水中三氯甲烷的萃取與測(cè)定

水中三氯甲烷的萃取與測(cè)定

三氯甲烷，又名氯仿，是一個(gè)無(wú)色、透明的液體，易于在室溫下蒸發(fā)，在水中非?？扇?。它對(duì)乙醇、乙醇和石油醚也有機(jī)溶劑。一般三氯甲烷常作為萃取劑廣泛用于重金屬、鹽類、醫(yī)藥和有機(jī)物的分析測(cè)試中,如廢水中酚類物質(zhì)的測(cè)定常用4-氨基安替比林-氯仿萃取光度法,水中微量鉛的測(cè)定常用三氯甲烷萃取雙硫腙目視比色法。但國(guó)內(nèi)對(duì)三氯甲烷萃取劑的研究較少,筆者選取石油醚、四氯化碳、二氯甲烷、二硫化碳、環(huán)己烷、苯6種有機(jī)溶劑作為三氯甲烷的萃取劑,采用液液萃取/氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,石油醚的萃取效果最好,二硫化碳的萃取效果最差。該研究對(duì)于廢水中三氯甲烷的測(cè)定具有相當(dāng)大的參考價(jià)值。水中三氯甲烷的測(cè)定一般有4種方法,即頂空氣相色譜法、吹掃捕集法、直接進(jìn)樣法以及液液萃取氣相色譜法。其中液液萃取氣相色譜法的應(yīng)用并不廣泛,原因之一就是三氯甲烷的萃取問題。筆者通過研究三氯甲烷的萃取劑,為廢水中三氯甲烷的測(cè)定提供技術(shù)方法,同時(shí)還增加了三氯甲烷回收利用和萃取研究的選擇方法,具有一定的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。用該方法對(duì)淄博市周村某化工廠三氯甲烷車間的工業(yè)廢水進(jìn)行了萃取和測(cè)定,方法的精密度和準(zhǔn)確度均滿足分析要求。1材料和方法1.1儀器和試劑1.1.1檢測(cè)設(shè)備和工作原理氣相色譜儀:島津GC-14C氣相色譜儀(帶氫火焰離子化檢測(cè)器、配自動(dòng)進(jìn)樣器和N-3000工作站);PTE-5毛細(xì)管柱(30m×0.25mm×0.25μm);1000ml梨形分液漏斗,100ml容量瓶。1.1.2主要試劑三氯甲烷為色譜純,石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、環(huán)己烷、苯均為分析純,用全玻璃蒸餾器重蒸餾,除去雜質(zhì)后使用。1.2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制分別取1ml三氯甲烷于6個(gè)100ml容量瓶中,然后分別用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、環(huán)己烷、苯6種萃取劑定容,制成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,則每毫升標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液含三氯甲烷15mg。然后準(zhǔn)確移取2、4、6、8、10ml的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于30個(gè)100ml容量瓶中,再分別用選取的6種萃取劑稀釋至刻度,則此三氯甲烷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度分別為0.3、0.6、0.9、1.2和1.5mg/ml。1.3條件11.3.1面積外標(biāo)法面積外標(biāo)法根據(jù)三氯甲烷和6種萃取劑的理化性質(zhì)設(shè)定溫度(表1)。載氣流量45ml/min,載氣(N2)流速30ml/s,尾吹流量40ml/min,恒溫,分流,分流比4∶1,進(jìn)樣量1μl,采用面積外標(biāo)法。1.3.2氯甲烷含量的測(cè)定測(cè)定三氯甲烷通常用電子捕獲檢測(cè)器,因?yàn)樗鼘?duì)含鹵元素具有高響應(yīng)值,且檢出限較低,但該試驗(yàn)是三氯甲烷的萃取研究,三氯甲烷的含量不是很低。另外,電子捕獲檢測(cè)器對(duì)該試驗(yàn)選用的有些萃取劑幾乎不響應(yīng),而氫火焰檢測(cè)器對(duì)幾乎所有的有機(jī)物都產(chǎn)生響應(yīng),且靈敏度高。因此選用氫火焰檢測(cè)器完全符合該試驗(yàn)的分析要求。1.4測(cè)試方法1.4.1有機(jī)溶劑萃取水樣取自周村某化工廠排放的含三氯甲烷的廢液,用全玻璃蒸餾器在65~75℃下蒸餾,除去二氯化碳等雜質(zhì)后,待用。取6個(gè)1000ml梨形分液漏斗,分別在漏斗內(nèi)加入100ml水樣,然后再分別用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、環(huán)己烷、苯6種有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取,萃取時(shí)每種萃取劑分別萃取4次,每次20ml,每次的萃取液倒入6個(gè)100ml容量瓶中,漂洗,最后用各自的萃取劑定容至刻度。所得6種萃取溶液搖勻備用。1.4.2萃取過程色譜分析按照表1所示分別設(shè)定溫度,取6種萃取液1μl,每種萃取液重復(fù)進(jìn)樣6次,進(jìn)行色譜分析,在標(biāo)準(zhǔn)曲線模式下,可直接從工作站中顯示出三氯甲烷的含量。2結(jié)果與分析2.1柱箱溫度和出峰順序經(jīng)測(cè)定石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、環(huán)己烷、苯6種標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見圖1~6,由圖可見,6種萃取劑和三氯甲烷之間的分離效果較好,出峰完全,采樣時(shí)間為8min左右,三氯甲烷的出峰時(shí)間為5~6min。出峰順序先是溶劑峰或一些雜質(zhì)峰,然后是三氯甲烷峰。圖4、5有一點(diǎn)脫尾,估計(jì)是環(huán)己烷和二硫化碳的柱箱溫度較低的原因,但提高柱箱溫度,又導(dǎo)致了與溶劑峰的分離不完全。圖6苯溶液色譜圖中最后面的小峰估計(jì)是雜質(zhì)峰。2.2線性測(cè)量以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo),三氯甲烷峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性擬和,所得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表2。2.3萃取方法的確定方法的精密度以測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)來(lái)衡量,方法的準(zhǔn)確度以全過程標(biāo)準(zhǔn)添加回收率來(lái)衡量。該試驗(yàn)用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、環(huán)己烷、苯萃取三氯甲烷所得6種萃取液分別作6次平行進(jìn)樣,進(jìn)樣量1μl,得出6種萃取液中含三氯甲烷的平均數(shù)及變異系數(shù)(CV)(表3)。根據(jù)“1.4.1”萃取方法,在加入100ml水樣后,再分別在6個(gè)梨形漏斗中加入0.1ml三氯甲烷(色譜純),則加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量為1.5mg/ml。然后再分別用6種有機(jī)溶劑作為萃取劑進(jìn)行萃取,每次加萃取劑20ml,萃取4次,每次的萃取液倒入6個(gè)100ml容量瓶中,最后用這6種有機(jī)溶液定容。取這6種溶液再做6次平行進(jìn)樣,進(jìn)樣量1μl,得出加標(biāo)回收率(表3)。2.4萃取效果的比較當(dāng)儀器靈敏度最大時(shí),以該色譜條件下2倍基線噪聲為最低檢出限濃度。則6種溶液的最低檢出線為:石油醚5.56×10-3mg/L,四氯化碳1.84×10-2mg/L,二氯甲烷9.12×10-2mg/L,二硫化碳9.58×10-2mg/L,環(huán)己烷3.14×10-2mg/L,苯4.98×10-2mg/L。綜上所述,從方法的精密度、準(zhǔn)確度和靈敏度來(lái)看,石油醚的萃取效果最好,檢出線最低,二硫化碳的萃取效果最差,檢出線最高,其余4種介于兩者之間。其中四氯化碳和環(huán)己烷相差不大,二氯甲烷的萃取效果略好于二硫化碳。3萃取溶劑的選擇(1)三氯甲烷在分析試驗(yàn)中常用作溶劑來(lái)萃取別的物質(zhì),而研究三氯甲烷的萃取劑在國(guó)內(nèi)的資料中還不多見。該試驗(yàn)選取6種常用有機(jī)溶劑萃取三氯甲烷對(duì)以后研究三氯甲烷的萃取、回收及三氯甲烷的測(cè)定具有一定的參考價(jià)值。(2)該試驗(yàn)采用液液萃取/氣相色譜法/FID能夠有效地比較出6種有機(jī)溶劑對(duì)三氯甲烷的萃取效果,且方法簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確可靠。(3)三氯甲烷是弱極性物質(zhì),而四氯化碳、環(huán)己烷和二硫化碳和苯都是非極性物質(zhì),在萃取混和時(shí)萃取劑和三氯甲烷之間可能達(dá)不到100%完全混溶,因而影響到試驗(yàn)結(jié)果。(4)由于二氯甲烷的沸點(diǎn)為39.8℃,與實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)溫度非常接