连续液液萃取法在水中半挥发性有机污染物前处理中的应用

2020-08-12卞世闻李世刚

云南化工 2020年7期

李锐，卞世闻，李世刚

（昆明市生态环境监测站，云南昆明 650228）

1 绪论

半挥发性有机污染物（SVOCs），是指沸点一般在170～350℃（由于分类依据模糊，经常与挥发性有机物有交叉）、蒸汽压在13.3～10-5Pa的有机物。主要包括二噁英类、多环芳烃、有机农药类、氯代苯类、多氯联苯类、吡啶类、喹啉类、硝基苯类、邻苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、苯酚类、多氯萘类和多溴联苯类等化合物。这些有机化合物在环境中以不同介质存在，现已成为生态环境监测的重点和难点。根据我国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）［1］和《水和废水监测分析方法》（第四版）的要求，全国各地生态环境监测站每月都需对饮用水源地水体进行水质测定，这其中就包括了对水中SVOCs类的检测。当前国内大部分生态环境监测站主要采用传统的液液萃取法进行SVOCs的前处理，传统的液液萃取法存在操作流程繁琐、溶剂使用量大、需要人工值守等缺点，既不够经济也不环保。

传统液液萃取法：全过程共需6次萃取操作，溶剂使用量360mL。

具体操作步骤：首先将采集好的1L待测水样加入到2L的分液漏斗中，加30g氯化钠至水中，充分溶解，而后使用氢氧化钠溶液将水样pH调整至大于11，将60mL二氯甲烷加入到样品瓶中震洗30s后将其转移到分液漏斗中，将分液漏斗进行震荡5min，静置10min后将有机相分离至锥形瓶中，重复3次。之后使用硫酸溶液将样品pH调整至小于2，用60mL二氯甲烷萃取酸化的水样，重复3次，分离有机相至锥形瓶。过程中若出现乳化现象，需对样品进行破乳操作，以分离出纯净的有机相，最后将萃取液进行干燥、浓缩，使用质谱分析测定［2-6］。

连续液液萃取法：加液后全过程无需人工值守，溶剂使用量240mL。

具体操作步骤：将1L待测水样放入待测的连续液液萃取仪器中，在pH为中性条件下，加入二氯甲烷溶剂，萃取18～24h，通常无乳化现象，然后将萃取液进行干燥、浓缩，使用质谱分析测定。

相比之下，传统的液液萃取法步骤流程较为复杂，溶剂和试剂消耗大，转移溶剂次数多，目标物损失大，人工成本较高。因此如何更为环保经济的完成SVOCs的检测是未来发展的重要方向。

2 实验部分

2.1 样品预处理

搭设SVOCs连续液液萃取预处理装置。该装置是采用蒸馏的方法对水样中的SVOCs进行萃取，完成装置搭设后先向玻璃管内加入120mL二氯甲烷溶剂，将1L的水样加入到玻璃管中，然后向样品瓶中加入60mL二氯甲烷润洗，润洗完成后将溶剂加入玻璃管中，共需润洗2次，之后打开水循环装置和电热套，蒸馏18～24h。在完成萃取后，将圆底烧瓶中的二氯甲烷溶液移入锥形瓶中，然后使用少量二氯甲烷对圆底烧瓶润洗3次，并移入向锥形瓶中，之后向锥形瓶内加入5g无水硫酸钠进行干燥，然后将溶液移入浓缩管中通过氮吹浓缩至1mL。

2.3 标准校准曲线的配备

标准校准曲线的配备见表1。

2.2 仪器条件

色谱柱：HP-5MS（30m×250μm×0.25μm）毛细管色谱柱。进样口温度：270℃。压力：15.8psi。进样量：1μL。进样方式：脉冲不分流进样，脉冲压力25psi，时间1.5min，分流出口的吹扫流量：30mL／min，吹扫时间1.5min。色谱升温程序：初始温度40℃，保持5min，升温速率10℃／min，升温至290℃，保持8.4min。质谱条件：EI电子轰击源。电子能量70eV。离子源温度：230℃，接口温度280℃，四级杆温度150℃。溶剂延迟：8.7min。扫描模式：多反应离子扫描（MRM）。

表2 标准校准曲线的配备

3 结果与讨论

3.1 总离子流图

总离子流图见图1所示。

图1 总离子流图

出峰顺序：1）硝基苯；2）1，3，5-三氯苯；3）1，2，4-三氯苯；4）2，4-二氯苯酚；5）间 -硝基氯苯；6）邻-硝基氯苯；7）对-硝基氯苯；8）1，2，3，4-四氯苯；9）1，2，4，5-四氯苯；10）1，2，3，5-四氯苯；11）2，4-二硝基甲苯；12）2，4-二硝基氯苯；13）六氯苯；14）阿特拉津；15）林丹；16）百菌清；17）环氧七氯；18）p，p＇-滴滴涕。

通过图1看出，各组分分离效果良好，仪器灵敏度较高。