萃取法在化工行业环境监测中的应用研究

萃取法在化工行业环境监测中的应用研究

王建 

天津壹鸣环境科技股份有限公司   天津市   300392

摘要：随着国家环保意识的提高，人们对自己的生存和居住环境提出了更高的要求。新世纪以来，各行各业都在进行跨行业的协作，包括化工生产。目前，随着科技水平的提高，对环境污染的监控手段也越来越多，而且越来越完善。在此背景下，提取方法可以有效地监测生态环境，并在化工企业的环境监控方面具有明显的优越性。该方法能够快速、准确地检测出污染物，为今后的环境监测和生态改善工作提供了可靠的数据支持，为下一步的发展打下了坚实的基础。本文首先简要综述了萃取法的技术，并对其在化工行业中的应用作了详尽的探讨。

关键词：萃取法；化工行业；环境监测

前言：近年来，随着化工行业的迅速发展，化工行业的发展对社会和经济的发展起到了重要的推动作用，而化工行业的大量废水、废气、废渣等污染物的产生，若不能得到科学、有效地治理，将对生态环境造成极大的损害。因此，加强对化工行业的规范化、精细化监测就显得尤为重要。在化工行业中，提取方法是一种很有价值的方法。近年来，萃取技术已发展成为固相微萃取、快速溶剂萃取、固相萃取、微波萃取等多项技术的综合技术，其在化工领域的应用越来越广泛。

1.萃取法技术概述

1.1固相萃取法

固相萃取技术是将液-固相萃取和液相色谱技术结合起来，在样品分离、浓缩和纯化方面具有广阔的应用前景。固相萃取法将使用 SPE设备对环境进行精确的监控，若要了解某一化工公司的废气是否符合有关规定，则需要由相关的监测人员使用固相萃取技术对化工厂周边的空气进行系统性地分析，同时，作为一名监测人员，必须采取动态的方法进行采样。然后用一个小风扇将样品送进固相萃取层，这样就可以监控空气中甲醛、羧酸类和胺的浓度。

1.2超临界流体萃取

在化工生产过程中，对提取技术的应用，因其种类繁多，应根据实际情况，合理选用合适的提取方法，并科学地应用。在此基础上，采用超临界流体的萃取技术，其目的在于利用超临界流体的溶解性和浓度关系来达到目的。超临界液体的溶解性能受压力、温度等因素的影响，在接触到被分离的物质和超临界液体后，有选择地提取出不同质量的分子。该技术在环保、“三废”等领域具有很好的应用前景。因此，超临界流体萃取是一步一步的方法，利用活性炭和树脂将污染物吸附到一起，然后利用超临界流体的二步回收。利用超临界流体萃取技术，可以有效地处理气态、液态和固态物质，经过大量的实验，可以看出，在实验室中，利用甲醇作为固相吸附和超临界CO2的改进剂，可以在实验室中收集空气中的气相有机物。

1.3分散液-液微萃取法

分散液-液微萃法是将被污染的试样与含萃取剂的分散剂在不同的分布系数下进行分离。它的具体操作过程是将污染物质注入一个离心式的试管中，再注入一定数量的分散剂，通过摇晃试管，迅速地将分散剂转化为无乳浊液，并与污染物充分接触，从而迅速地从水相向有机相中迁移，直至达到一个平衡。通过这一系列的操作，可以让溶液产生离心，从而产生沉淀，通过收集和分析，可以有效地测定出这些杂质的含量。与传统的快速溶剂提取方法相比，该方法的提取效率更高，操作简便，而且对提取条件的要求也较低，所以经常用于紧急情况下的提取。该技术通常用于对污染物中的苯类、多环芳烃、氯酚类、氯苯类等进行检测。总的来说，尽管检测的速度很快，但是它的检测范围比较窄，为了扩展它的使用范围，必须对它进行改进。

1.4快速溶剂萃取法

快速溶剂萃取技术是通过高效的溶剂，在高温、高压的条件下，对污染物进行化工处理，以达到快速检测的目的。它的原理是将杂质和溶剂一起加入萃取槽，不断提高萃取槽的压力和温度，让溶液沸腾，然后朝一个方向运动，这样就可以迅速地将被检测的物质从杂质中抽出，重复提取，再将其溶于溶剂中，并与溶剂发生化工反应，测定其含量。该技术能迅速、高效地检测出化工产品中的危险成分。快速溶剂提取法提取池的温度通常为5~120℃，随着温度的升高，反应速度加快，从而提高了检测效率。一般情况下，14毫升的溶剂能溶解10克污染物，约15分钟，该方法成本低，检测效率高，原料回收率高，操作简便，是目前我国化工行业普遍采用的一种环保检测手段。不过，要想将这种技术应用到实际应用中，还有一个条件，（1）提取物必须是干燥的，不能是污水，也不能是潮湿的，所以在提取过程中，大部分的杂质都要经过烘干。(2)杂质含量不宜过高，以免影响溶出速率和效率，所以，对大颗粒杂质，应在提取前将其粉碎，以保证其直径不超过0.5 mm。(3)各种污染物质所需的溶剂也各不相同，为确保其提取效果，应首先对污染物质的特性进行分析，然后选用适宜的溶剂，以确保提取过程的顺畅和准确。

2.萃取法在化工行业环境监测中的实际应用

2.1在大气环境监测中的应用

各种气体污染物对人体的健康有很大的影响，同时也会导致人体发生畸形和癌症。因此，在化工行业的环境监测中，对大气环境的监测具有重要的意义。在大气样品的分析中，常使用固相萃取方法，所以要对其进行定量测定，必须要有对应的气态。气态标准混合物应符合下列要求：一是保证一定的时间内，气体的浓度是稳定的；第二，必须符合规定的气体浓度；第三，在实验中，当获得同一浓度的气态混合物时，要根据压力、温度、质量等指标来决定其浓度。采用固相萃取技术监控气体的准确性，既要保证气体取样，又要进行综合分析。气体取样方法有静态和动态两种。比如，对某化工企业的空气中的挥发性污染物进行分析，可以采用静态和动态两种方法。如果是动态取样，就是用电扇将气体吹入提取膜，然后将样品放在其他样品中，然后进行取样。与传统的静态取样相比，静态取样的提取量约为动态取样的80%，且动态取样精度较高。在大气环境监测中，以羧酸类、甲醛及胺类污染物为主，一般采用衍生物方法，将分析物转化为挥发性物质，以提高分析物与涂层、基层的分配系数，提高其监测灵敏度。

2.2化工行业土壤环境中的应用

采用萃取法进行土壤环境监测时，由于土壤样品的特殊性，采用固相微萃取技术必须首先进行预处理，如采用浸提法、顶空法等。提取法是将样品注入溶液中进行固相微萃检测，一般采用超声波提取和索氏提取，这种方法需要很长的时间，需要大量的溶剂，所以我们可以充分利用微波来加快反应速度，缩短反应时间。而顶空法则是将试样加热，将试样中的物质分解，然后在顶空进行提取。快速溶剂提取技术是一种非常有效地检测土壤中的有机氯杀虫剂，以1:1的比例配制溶剂，在100℃、1500 psi的高压下，通过分子筛的脱水，对土壤中的有机氯杀虫剂进行分离，经分析，得到0.0004-0.00 mg/kg，曲线相关系数大于0.998。这种提取工艺可以提高监控的质量和工作效率。

2.3在水环境中的监测应用

化工行业中水环境污染是最严重的，许多地区都在进行水污染治理，对水环境的监控非常重要。目前，地下水的监测主要是利用顶空提取或者直接提取，具体应用方式要依据水质的不同而确定，而且监测手段也不尽相同。在水质监测方面，采用目前的检测手段与涂料技术，可以对水体中的污染物进行准确地监测。固相萃取技术应用于饮用水、湖水、河水等污染物的监测，特别是低挥发性、热不稳定、极性污染物的监测。比如，利用 PDMs进行水质监测，利用比尔法对水源进行污染检测，利用SPME-CE技术对多环芳烃进行检测，提高了水质的灵敏度和准确度。

结束语

总之，我们必须认识到萃取技术在化工行业中的重要作用。环境监控技术是实现化工企业污染的科学管理和有效保护的重要手段，它可以将现代化技术与浓缩技术、净化技术有机地结合起来，目前我国的环保工作已有一定的成效，但仍有许多不足之处，亟需不断地加强和重视。为了将萃取法用于化工企业的环境监测，必须采取先进的技术措施，加大投资力度，加强队伍建设，为进一步将萃取法用于化工企业的环境监测，并为环境治理提供科学的信息支撑。

参考文献

[1]景胜元.萃取法在化工行业环境监测中的应用研究[J].山西化工,2020,40(06):201-202+205.

[2]陈伟彬,张钢强,申圆圆.萃取法在化工行业环境监测中的应用研究[J].环境科学与管理,2019,44(03):132-135.