水环境监测中现代化萃取技术的运用论文_李坤, 王玉

水环境监测中现代化萃取技术的运用论文_李坤, 王玉

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社会经济的快速发展可帮助人们获取更加理想的物质条件,但是生态环境却在这一过程中受到较为严重的破坏。因此,现阶段我们面对的主要环境问题就是如何实现有机物监测技术的进一步提升。样品预处理是水质监测分析中较为重要的内容,在其中占据核心位置。一般会利用萃取技术进行样品预处理,也就是说融合萃取、提取以及净化。方便以及快速是该种技术的明显优势与特征,现阶段已经逐步实现在环境水质监测中的大面积使用。

一、固相萃取技术简介

固相微萃取技术在对物质分析时,时间周期较短,操作简单方便,不需要使用有机溶剂,可选择与待测组分性质相似的萃取头,缩短取样时问,较好地分离各组分。但制作固相微萃取头有一定的难度,同时萃取头容易破损,在价格上也相对昂贵;在这个过程中吸附了其他杂质,对测定的最终结果产生一定影响。

二、有机污染物前处理现状

一般情况下,都会选择液固萃取的方式对固体有机化合物进行处理。固态物质在不同的溶剂中,达到的饱和状态与溶解溶质质量之间存在一定的差异,所以需要提取相关监测物质。索氏提取是一种较为古老的方法。在科学技术不断发展与进步的同时,逐步演变为自动索氏提取、超声萃取以及超临界萃取等方法。但是在实际开展萃取作业过程中,还是需要加入较多的有机溶剂,在整个使用过程当中,萃取效率不断降低。

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。

三、快速溶剂萃取技术应用

1.技术原理

(1)增加温度

为在真正意义上实现对基体效应的有效克服,必须针对其温度进行不断提升,这是进一步增加解析速度的基础。通过稀释溶剂的方式,黏度也可得到有效降低,所以说溶剂分子的分散扩张速度都有所提升。该容器在使用过程当中的温度范围是:最大不可以超过125℃,最小不可以低于75℃,所以一般会选择100℃。如果面临压强较大的问题,加热时间最好不要超过十分钟,通过相关试验可以发现,该找方法并不能获取理想的降解效果。如果样品中有易挥发的成分存在,可以利用该种方法对其进行萃取。

(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一20.685MPa之间,通常情况下会在10Mpa左右。

(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。

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2.工作过程

(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Na2SO。,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)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。

(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。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。

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磷农药等也有显著的作用。

四、现代化萃取技术与传统工艺比较及应用范围

1.与各种传统萃取技术比较

(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。

(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-lh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)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。

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。

结语:在科学技术深入发展与探究的背景下,传统的固相萃取技术不断创新,逐步研制出全新的固相萃取技术,其中主要包括分子印迹固相萃取、磁性固相萃取以及固相微萃取等,这些都在水监测以及其他领域中得到较大范围的使用。同时还会有多种吸附剂以及操作模式出现。在水质检测中,固相萃取技术的发展前景与空间相当广阔。

参考文献:

[1]王粤.水环境监测中固相微萃取技术的应用[J].四川化工,2010,13(4):42-45.

[2]郭超.水环境监测中现代化萃取技术的应用研究[J].技术与市场,2017,24(10):101.

论文作者:李坤, 王玉

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第1期

论文发表时间:2019/3/13

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