水越难气化,导致其沸点也会增高,对于同一种溶质来说,其在液体中比在气体中要更快会溶解,见效也比较快,且不易挥发,能更好的保证系统的稳定性,此设备压力范围在6.895MPa~20.685MPa之间,通常情况下会在10Mpa左右。

2.1.3多次循环。因为在萃取过程中通常都会采取少量多次的原则,需要多进行几次静态循环,使所得结果尽可能的和动态循环相差不多,从而节省时间,增加了工作效力。一般会经过2~3个循环,可得到满意的结果。

2.2工作过程

2.2.1样品的准备。通常情况下,含水样品会对萃取结果产生不良影响,因此在萃取前要先对其进行风干,但要避免使用Na2SO4,此时温度不宜过高,不然会促使其成为固体,在对样品进行选择时,不宜选择颗粒明显比较大的样品,否则会影响到使用时间,要确保其颗粒不得大于0.5mm,并且将其保存在低温的环境中。

2.2.2萃取剂的选择。这一程序对萃取结果来说极为关键,具有决定性作用,在选择萃取剂时,除了强酸可选择外,还可选择有机试剂、水和缓冲溶剂等,只是所取萃取剂要遵循和目标化合物相似或熔点一致的原理,比较常用的有:二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、丙酮等。

2.2.3技术特点。先将溶剂压进含有样品的萃取池,然后提升温度和加大压力,待分解后将其运送到收集瓶中,再对其进行净化、脱水处理。在对其进行溶解时,只需取少量有机溶剂即可,通常情况下,对于一个10g的样品15mL溶剂便足够用,整个过程15min即可完成,此方法省时省力,稳定性好,明显减少了单个样品的提取成本。

2.3适用范围

快速溶解萃取技术因其节省溶剂、方便快捷、健康环保等众多优点而得到了快速发展,适用范围广泛,不仅用于固体物质的萃取,对于水环境中的有机氯和有机膦农药等也有显著的作用。

3 现代化萃取技术与传统工艺比较及应用范围

3.1与各种传统萃取技术比较

3.1.1节约萃取成本。与传统索氏提取、自动索氏提取、超生提取、微波萃取、分液漏斗相比,现代化萃取技术所需溶剂最少,可以大大节约萃取成本。因此,快速溶剂萃取可以完全取代索氏提取,并且更加实用。

3.1.2节省萃取时间。比较传统的索氏提取一般所需时间为4h~48h,而随着科技的越来越发达,微波提取也需0.5h~1h才能完成,而现代化萃取技术仅需要15min左右的时间即可完成,从而节省了大量时间,使萃取效率也得以提升。

3.1.3工艺更高。超临界萃取一般都会选用气体来进行,现代化萃取技术选择了更稳定的液体,在工艺上更先进也更简化,现代化萃取技术对溶剂的选择方面有更多的选择权,极易找到适合的溶剂,大大方便的萃取技术的顺利进行。

3.2水环境检测现代化萃取技术应用范围

《资源保护回收法》显示,现代化萃取技术大多情况下会用于水环境底泥和土壤等固体物质的萃取,特别是对于水环境中有机氯和有机磷农药等效果特别好。更难能可贵的是,此方法可以和多种萃取方法一起使用,不仅可以节约大量时间,同时也将环境污染降低到最小。

[1]卢守舟.水环境监测中现代化萃取技术的应用[J].环境科学导刊,2013,02.

[2]王丽媛,周灵辉.快速溶剂萃取技术在环境监测中的应用[J].黑龙江环境通报,2011,04.

[3]董丽华.水监测中有机污染物的检测技术[J].江西化工,2012.

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