萃取法在化工行业环境监测中的应用分析

王彦娜，刘林林

（濮阳职业技术学院，河南 濮阳 457000）

随着国民环保意识逐渐增强，人们对自身生存与生活环境的要求不断提升。进入新时代以来，各领域与行业开始实行跨行业合作，化工生产亦是如此。化工生产是引发环境安全问题的因素之一，但是在技术水平不断提升的今天，环境污染物监测工作有了更多的方式并逐渐完善。在这一背景下，萃取法能对生态环境进行有效监测，其在化工行业的环境监测中也有显著优势。这一方式能对环境中超标的污染物进行快速、精确的检测，为环境监测与生态改善工作提供有力的数据支撑，为社会下一阶段的发展奠定坚实的基础[1-2]。

1 萃取法应用于环境监测的意义

环境监测可以使人们对现阶段的自然生态环境状况有更全面的认识，如果生态环境遭到污染却不能立即修复，将导致生态环境进一步恶化[3-4]。根据情况进行实时动态监测，可以有效避免污染物对自然生态环境的破坏。此外，还可以采集自然环境中的各种指标数据，并通过智能服务平台对这些数据信息进行统一处理，为后续的环境保护和生态环境治理提供第一手资料。随着我国智能技术的飞速发展，科技创新的方法被不断应用于各行各业，环保监测行业主要采用科学、合理、有效、智能的系统软件，对人们生活环境中污染物的信息和数据进行分析，明确提出系统的解决方案。现阶段，环保监测属于我国生态环保整治中最重要的环节，可以对生态环境管理中的污染物成分进行定性研究，对我国生态环境保护整治具有重要的现实意义，利用萃取原理进行环境监测可以让人们更及时地掌握污染物的总量和危害程度，因此，利用萃取原理监测自然环境，对减少空气污染具有关键作用[5-6]。

2 化工行业环境污染

2.1 生产过程中产生的污染

在化工厂中，整流设备、供气储液罐等设备随处可见。这些设备本身就有危害性，一旦发生泄漏，其中的有害物质会

威胁人的生命。在这些区域，应加强对温度、压力、湿度等指标的监测。此外，还应加强对周边环境指标的监测，例如通过分析设备周围土层的化学成分判断容器内物质是否泄漏。由于初期泄漏量很小，有时不能满足仪器设备的检验要求，此时可采取提纯方法提高总体目标化学物质的浓度。这类检测实际操作简单，可供选择的实验试剂也很多。同时，由于操作过程全封闭、安全系数大，特别适用于化工行业的环境监测。

2.2 产品伴生物污染

在化工领域，化工产品的生产过程本身就是化学变化过程，伴随着化学物质的溶解和形成。在这个环节中，首先，产品本身可能是有害的。例如在化工产品的生产过程中，会产生多环芳烃。多环芳烃具有一定的毒副作用，严重的甚至可能致癌。另外，在化工产品的生产过程中，也会存在一些不稳定的化学物质，此类化学物质与气体中的其他元素反应也可能产生有害化学物质，这些化学物质与原料和生产工艺密切相关。在化工产品的生产过程中，如果容易产生有害气体，也可以采用萃取法，对生产过程进行监测。

2.3 生产后的污染

化工产品加工后会形成一些废气、污水和废物，是化工厂的主要污染物。废气不仅有害，有些还易燃易爆。因此，除了准确测量废气，还需要进行定量分析和测量，而质谱分析和色谱仪常用于气体监测。很多化工厂都建在河边，而化工厂的污水排放会对河流的绿色生态造成不可估量的危害。因为生产加工目标不同，污染物含量不同，监测方法也不同。废物的主要特点是持久性，因此，其监测应重点关注毒副作用、易燃易爆材料、腐蚀等层面。

3 化工行业环境监测工作中存在的问题分析

3.1 化工行业环境监测管理水平偏低

据近年的调查统计，大部分化工企业非常重视基础建设，而对生产过程的管理重视程度不足。虽然一些化工企业也安装了该领域相关规定下的化工固废处理系统，但在具体的生产过程中，并未将其作用充分发挥出来，而是将其作为应对检查的专用工具。此外，一些化工企业虽然制定了废弃物排放标准，但尚未落实，也没有指派技术管理人员对生产过程中的废弃物排放进行管理。部分化工企业甚至在化工生产过程中无视废物排放标准，导致化工行业出现严重的生态和环境问题。另外，部分化工企业为了更好地降低产品成本，化工固废处理系统出现问题后没有及时维护，导致固废处理系统无法正常运行，污染问题不断加重。

3.2 化工行业环境监测技术设备比较落后

在我国目前的科技水平下，化工制造行业的技术装备水平落后于其他行业。当前，化工制造业有两个重要技术装备问题。首先，生产制造整体技术水平略低。现阶段，在我国化工制造行业的生产过程中，大部分化工厂不可避免地会产生很多有害物质或污染物。由于产能的限制，目前在化工厂的生产过程中，一些可回收再利用的化工原料无法回收利用，降低了原料使用效率。当前，化工厂污染物处理设备和技术规范的发展并不理想，大多不能满足对生产过程中产生的各种有机化学污染物的处理要求，导致许多有机化学污染物被排放到环境中，环境污染整治效果较差。

4 萃取法在环境监测中的实际应用

4.1 水源地环境监测

各个行业的发展都需要大量的水资源，当前，水污染已成为严重危害环境的污染类型之一，得到了化工企业的高度重视。近年来，为了保证饮用水安全，水源地环境监测成为重要环节。在当前科技创新水平不断提高的背景下，为了更好、更合理地监测水源地环境，可以利用固相微萃取的基本原理。与其他检测方法相比，顶空进样器萃取可以更及时地对整个过程进行监测。在监测过程中，检测人员要掌握水资源中污染物的重要特征，然后选择检测方法。随着科技创新水平的不断提高，已经出现新的电镀和液质联用技术，可用来监测水源地环境，与顶空进样器萃取相比，提高了检测的质量和准确性，进一步保证了水资源检测的高效率。对部分水资源进行检测时，检测人员必须先将内壁毛细管插入高效液相色谱自动进样阀，以气相针作为净化处理管，达到固相检测要求。固相微萃取可用于检测水资源中不同的杀虫剂，在整个检测过程中，净化处理时间一般控制在50 s内，大部分检测结果的误差可以稳定在4%以内[7]。如果采用固相微萃取法，基本可以满足水源地的监测规定，进而提高水源地的监测精度和准确度。

4.2 土壤环境监测

土壤环境监测的独特性显著。在对固态样品进行监测时，为了确保土地质量，需在使用固相微萃取法监测前，先对土壤样品进行分析[8]，一般采用两种方式处理土层监测样品。（1）加热收集的土层样品，其中的苯系物等化学物质会被蒸发，挥发性有机物会被收集，然后采用顶空萃取法进行纯化处理。（2）采用浸出法。浸出时，先将本次监测的土壤样品引入高效液相中，然后采用固相微萃取法对土层样品进行监测。两种不同的制作方法在使用时具有不同的特点，因此，使用的地区也不同。一般前一种加热方式多用于土层测试样品，相关工作人员通常使用硅胶制品。如果测试人员必须采用加热法对土层测试样品进行测试，可以检测出土层测试样品所必需的羟甲基硅油和三甲苯-对二甲苯，以获得更直接、更重要的测试结果，而且这类检测的预期效果也比较准确。与其他检测方法相比，这种检测方法可以利用涂层本身的优点，在整个检测过程中不断使用涂层。与其他检测方法相比，这种检测方法的资源利用率更高，废物回收后可循环使用。多次重复使用主要出现在以下两种情况中：一种是索氏净化，另一种是微波净化。采用浸出法进行土壤污染控制试验时，可通过有机化学溶解度辅助。与其他土壤污染控制检测方法相比，这类检测方法需要较长的分析时间。因此，大多采用微波提纯工艺，提高溶解效率，减少时间消耗。此外，相关工作人员在监测土壤质量时，使用固相微萃取可以大大减少饱和溶液的使用，在保证监测结果准确的情况下，提高了整个监测过程的安全系数。

4.3 大气环境监测

在当前的外部环境下，环境污染已经成为许多疾病的直接诱因，包括畸形胎儿和呼吸道疾病。近年来，雾霾的加重让很多人越来越关注空气质量指标和化学污染物的监测。新型固相微萃取法对空气污染物的检测具有更强的特异性效果。使用固相微萃取法检测环境空气时，如果得到的空气样品属于蒸汽混合物，检测人员首先要详细分析浓度值，并在固定浓度值后，制定检测标准后长期保持不变。只有保证检测标准的恒定，才能保证检测效果的准确性。测试人员在对试样进行平行平面实验时，如果能够得到浓度值基本相同的蒸气混合物，就可以根据各种基本参数分析浓度，进而得到符合要求的蒸汽混合物作为气体检测的标准，并对自然环境中的空气污染源进行检测。一般采用固相微萃取监测环境质量时，首先要保证待测样品的质量，进而快速灵活地利用固相微萃取的优势，确保检测达到预期的精确度。因此，检测人员应按照检测的详细要求和标准进行样本采集。此外，在进行自然环境污染监测时，检测人员必须选择合适的数据分析方法，根据检测要求对检测结果进行分析。样本采集方式分为两种：一种是数据格式采样，另一种是动态采样。一般检测人员在分析空气质量指标中的污染物时，可以根据实际检测要求和条件特点，选择合适的采样方法。如果采用静态数据采样，可将净化后的涂料置于室内，使涂料完全进入待测样品的自然环境中，经过一段时间后，可获得符合检测规定的检测样品。如果应用动态采样，则必须依靠吹风机或风扇等确保气流稳定。试样通过气流后，会随着气流到达镀层，得到符合测试规范的试样。如果监测时需要获取大气基质中的有用成分，就要根据衍生化反应使极性分析物转变为非极性分析物，既能优化分析物基质层和涂层的分配，又能使萃取选择更加多样。

5 化工行业环境监测中应用萃取法的相关对策

5.1 在水环境中的应用

萃取技术在化工制造行业水环境保护监测中起主导作用。化工企业的生产制造要用到大量的水，生产完成后，会使用大量的水清理机械设备。如果废水未经处理就直接排放，会造成环境污染。因此，废水的检测十分重要。为保障化工制造行业水环境的质量，需要高度重视固相萃取这一关键技术。固相萃取-GC-MS法有利于样品的高效溶解，减少饱和有机化学溶液的使用，操作也很简单。通过对化工废水中26种酚类和8种氯苯的分析，选用固相萃取柱，积极改进固相萃取和设备的检测标准，取得了良好的实际检测效果，所得结果为0.0500 mg，在0～1.00 mg/L内呈现出良好的线性关系，目标方法的检出限为0.021～0.069 μg/L，RSD为0.5%～12.4%。应用这种净化方法可以对水环境中的成分进行科学合理的检测。

5.2 在土壤环境中的应用

在土壤环境中，由于土层样品有独特性，在应用固相微萃取法时通常需要进行准备工作，如浸取提液法以及顶空法的运用。第一种是将分析液倒入漏液中，然后通过固相微萃取进行检测，通常是超声萃取和索氏萃取，萃取分析时间较短，有机溶剂的用量也很大，可以利用微波加速反应，提高反应效率。应用顶空法对样品进行加热，使样品中的总目标物蒸发并在顶空进样器中被收集和萃取。溶剂快速萃取法在土壤监测中能起到更好的作用。在1 500 psi（1 psi=6.895 kPa）的工作压力下，采用有机溶剂快速萃取法从土层中萃取有机氯化物，用碳分子筛进行脱除、干燥和净化处理，曲线相关系数r在0.998以上。这种萃取方法可以大大提高检测的质量和效率。

6 结语

在化工生产环境监测中，科学运用萃取技术能够确保环境监测工作质量得到大幅度提升，为环境污染的治理奠定坚实的基础。随着我国化工行业的发展，其在生产制造过程中的环境保护要求也在逐渐提高，运用萃取技术能够为化工行业环境监测工作的深层次落实提供有力保障，提高企业的重视程度，对污染问题的有效解决有重要的现实意义。