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在水環境監測中快速溶劑萃取技術的應用
點擊次數:92 發布時間:2018-09-26
   在水環境監測中快速溶劑萃取技術的應用
  隨著工業的發展,水環境中有機汙染日益嚴重,因此有機汙染物監測已成為當今世界的研究熱點。有機汙染物前處理現狀。快速溶劑萃取是固體物質中汙染物監測的一種樣品前處理技術,它根據溶質在不同溶劑中溶解度不同,在較高的溫度和壓力下選擇合適的溶劑,高效、快速地萃取固體或半固體樣品中的待測物。展望了水環境中有機汙染物監測技術的發展前景。
  一、前言
  由於經濟建設的發展,人類活動的規模的範圍擴大,水資源短缺與需求日益增長之間的矛盾日趨突出,無償采取,用之棄之,既是一種落後的社會觀念,也是對資源的一種浪費。隨著工業的發展,水環境中有機汙染日益嚴重,因此有機汙染物監測已成為當今世界的研究熱點。運用現代信息技術,創造持續發展的人居環境成為麵向21世紀的建設目標,而水的問題則是21世紀關係到人類社會持續發展的重要戰略問題之一,是達到這一目標的關鍵領域。AG娱乐不僅要考慮留給後代充足的水,而且應該是清潔的水,這是AG娱乐地球人類所共同努力的目標。人類依賴水而生存,水環境亦需要人類的保護而完成循環,兩個方麵相互依存。保護水環境、珍惜水資源就是保護人類自己。
  二、有機汙染物前處理現狀
  固體樣品有機物的前處理主要是采用液固萃取方法,即利用有機物在不同溶劑中溶解度不同,將待測有機物提取出來,傳統的方法主要有索氏提取,以及後來進一步發展起來的自動索氏提取、超聲萃取、微波萃取、超臨界萃取等,但有機溶劑的用量仍然偏多,萃取時間較長,萃取效率不夠高。
  水環境監測具有采樣點多、樣品數量大、時效性強等特點,非凡是需要一些應急監測措施,上述前處理方法不能滿足水環境監測高效、經濟的現代化需要。近幾年來發展的全新的前處理方法——快速溶劑萃取法,是一種在提高溫度和壓力的條件下,用於萃取固體物質中有機物的自動化方法,與前幾種方法相比,其突出的優點是有機溶劑用量少、快速、回收率高,該法已被美國epa選定為推薦的標準方法,是解決水環境中底泥、土壤等固相物質中揮發性、半揮發性和持久性有機物分析、監測的有效方法。
  三、快速溶劑萃取技術
  快速溶劑萃取技術是根據溶質在不同溶劑中溶解度不同的原理,利用快速溶劑萃取儀,在較高的溫度和壓力條件下,選擇合適的溶劑,實現高效、快速萃取固體或半固體樣品中有機物的方法。在高溫條件下,待測物從基體上的解吸和溶解動力學過程加快,可大大縮短提取時間;由於加熱的溶劑具有較強的溶解能力,因此可減少溶劑的用量;在萃取的過程中保持一定的壓力可提高溶劑的沸點,提高萃取效率,保證萃取過程的安全性。
  1.技術原理
  升高溫度。溫度的提高有利於克服基體效應,加快解析動力學,降低溶劑粘度,加速溶劑分子向基體中的擴散,提高萃取效率。該儀器的答應溫度範圍:50℃-200℃。常規使用的溫度範圍75℃~125℃,對於環境中一般汙染物常用溫度100℃。
  在高壓下加熱,高溫的時間一般少於10min,實驗證實熱降解不甚明顯,可用於樣品中易揮發組分的萃取。
  增加壓力。液體的沸點一般隨壓力的升高而提高,增加壓力使溶劑在高溫下仍保持液態,並快速布滿萃取池,液體對溶質的溶解能力遠大於氣體對溶質的溶解能力,提高了萃取效率,並保證易揮發性物質不揮發,增加了係統的安全性。該儀器的答應壓力範圍:常規使用壓力一般保持在1500psi。
  多次循環。根據分析化學中少量多次的萃取原則,在萃取過程中利用新鮮溶劑的多次靜態循環,最大限度的接近動態循環,提高萃取效率。常規采用2~3個循環,即可達到良好的萃取效果。
  2.工作過程
  樣品的預備。含水樣品會降低萃取效率,萃取前需通過自然風幹或加入幹燥劑進行幹燥,但不要使用硫酸鈉,在高溫下會凝聚。樣品顆粒的表麵積越大,萃取的效率越高,萃取前需研磨顆粒粒徑小於0.5mm,聚合體樣品最好在低溫,例如液態氮保持低溫狀態下,通過加入添加劑後進行研磨。在萃取時要加入分散劑,例如顆粒較細的海砂或矽藻土,提高萃取效率。
  萃取劑的選擇。合理選擇萃取劑對於有效地萃取目標化合物有著重要的作用。除強酸外,有機試劑、水和緩衝溶劑均可用於ase,根據相似相溶原理,萃取劑的極性應接近目標化合物。不同極性溶劑的混合物可適用於多類型化合物的萃取。常規使用的溶劑有:二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、丙酮等。
  四、問題與展望
  ase是近年來發展的現代化萃取技術,由於其突出的優點,已受到環境汙染監測工的極大關注。ase技術在處理底泥等固相物質中具有強大的優勢,但仍具有其局限性,它不適於水中有機汙染物的監測,因此在水環境監測中應進一步提高水中有機物監測技術水平。
  水中揮發性有機汙染物監測也應改變傳統的頂空氣相色譜法,發展吹掃捕集氣相色譜法;對於水中半揮發和難揮發、難降解有機物的監測,應發展固相萃取技術,促進水中有機汙染物監測現代化技術的發展。
  在水環境監測中,應係統地發展吹掃捕集、固相萃取、快速溶劑萃取技術,這三種前處理技術的結合可對水環境中有機汙染物進行較完整的處理,再與色譜技術的聯合使用,即可較全麵地監測水環境有機汙染狀況,為進行汙染趨勢分析及研究控製對策提供可靠、全麵的科學依據,從而促進水利現代化的可持續發展。
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