環境保護公司(EPA)在最近出版的被污《工業汙水中鑒定重要汙染物的取樣和分析方法》一書中,列舉了114種有機汙染物,水中可以看出(參見附錄3)這些汙染物在水中的种单允許含量是很低的。分析的化合化合樣品一般需經過淨化處理,使有機物與水分離,物或物基這主要是测定由於有機物在水中濃度太低,需要富集成較高的被污濃度,而且絕大多數色譜柱也不容許反複地注入水樣。水中
淨化水樣的种单方法有兩種,即吹氣一捕集法和溶劑萃取法,化合化合前者適用於易揮發化合物,物或物基其餘的测定均宜采用第二種方法。第一種方法是被污用中性的氣體吹洗樣品,然後使氣流通過一根放有固體吸附劑的水中短管,該吸附劑將揮發性有機物吸附下來,种单但不吸附水蒸汽。有的人建議用活性碳作為吸附劑,這種吸附劑所吸附的組分可以用二硫化碳洗脫下來;EPA則建議使用多孔聚合物粉末(Tenax)和矽膠的結合物,這種吸附劑能把極易揮發的組分吸住。吸附的化合物可通過加熱管子釋放出來,隨載氣流傳遞至色譜柱。含有鹵素基團的化合物也可用這種技術進行測定,這類化合物可在聚合物(乙二醇及聚乙二酮1500)柱上得到分離,使用這種柱時最好有程序升溫裝置。
毫無疑問,色譜法對水中微量有機物的測定是最有效的方法,但如果隻要求測一定類型的化合物總量,也可以選用以活性基團的特殊反應為基礎的化學方法。酚的比色分析法就是一個典型的實例:
一、酚的光度測定法
在工業汙水尤其是煉焦廠和褐煤幹餾廠汙水中,酚類化合物大量存在,盡管人們極力想除掉酚,但酚類化合物仍舊是嚴重汙染環境的物質。酚類化合物也在一定的藥劑、染料、塑料和除草劑等的生產中使用。相當低濃度的酚足以使魚類斃命,例如鱒魚在酚的濃度為6μg·mL-1的水中,3小時後即引起死亡。
酚被魚類富集後,其濃度雖遠小於6μg·mL-1,但也足以使魚類感到不舒服。EEC指南80/778提出了酚的MAC值為0.5μg·L-1,但它不包括與氯氣發生了反應的那部分酚。士壤和植物中產生的複雜的酚,如若不是用氯化處理的氣味來檢測,也可以例外。酚類即使濃度很低,也會嚴重地影響水的氣味。人們提出了許多測酚的方法,例如:用鐵鹽進行比色測定、溴化反應和紅外光譜法等。而目前最常用的方法是利用酚的衍生物的揮發性建立起來的氣相色譜分析法(GLC)。經典的氨基安替吡啉比色法等。對位無取代基的酚與4-氨基安替吡啉發生縮合反應。
步驟:
取100mL樣品,調戶日至lO.0±0.2(NH3+NH4Cl),加2mL2%W/V試劑溶液和2mL8%W/V的鐵(Ⅲ)氰化鉀溶液,每加一種試劑都應及時混勻。15分鍾後在光度計上於510nm處測定紅色溶液的吸光度。標準曲線苯酚的含量範圍為100—500μg。
純化步驟:
脂肪族胺也發生縮合反應,所以需要分離。用磷酸酸化溶液(0.5mL85%的磷酸用於500mL水樣中),用硫酸銅固定硫離子(500mL水樣用5mL10%W/V的硫酸銅溶液),將上述溶液蒸餾,直至絕大部分的水樣蒸出為止。這樣做對揮發酸的分離和回收都令人滿意。取適量餾出液,按上麵的測定步驟操作。分析方法的成功與否,在很大程度上取決於純化步驟,因此,就象最後進行測定的步驟必須細心一樣,純化過程也必須謹慎進行。
二、烴類的測定
EEC規定的人類飲水中,烴類的MAC值是0.01μg·mL-1。
烴類進入水體的途徑,一般為工業汙水、偶然事故或儲油罐不符合要求、原油的處理或排放、受熱的原油、燃料油和潤滑油、管道的泄漏等等。
烴類表征的鑒定最實用的方法是紅外光譜法。烴類被四氯化碳以水樣:溶劑為50:1的比率萃取。使用四氯化碳的優點是它本身在紅外特征光譜區內幹擾很小或根本就無幹擾。
在汙水中存在的微量礦物油,如果濃度很低,則可用分子熒光譜快速鑒定。如果油的類型已知,既可進行簡單的定量測定。
環境中烴類的定性鑒定及定量分析,用氣相色譜法進行分析是強有力和最靈敏的手段。有時,要想讓那些經受傳統的無機分析訓練的學生去進行多種化合物的基團測定,是很困難的,因為這已不再是單一組份的分析了。由於碳氫化合物的組成變化很大,所以很難選取標準物質用於定量分析。對環境分析工作者來說,難以對付的問題是:“這些烴類到底是汽油的泄漏?柴油的泄漏?還是煤油的泄漏?”在停滯的溝渠水麵上樣品漂浮的時間越長,由於其緩慢地揮發,要解答上麵的問題就越困難。
一般碳氫化合物的成份及各成份的沸程列於表4—6中,這些數據對我們進行分析很有幫助。圖4—19是幾類碳氫化合物的氣相色譜圖,從這張圖上不難看出碳氫混合物組成的複雜性,而且還看出,如此複雜的組成也可用氣相色譜和質譜把它們簡單地區分開來。如果把氣相色譜租質譜聯機操作,既可完成汽油的全分析,用此方法已鑒別出汽油以250種以上的組分組成。
步驟:
取100mL樣品,調戶日至lO.0±0.2(NH3+NH4Cl),加2mL2%W/V試劑溶液和2mL8%W/V的鐵(Ⅲ)氰化鉀溶液,每加一種試劑都應及時混勻。15分鍾後在光度計上於510nm處測定紅色溶液的吸光度。標準曲線苯酚的含量範圍為100—500μg。
純化步驟:
脂肪族胺也發生縮合反應,所以需要分離。用磷酸酸化溶液(0.5mL85%的磷酸用於500mL水樣中),用硫酸銅固定硫離子(500mL水樣用5mL10%W/V的硫酸銅溶液),將上述溶液蒸餾,直至絕大部分的水樣蒸出為止。這樣做對揮發酸的分離和回收都令人滿意。取適量餾出液,按上麵的測定步驟操作。分析方法的成功與否,在很大程度上取決於純化步驟,因此,就象最後進行測定的步驟必須細心一樣,純化過程也必須謹慎進行。
二、烴類的測定
EEC規定的人類飲水中,烴類的MAC值是0.01μg·mL-1。
烴類進入水體的途徑,一般為工業汙水、偶然事故或儲油罐不符合要求、原油的處理或排放、受熱的原油、燃料油和潤滑油、管道的泄漏等等。
烴類表征的鑒定最實用的方法是紅外光譜法。烴類被四氯化碳以水樣:溶劑為50:1的比率萃取。使用四氯化碳的優點是它本身在紅外特征光譜區內幹擾很小或根本就無幹擾。
在汙水中存在的微量礦物油,如果濃度很低,則可用分子熒光譜快速鑒定。如果油的類型已知,既可進行簡單的定量測定。
環境中烴類的定性鑒定及定量分析,用氣相色譜法進行分析是強有力和最靈敏的手段。有時,要想讓那些經受傳統的無機分析訓練的學生去進行多種化合物的基團測定,是很困難的,因為這已不再是單一組份的分析了。由於碳氫化合物的組成變化很大,所以很難選取標準物質用於定量分析。對環境分析工作者來說,難以對付的問題是:“這些烴類到底是汽油的泄漏?柴油的泄漏?還是煤油的泄漏?”在停滯的溝渠水麵上樣品漂浮的時間越長,由於其緩慢地揮發,要解答上麵的問題就越困難。
一般碳氫化合物的成份及各成份的沸程列於表4—6中,這些數據對我們進行分析很有幫助。圖4—19是幾類碳氫化合物的氣相色譜圖,從這張圖上不難看出碳氫混合物組成的複雜性,而且還看出,如此複雜的組成也可用氣相色譜和質譜把它們簡單地區分開來。如果把氣相色譜租質譜聯機操作,既可完成汽油的全分析,用此方法已鑒別出汽油以250種以上的組分組成。
烴類在水中的溶解度絕大多數的碳氫化合物在水中的溶解度很小,但既使如此,碳氫化合物的濃度範圍還是很寬的。這就向分析工作者提出了一個實質性的問題:如何區別烴類化合物是溶解了的,還是懸濁的,還是懸浮在表層的?如果隻測定溶解了的烴類化合物,所用的方法是否達到了靈敏度要求呢?表4—7列出了某些碳氫化合物在水中的溶解度值。對環境分析工作者來說,具有顯著意義的是芳香族碳氫化合物,尤其是苯,這些被認為是毒性最大的化合物在水中的溶解性比具有相似分子量的脂肪烴大得多。此碳氫化合物的氣相色譜測定。
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