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快速溶剂萃取技术在水环境监测中的应用

北极星环保网来源:科学与财富2016/11/1 16:54:44我要投稿

北极星环保网讯:摘 要:  快速溶剂萃取技术作为样品前处理技术,主要用于监测固体物质中的污染物,其以溶质在不同溶剂中各异的溶解度为依据,借助快速溶剂萃取仪,在高温、高压条件下,选取最优溶剂,以此保证了监测的高效性与快速性。本文分析了水环境监测的现状,介绍了快速溶剂萃取技术的概况,包括原理、流程、特点等,重点阐述了此技术在水环境监测中的应用,具体内容为各技术比较、应用情况及改进方向,旨在明确快速溶剂萃取技术的作用,使其广泛应用于水环境监测,以此保证监测效率与质量。

引言:随着社会经济的快速发展,特别是工业化与城市化进程的加速,水环境问题日渐严峻,人们对其给予了高度关注。水质污染的类型有两种,分别为无机物污染、有机物污染,后者可细化为耗氧有机物污染与痕量有害有机物污染,而日趋增多的有机物污染,直接影响着环境可持续发展,甚至威胁着人类身心健康,因此,水环境监测是必要的。在监测分析中最为关键的环节便是样品预处理,实践中广泛应用着萃取技术,与其他方法相比,快速溶剂萃取技术优势显著,如:快速、高效、便捷等,因此,本文探讨了此技术在水环境监测中的应用,旨在为水环境监测提供可靠的保障。

1 水环境监测的现状

自改革开放起,我国工业进程快速推进,随之出现了大量的工业“三废”,即:废水、废物与废渣,水环境中的污染物类型日渐丰富与多样。对于水环境中的有机物污染而言,其具有“三致”特点,主要是因有机物拥有生物积累性,增加了突变、畸形、癌变等发生率。21世纪,国际会议对12种有机物进行了明确了规定,禁止或限制其使用,并号召世界各国关注环境,开展水环境监测[1]。

水环境中污染物主要以沉积物形式存在,并且在水与底泥间迁移转化,为了有效保护水环境,应对沉积物展开全面、科学与合理监测,在此基础上,以此保证水体污染治理效果与成效。根据有机污染物的特点,国内学者提出了不同的检测手段,一种为样品预处理,另一种为设备仪器检测,它主要是利用仪器,对提取物展开分离,并给予定量与定量分析[2]。

水环境中有机物具有一定的特殊性,如:挥发性、溶解性与稳定性,在对其样品进行预处理时,可选用液固萃取方法,通过对不同方法原理及特点探讨后,可以将其划分为索氏提取、自动索氏提取、超声萃取与微波萃取。

本文以持久性有机污染物(Persistent organic  pollutants,POPs)为研究对象,其特点如下:积蓄性、持久性、高毒性、半挥发性与长距离迁移性等,在监测水环境中POPs时,如果仍采用传统方法,则难以满足工作需求,造成此情况的原因为POPs采样点复杂、样品数量较多,实践中应进一步增加萃取的效率与质量。

为了满足水环境监测需求,国内外学者积极探索、不断研究,提出了快速溶剂萃取技术(Accelerated solvent  extraction,ASE),此技术对固体或半固体样品中的有机物实现了有效、快速萃取,其在水环境监测中扮演着重要的角色,经过普遍与广泛的使用,逐渐成为了标准方法,与其他萃取方法相比,优势显著。

2 快速溶剂萃取技术的概况

2.1 原理

此技术以溶质在不同溶剂中的不同溶解度为依据,通过快速溶剂萃取仪与适合的溶剂,在高温、高压环境下,快速、有效萃取样品中的有机物。溶质受高温度及高压强的影响,向正反方向进行,使解吸与溶解动力速度、溶剂沸点均大幅度提高,此后分析物可从基质中快速解析,并且可迅速进入溶剂,进而保证了萃取速率。

在高温方面,快速溶剂萃取仪的萃取位共12个,清洗位共2个,萃取池共3个,其体积各异,分别为34ml、66ml与100ml。在实践中应以有机物溶解难易度为依据,选取适合的温度。此仪器的温度范围在50~200℃,通常情况下,水环境污染物均温为100℃,因此,常规萃取污染物时,可选择的温度范围为5~125℃。待温度升高后,不仅会增加基体效应、反应速度与溶解速率,还会降低溶剂粘度[3]。

在压强方面,ASE技术本质为液固萃取,随着压强的提高,萃取过程中溶剂沸点将明显提高。与气态溶剂相比,液态溶剂与溶质反应更易发生,同时高压、高温条件下,溶剂可持续保持液态,其在溶剂萃取仪中可快速分散,进而保证了溶剂萃取速率。此仪器的压力为1500psi。

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