石油類分析方法存在的問題與對策

蓋 超 王 珍 宋秀蘭 張?jiān)破?/p>

摘要通過對石油類的各種監(jiān)測分析方法比較,分析了各種萃取劑的毒性以及對環(huán)境的影響,并介紹了萃取劑的回收方法。結(jié)合現(xiàn)階段的環(huán)境污染問題,提出了重量法是當(dāng)前測定石油類的首選方法。

關(guān)鍵詞石油類;分析方法;存在問題;對策

中圖分類號 TE991 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)11-0281-01

隨著工業(yè)現(xiàn)代化的的飛速發(fā)展,環(huán)境污染日趨惡化,氣候的變化已成為國際社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵問題是做好節(jié)能減排工作。針對當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中節(jié)能減排這個突出矛盾,國務(wù)院副總理曾培炎在出席中央17個部門聯(lián)合舉辦的“節(jié)能減排全民行動”系列活動中強(qiáng)調(diào):“節(jié)能減排關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展,關(guān)系廣大人民群眾切身利益,需要全民動員,從現(xiàn)在做起,從點(diǎn)滴做起,成為每個公民每個家庭每個單位的自覺行動”。環(huán)境監(jiān)測部門肩負(fù)著不可推卸的責(zé)任和使命。

水質(zhì)監(jiān)測既是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ),又是保護(hù)水環(huán)境的重要手段。在“節(jié)能減排全民行動”中,面對水污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,我國水質(zhì)監(jiān)測工作面臨著新的更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如在水質(zhì)監(jiān)測時,消耗大量的水、電以及各種化學(xué)試劑,同時產(chǎn)生大量分析試驗(yàn)污水和廢氣,排入環(huán)境后對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害。實(shí)驗(yàn)室的污染問題應(yīng)該得到更多的關(guān)注和重視,因此對于環(huán)境監(jiān)測中出現(xiàn)的問題,在完善監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)體系的前提下,選擇低毒試劑、研究新技術(shù)和新方法、提高資源利用率、實(shí)現(xiàn)廢棄物排放量最小化和無害化是十分重要的。筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室的節(jié)能減排也存在挖掘空間,因此針對測定水質(zhì)石油類時所排放的廢氣和污水對環(huán)境的影響進(jìn)行初步探討,并淺析石油類的節(jié)能減排。

1分析方法的評價(jià)

目前,我國統(tǒng)一使用《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)中制定的監(jiān)測分析方法對水環(huán)境中石油類進(jìn)行測定。該版分析方法有3種,分別為重量法、非分散紅外光度法和紅外分光光度法。紅外分光光度法自動化程度比較高,突出特點(diǎn)是操作比較簡便、快速,因方便日常水質(zhì)監(jiān)測和環(huán)境管理,現(xiàn)已被越來越多實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于環(huán)境樣品的分析監(jiān)測。重量法逐漸退出人們的視野。面對當(dāng)前全球生態(tài)環(huán)境的日趨惡化,不得不重新審視各種分析方法的優(yōu)劣以及所用試劑對環(huán)境的影響。

1.1重量法

重量法是測定水中石油類的經(jīng)典分析方法,其原理是以鹽酸酸化水樣,石油醚作為溶劑,萃取水中油類物質(zhì),蒸除石油醚后,稱其重量。石油醚是無色透明液體,有煤油氣味。 其蒸氣或霧對眼睛、黏膜和呼吸道有刺激性,對水體、土壤和大氣可造成污染。但是石油醚可完全回收重復(fù)利用,同時能夠避免對人的危害和對環(huán)境的影響。該方法結(jié)果比較穩(wěn)定,方法準(zhǔn)確,操作簡便,但測定費(fèi)時。適用于測定濃度為5mg/L以上的樣品,但現(xiàn)階段國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996中石油類的排放一級標(biāo)準(zhǔn)為5mg/L、二級標(biāo)準(zhǔn)為10mg/L,因此重量法測定工業(yè)廢水是完全可行的。如果工業(yè)廢水中石油類濃度低于5mg/L,只評價(jià)企業(yè)廢水是否達(dá)標(biāo)即可,測定時的誤差影響不大。

1.2紅外分光光度法

紅外分光光度法突出特點(diǎn)是操作比較簡單、快速,該方法是采用四氯化碳作為溶劑,萃取水中的油類物質(zhì),測定其含量。四氯化碳是無色有特臭的透明液體,在水中的溶解度很小,極易揮發(fā)(夏天或室溫較高時揮發(fā)較快)。四氯化碳的蒸氣有毒,其揮發(fā)氣體滯留在大氣中,隨氣流上升,在平流層受紫外線照射分解產(chǎn)生氯原子;氯原子作為一種催化劑,可長久的引發(fā)損害臭氧層的反應(yīng),使臭氧層阻擋紫外線的作用降低,對地球上的人和動、植物帶來危害,對環(huán)境的影響較大。

2萃取劑的回收利用

2.1石油醚的回收利用

2.1.1石油醚的回收。在重量法分析中,將石油醚萃取劑收集于100mL已烘干至恒重的燒杯中,將燒杯置于(65±5)℃水浴上揮發(fā)出石油醚。可將石油醚萃取劑收集于100mL已烘干至恒重的三角燒瓶中,將三角燒瓶置于(65±5)℃水浴上,三角燒瓶與回流冷凝管連接,自冷凝管下端加水使其充滿冷凝并從上端溢流,至水流平穩(wěn)為止。既能使三角燒瓶中的石油醚在水浴上揮發(fā),又可將其回收到接收瓶中,提純后循環(huán)利用,既節(jié)約資源又避免對環(huán)境的污染。

2.1.2石油醚的提純。如果石油醚中含有芳香烴和不飽和烴。可用下述方法除去:將回收的石油醚(30~60℃)倒入10L下口瓶中,加入硫酸(相當(dāng)于石油醚體積的1/5~1/4),除去溶于硫酸的烴類。隨時振蕩,保持?jǐn)?shù)天后,放出硫酸,用水洗滌2次,再加入10%氫氧化鈉溶液和4%高錳酸鉀溶液(相當(dāng)于石油醚體積的1/5),除去能溶于氫氧化鈉溶液的烴類及氧化還原性物質(zhì)。并隨時振蕩,保持?jǐn)?shù)天后,再放出氫氧化鈉、高錳酸鉀溶液,若發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀被全部還原,則再繼續(xù)用氫氧化鈉、高錳酸鉀溶液重復(fù)處理1次,并用水洗滌數(shù)次,放盡水層,用無水氧化鈣干燥,水浴上蒸餾出石油醚,收集30℃以上的餾分保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2四氯化碳的回收利用

2.2.1四氯化碳的回收。測定每個樣品使用四氯化碳體積為50mL,在分析時間內(nèi)因四氯化碳易揮發(fā)損耗10mL左右,在夏天或室溫較高時其揮發(fā)量增多(從經(jīng)濟(jì)、適用、安全、環(huán)保等方面綜合評價(jià),在沒有找到新的替代品之前,不應(yīng)繼續(xù)使用該方法),因此增加了全部回收的難度,影響回收率。所以樣品分析后,應(yīng)立即將剩余的萃取液收集于棕色瓶中密封保存,提純后循環(huán)利用。

2.2.2四氯化碳的提純。將收集的四氯化碳用蒸餾瓶直接蒸餾,或者在煙酸羥胺洗滌之后用蒸餾的方法提純,收集沸程為76~77℃的餾出物備用。

3結(jié)語

重量法是經(jīng)典的分析方法,該方法雖然測定費(fèi)時,但方法穩(wěn)定,所用試劑易得,所用儀器價(jià)格不高,分析成本較低,各基層實(shí)驗(yàn)室都有可能采用。使用的萃取劑毒性較小,并能夠完全回收并循環(huán)利用,既可降低監(jiān)測費(fèi)用,節(jié)約資源,又可減少對實(shí)驗(yàn)室及環(huán)境的二次污染。結(jié)合我國當(dāng)前分析方法的種類和監(jiān)測儀器的發(fā)展現(xiàn)狀,筆者認(rèn)為:該方法能夠定量分析出工業(yè)廢水中石油類的含量,又符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本目標(biāo),可從源頭預(yù)防廢棄物排放和減少環(huán)境污染,是現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益雙贏的最佳方法。紅外分光光度法雖然分析比較簡單、快速,但使用的萃取劑毒性較大,為了保護(hù)環(huán)境建議取締。建議在現(xiàn)階段測定低濃度環(huán)境水質(zhì)中石油類時可使用紅外分光光度法,而測定工業(yè)廢水中石油類時應(yīng)使用重量法。

4參考文獻(xiàn)

[1] 國家環(huán)保局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[2] 都昌杰.實(shí)用環(huán)境監(jiān)測水質(zhì)分析手冊[M]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1986.

[3] 任磊.石油勘探開發(fā)中的石油類污染及其監(jiān)測分析技術(shù)[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2004,20(3):44-47.

[4] 韋利珠.九洲江廣西段石油類污染現(xiàn)狀及防治新思路初探[J].珠江現(xiàn)代建設(shè),2007(1):17-20.

[5] 張學(xué)佳,紀(jì)巍,康志軍,等.水環(huán)境中石油類污染物的危害及其處理技術(shù)[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2009(2):181-186.

[6] 黃廷林,史紅星,任磊.石油類污染物在黃土地區(qū)土壤中豎向遷移特性試驗(yàn)研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001(2):108-111,120.