揮發(fā)酚測(cè)定中三氯甲烷的回收利用探討

王 威王 宇韓 楓魏 磊

揮發(fā)酚測(cè)定中三氯甲烷的回收利用探討

王 威1王 宇2韓 楓1魏 磊1

三氯甲烷為氯仿的學(xué)名，又稱(chēng)“哥羅芳”和“三氯化碳”。為甲烷分子中三個(gè)氫原子被氯取代而生成的化合物，分子式CHCl3。常溫下為無(wú)色透明的重質(zhì)液體，極易揮發(fā)，味辛甜而有特殊芳香氣味。20℃在水中的溶解度為0.8g/100ml，微溶于水，溶于乙醚、乙醇、苯等。密度為 1.48g/cm3（液），沸點(diǎn)為61.2℃。

國(guó)標(biāo)法測(cè)定水中揮發(fā)酚（蒸餾后用4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定水質(zhì)中揮發(fā)性酚）的操作過(guò)程中需要大量使用三氯甲烷，由于三氯甲烷具有較強(qiáng)的生物毒性和強(qiáng)揮發(fā)性，且不可燃，如果隨意排入環(huán)境將對(duì)空氣和水體造成嚴(yán)重污染，三氯甲烷已被列為生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目。因此大量的三氯甲烷廢液成為困擾水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室的一大難題。對(duì)實(shí)驗(yàn)后的氯仿廢液進(jìn)行提純回收再利用，不但可以節(jié)約開(kāi)支，更重要的是可以減少環(huán)境污染，收到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 回收原理、方法及工藝

三氯甲烷的回收主要基于三氯甲烷擁有較低的沸點(diǎn)，因此可以通過(guò)蒸餾的方法將三氯甲烷與揮發(fā)酚和4-氨基安替比林結(jié)合形成的偶氮染料分離，從而得到較為純凈的三氯甲烷。

蒸餾工藝采用硬質(zhì)玻璃蒸餾燒瓶作為蒸餾容器，采用錐形瓶收集餾分，為防止餾分揮發(fā)，在錐形瓶中裝入適量純凈水，蒸餾燒瓶和錐形瓶用乳膠管連接，乳膠管出口伸入錐形瓶水面以下。為便于控制溫度，采用水浴加熱，三氯甲烷沸點(diǎn)為61.2℃，采用逐步升溫來(lái)選定蒸餾溫度，考慮到應(yīng)該盡量減少餾出液中的雜質(zhì)，因此應(yīng)采用盡量低的溫度蒸餾。生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)溫度達(dá)到約65℃時(shí)，餾出液可以比較順暢流出，因此選定65℃作為蒸餾溫度。觀察餾出液發(fā)現(xiàn)蒸餾所得的三氯甲烷略有渾濁，在餾出液中投入顆?；钚蕴窟M(jìn)行吸附，得到澄清的三氯甲烷。當(dāng)蒸餾燒瓶中所剩廢液約為原體積的10%時(shí)，停止蒸餾，收集餾分置于分液漏斗中。在分液漏斗下端塞入脫脂棉，將通過(guò)脫脂棉分離得到的澄清三氯甲烷收集于棕色試劑瓶中密封備用。

2 產(chǎn)品驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

T6可見(jiàn)分光光度計(jì)；苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液500mg/L；苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用溶液1.00mg/L；苯酚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；2%4-氨基安替比林溶液，8%鐵氰化鉀溶液，臨用新配；氨水－氯化銨緩沖溶液（pH=10±0.2）。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

揮發(fā)酚測(cè)定方法采用HJ503-2009規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

2.3 空白實(shí)驗(yàn)和工作曲線對(duì)比

取16支500ml分液漏斗,分成兩組，

圖1 工作曲線對(duì)比圖

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果對(duì)比

表2 隨機(jī)水樣測(cè)定結(jié)果對(duì)比

秩一組使用市售分析純?nèi)燃淄椋唤M使用回收的三氯甲烷，分別按照HJ503-2009的要求做揮發(fā)酚測(cè)定工作曲線。結(jié)果見(jiàn)圖1。

表3 SPSS秩和檢驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果

檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量

由圖1可以看出，兩種三氯甲烷所得工作曲線基本一致，沒(méi)有顯著區(qū)別。在工作曲線繪制過(guò)程中，同時(shí)應(yīng)用兩種三氯甲烷測(cè)定了空白值?；厥蘸褪惺鄯治黾?nèi)燃淄樗每瞻灼骄舛确謩e為0.103和0.096。采用回收三氯甲烷所做空白略高，但均在許可范圍之內(nèi)，且其所做工作曲線斜率也略高，可以認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)誤差所致?？梢?jiàn)，通過(guò)回收所得三氯甲烷可以滿(mǎn)足揮發(fā)酚測(cè)定工作曲線的繪制。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)試對(duì)比

使用兩種三氯甲烷所得工作曲線對(duì)已知濃度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，使用兩種三氯甲烷對(duì)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果都是準(zhǔn)確的，平行測(cè)定的精密度也完全符合實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制要求。

2.5 隨機(jī)水樣測(cè)試對(duì)比

由于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所含干擾物質(zhì)較少，為驗(yàn)證回收所得三氯甲烷是否適合用于成分較為復(fù)雜的實(shí)際水質(zhì)樣本的測(cè)定，從而應(yīng)用于日常工作中，隨機(jī)選取了日常測(cè)定的地表水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)10個(gè)樣品進(jìn)行對(duì)比測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。采用統(tǒng)計(jì)學(xué)上常用的SPSS軟件對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，由于兩組數(shù)據(jù)相當(dāng)于用兩種方法測(cè)定了每個(gè)樣本的同一個(gè)值，屬于配對(duì)數(shù)據(jù)，但其分布隨機(jī)，不符合正態(tài)分布，因此采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的符號(hào)秩和檢驗(yàn)（Wilcoxon法）來(lái)判斷兩種三氯甲烷所帶來(lái)的測(cè)定結(jié)果差異是否顯著，根據(jù)SPSS秩和檢驗(yàn)結(jié)果，查T(mén)值臨界表，α=0.05時(shí)，p=0.759，不能認(rèn)為兩組數(shù)據(jù)具有顯著性差異（SPSS運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)表3）。因此可以認(rèn)為回收所得三氯甲烷可使用于日常的水質(zhì)檢驗(yàn)，其結(jié)果是可靠的。

3 結(jié)論

通過(guò)使用低溫蒸餾所得三氯甲烷和市售分析純?nèi)燃淄檫M(jìn)行揮發(fā)酚測(cè)定對(duì)比試驗(yàn)，分別進(jìn)行了工作曲線對(duì)比、空白值對(duì)比、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)試對(duì)比，均顯示二者結(jié)果基本相同。隨機(jī)抽取10個(gè)真實(shí)水樣分別測(cè)定，測(cè)定結(jié)果通過(guò)秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示兩組數(shù)據(jù)沒(méi)有顯著性差異，因此認(rèn)為通過(guò)本文采用的低溫蒸餾回收所得的三氯甲烷可以代替市售分析純?nèi)燃淄椋瑧?yīng)用于日常水樣的測(cè)定，其結(jié)果是可靠的，這樣可以大大節(jié)約經(jīng)費(fèi)和減少環(huán)境污染，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 不足及展望

本研究存在以下遺憾：受實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和技術(shù)力量限制，未能對(duì)回收所得三氯甲烷的純度進(jìn)行直接量化鑒定，在條件具備的情況下應(yīng)當(dāng)對(duì)三氯甲烷回收工藝的最優(yōu)運(yùn)行條件進(jìn)行研究，比如目前僅憑經(jīng)驗(yàn)確定最低回收溫度為65℃，例如適當(dāng)提高蒸餾溫度，從而獲得更快的蒸餾速度，是否可以同時(shí)保證回收的質(zhì)量。目前僅是利用普通的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行回收，效率較低，未來(lái)還可對(duì)高效的三氯甲烷回收設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出可實(shí)現(xiàn)一定生產(chǎn)規(guī)模的小型化設(shè)備

1.河南省水文水資源局 450003 2.新鄉(xiāng)水文水資源勘測(cè)局 453003）