萃取法在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

陳景順，張瑤琴，宣坤飛

（浙江人欣檢測研究院股份有限公司，浙江 寧波 315000）

引言

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，社會各行業(yè)對化工產(chǎn)品的需求也越來越高，使得化工行業(yè)得到了長足的進(jìn)步和發(fā)展。但是化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，對環(huán)境造成污染，而很多企業(yè)為了追求更高的經(jīng)濟(jì)收益，刻意忽略了環(huán)境污染的問題，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物未經(jīng)處理直接排放，對人們生活的環(huán)境甚至人們的身體健康造成了嚴(yán)重的危害，影響社會的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，對化工企業(yè)污染物排放的檢測和監(jiān)督非常重要，萃取法就是進(jìn)行環(huán)境檢測的有效手段，其效率非常高，能夠高效檢測出企業(yè)的排放物是否存在污染物超標(biāo)的問題，為化工企業(yè)監(jiān)督和環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

1 化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測工作中存在的問題分析

1.1 化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測工作管理水平偏低

雖然近年來隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，很多企業(yè)都已經(jīng)形成較大的規(guī)模，但目前國內(nèi)大部分化工企業(yè)更加注重產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，追求更高的效率和收益，而對生產(chǎn)過程的管理則較為疏忽。雖然很多化工企業(yè)應(yīng)國家相關(guān)部門的要求購置了污染物處理設(shè)備，但并沒有將之投入使用。另外，在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，很多企業(yè)也沒有制定嚴(yán)格的污染物排放規(guī)范，對生產(chǎn)過程的管理非常松散，特別是對污染物處理和檢測的管理水平完全不夠。甚至目前依然有少部分化工企業(yè)，污染物沒有經(jīng)過任何處理就排放到了大自然中，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的不可逆的危害。這種種不合規(guī)不合法的操作都是因?yàn)槲覈诨ば袠I(yè)的環(huán)境檢測方面的管理力度還不夠，管理水平也不高，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

1.2 化工行業(yè)技術(shù)設(shè)備比較落后

以國內(nèi)化工行業(yè)如今的科技水平而言，其設(shè)備的科技程度跟其他制造行業(yè)相比還存在一定的差距，設(shè)備的技術(shù)比較落后也是導(dǎo)致環(huán)境檢測工作出現(xiàn)問題的原因之一。目前化工設(shè)備技術(shù)問題集中表現(xiàn)在兩方面：一是化工生產(chǎn)技術(shù)水平低，生產(chǎn)技術(shù)的水平直接決定了生產(chǎn)過程中污染物的排放量，因?yàn)榛ぎa(chǎn)品生產(chǎn)時會無法避免地產(chǎn)生很多污染物，而技術(shù)的提高可以將其產(chǎn)生量降低，但目前我國的技術(shù)人員還無法通過提高生產(chǎn)技術(shù)降低其含量，另外，目前的生產(chǎn)技術(shù)也無法對生產(chǎn)過程中造成的材料浪費(fèi)進(jìn)行二次回收利用，這進(jìn)一步加劇了污染物的排放量。二是目前國內(nèi)的污染物處理技術(shù)水平也整體較低，很多化工企業(yè)的污染物處理設(shè)備并不能完全處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的所有污染物，一方面是處理不全面，另一方面是處理不徹底，因此很多化工污染物只能直接排放到自然環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

2 萃取法概述

2.1 快速溶劑萃取法

快速溶劑萃取法是指利用有效的溶劑將污染物在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)處理，從而快速檢測污染物中有害物質(zhì)的含量。其具體過程是將污染物和溶劑都放入萃取池中，然后持續(xù)升高萃取池的溫度和壓強(qiáng)，使溶劑沸騰然后朝著一個方向移動，從而將待檢測物質(zhì)從污染物中快速提取出來進(jìn)行反復(fù)萃取，再將其溶解進(jìn)溶劑中，通過其與溶劑產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)來檢測其含量。這項(xiàng)技術(shù)可以快速有效檢測出化工企業(yè)排放的污染物中有害物質(zhì)是否超標(biāo)。

快速溶劑萃取法的萃取池溫度一般情況下在5 ℃～120 ℃之間，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)越劇烈，檢測效率越高。一般而言，14 mL 的溶劑可以溶解10 g 污染物，需要加熱15 min 左右，總體而言這項(xiàng)萃取法成本較低，檢測效率高，對原料的回收率也很高，且操作非常簡單，因此是目前國內(nèi)化工企業(yè)非常常用的一種環(huán)境檢測方法。但另一方面，這項(xiàng)技術(shù)要有效使用還需要一些前提，第一是需要進(jìn)行萃取的污染物必須是干燥的，不能是污水等濕潤狀態(tài)，因此很多污染物在萃取之間必須進(jìn)行風(fēng)干；第二是污染物的體積不能太大，否則會拖慢溶解速度，降低萃取效率，因此對于體積較大的污染物，在進(jìn)行萃取之前應(yīng)該先對其進(jìn)行研磨，確保其直徑小于0.5 mm；第三是不同的污染物需要不同的溶劑，為了保證其萃取效率，在進(jìn)行萃取之前必須先了解污染物的性質(zhì)，并選擇合適的溶劑，這樣才能使萃取更加順利，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。

2.2 分散液-液微萃取法

分散液-液微萃取法是指通過對污染樣品和含有萃取劑的分散劑的不同分配系數(shù)進(jìn)行檢測分析。其具體操作流程是先將污染物放進(jìn)離心試管，然后注射一定量的分散劑，震蕩試管使分散劑快速形成非乳濁液，并且與污染物充分接觸，這樣污染物就會快速由水相朝著有機(jī)相移動，直到達(dá)成平衡點(diǎn)。這一系列的操作會使溶液發(fā)生離心作用，萃取劑會因此發(fā)生沉淀，對其沉淀物進(jìn)行采集和分析，就能有效檢測出其中的有害物質(zhì)含量。

這種萃取法相比快速溶劑萃取法而言速度更快，操作也更加簡單，對萃取的前提要求很低，因此常常被用來進(jìn)行應(yīng)急檢測。這項(xiàng)技術(shù)一般用來檢測污染物中的硝基苯類、多環(huán)芳烴、氯酚類、氯苯類等有害物質(zhì)?？傮w而言雖然檢測速度很快，但檢測范圍較為狹窄，要擴(kuò)大其檢測范圍，需要對離心試管進(jìn)行改進(jìn)。

2.3 固相萃取法

固相萃取法不單是一種萃取法，而是三種萃取法的統(tǒng)稱，包括膜萃取法、頂空萃取法和直接萃取法。膜萃取法是指將被滲透膜包裹中的萃取針頭伸入污染物中直接進(jìn)行萃取，然后檢測其有害物質(zhì)；頂空萃取是指通過一些方法減輕固態(tài)或液態(tài)污染物中背景吸收的影響，促進(jìn)萃取劑和污染物的平衡，進(jìn)而延長設(shè)備的使用壽命；而直接萃取法則是專門用于趕緊水質(zhì)的檢測和空間檢測，需要與其他分離檢測技術(shù)配合使用，檢測速度更加快速，而且不用任何溶劑或分散劑，檢測效率更高[1]。

2.4 超臨界二氧化碳萃取法

超臨界二氧化碳萃取法是一種新興萃取法，這種萃取法相比其他萃取法而言檢測效果更好，操作也更簡單方便，但就目前而言其造價(jià)較高，對環(huán)境的要求也很嚴(yán)格，且檢測范圍比較狹窄，目前并沒有得到廣泛應(yīng)用。

3 萃取法應(yīng)用于化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測的意義

人類的生存環(huán)境每時每刻都在遭到破壞，環(huán)境檢測對于現(xiàn)代社會而言刻不容緩，其不但能夠使人們及時意識到目前生態(tài)環(huán)境的污染現(xiàn)狀，還能在很大程度上減緩、阻止遭到更加嚴(yán)重的破壞，同時也能幫助人們對已經(jīng)被污染的環(huán)境進(jìn)行整改和補(bǔ)救?？萍嫉倪M(jìn)步使得環(huán)境監(jiān)測的手段也趨向智能化，目前國內(nèi)已經(jīng)可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時對生態(tài)環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并形成可供參考的數(shù)據(jù)庫。同時，還能通過網(wǎng)絡(luò)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，針對環(huán)境的具體污染情況提出科學(xué)的補(bǔ)救治理措施，有效改善生態(tài)環(huán)境。因此，環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護(hù)和治理的重要前提和核心內(nèi)容，具有不可替代的重要作用。萃取法能夠?qū)ば袠I(yè)產(chǎn)生的污染物進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，嚴(yán)格控制化工企業(yè)的污染物排放量，有效避免污染物對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此，將萃取法應(yīng)用于化工行業(yè)的環(huán)境監(jiān)測對于生態(tài)保護(hù)具有重要的意義，能夠在很大程度上減少環(huán)境污染，對生態(tài)環(huán)境起到較好的保護(hù)作用。

4 化工環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用萃取法應(yīng)注意的問題

萃取法雖然是進(jìn)行化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測的有效方式，也得到了廣泛的應(yīng)用，但在使用過程中依然存在一些問題需要特別注意。第一，萃取法最大的優(yōu)勢在于速度快、效率高、結(jié)果準(zhǔn)確，但就技術(shù)本身而言，有很多因素都能夠?qū)腿⌒屎蜋z測結(jié)果的準(zhǔn)確率造成影響，因此，在使用萃取法時需要特別注意，避免相關(guān)因素的誤差造成結(jié)果的不準(zhǔn)確。溶劑是萃取法污染物檢測結(jié)果準(zhǔn)確度的重要基礎(chǔ)，在萃取時，工作人員應(yīng)該注意溶劑使用的準(zhǔn)確性和合理性，針對不同的污染物選擇不同的溶劑，要充分考慮到溶劑是否會和污染物中的其他成分產(chǎn)反應(yīng)，影響檢測結(jié)果。另外，研究表明溶劑的體積也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，體積在一定范圍內(nèi)縮小才能使萃取速度變快，因此在使用溶劑要注意定量使用，盡可能的節(jié)約成本，加快速度，確保污染物能夠高速分離，提高檢測的速度和質(zhì)量。另外，溫度也是影響萃取效率和檢測結(jié)果的重要因素，工作人員在進(jìn)行萃取檢測的過程中一定要注意控制萃取池的溫度，避免溫度過低造成有害物質(zhì)提取不完全，造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確[2]。攪拌速度會影響溶劑與污染物的融合程度，因此工作人員在進(jìn)行萃取時也需要注意控制攪拌速度，避免速度過快導(dǎo)致溶劑分解，過慢導(dǎo)致污染物融合不均勻，這些都會影響環(huán)境檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 萃取法在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

5.1 在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

部分化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中會對土壤環(huán)境造成一定的污染，因此土壤環(huán)境監(jiān)測是化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。土壤環(huán)境比較復(fù)雜，具有一定的特殊性，因此在對土壤進(jìn)行萃取之前要先對其進(jìn)行預(yù)處理，比如利用頂空法對土壤進(jìn)行加熱，使其中的有害物質(zhì)發(fā)生汽化揮發(fā)，然后在收集其揮發(fā)氣體進(jìn)行萃取，對其中的有害物質(zhì)進(jìn)行檢測。在比如使用浸取體驗(yàn)法先將土壤與有機(jī)溶液進(jìn)行融合，使土壤的有害物質(zhì)流入溶劑中，然后再利用萃取法對其進(jìn)行檢測。這兩種方法是常用的土壤萃取手段，兩種方式各有優(yōu)劣，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，但總體而言浸取體驗(yàn)法需要的時間比較長，因此在應(yīng)用時可以借助其他技術(shù)加快污染物和有機(jī)溶劑之間的融合反應(yīng)速度，提高萃取效率。

5.2 在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

水是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不可或缺的資源，而化工產(chǎn)品生產(chǎn)也會不可避免的產(chǎn)生大量廢水和污水。污水不僅僅是生產(chǎn)直接產(chǎn)生的，生產(chǎn)過程中對設(shè)備和產(chǎn)品的清洗等過程也會產(chǎn)生含有有害物質(zhì)的污水。這些污水如果未經(jīng)處理直接排放，就會對環(huán)境產(chǎn)生非常惡劣的影響。目前國內(nèi)已經(jīng)很少有化工企業(yè)會把污水不經(jīng)處理直接排放到自然環(huán)境中，這方面的情況已經(jīng)得到了較大改善，但化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)污水泄露的現(xiàn)象，很多企業(yè)對這方面的管理還比較疏忽，對環(huán)境依舊造成了極大的破壞。因此萃取法也被大量應(yīng)用于化工行業(yè)的污水檢測中，萃取法能夠?qū)λY源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并對污水中的各種有害物質(zhì)的含量進(jìn)行比較精確的檢測，提高檢測效率，對我國化工企業(yè)水資源污染監(jiān)管起到事半功倍的效果，在很大程度上制約了企業(yè)的不合規(guī)操作，減少了污水的直接排放量，對化工企業(yè)的內(nèi)部污染物管理也起到了一定的促進(jìn)作用[3]。

5.3 在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

化工企業(yè)生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生大量廢氣，造成嚴(yán)重的空氣污染，還會形成霧霾等大氣現(xiàn)象，直接對人們的身體健康造成嚴(yán)重傷害。萃取法用于大氣環(huán)境的檢測是比較方便易于操作的，因此目前我國很多的化工行業(yè)大氣環(huán)境監(jiān)測通常都會使用萃取法，大氣中的污染物比較容易收集和分析，也很便于對其中的有害物質(zhì)進(jìn)行萃取。但由于氣體的特殊性，它不僅會對人體造成直接的傷害，還容易引起爆炸等意外事故，所以對在進(jìn)行氣體環(huán)境監(jiān)測時，不僅要對其中的有害物質(zhì)進(jìn)行定性分析，還要進(jìn)行定量分析，確定大氣中各種有害物質(zhì)的濃度，避免其造成不可挽回的嚴(yán)重后果。常見的氣體采集方法有靜態(tài)采集和動態(tài)采集兩種，相比之下靜態(tài)采集難度更低，所需樣本量更少，檢測結(jié)果也更加準(zhǔn)確。

6 萃取法在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用優(yōu)化措施

6.1 提高對環(huán)境監(jiān)測的投入力度

首先，化工企業(yè)應(yīng)該提高企業(yè)內(nèi)部員工的環(huán)境保護(hù)觀念，開展相關(guān)的培訓(xùn)活動對員工進(jìn)行環(huán)境保護(hù)理念培養(yǎng)，引起企業(yè)內(nèi)部從上到下的重視，這樣才能確保環(huán)境監(jiān)測工作能夠順利開展。同時，化工企業(yè)應(yīng)該加大對環(huán)境監(jiān)測的投入，制定詳細(xì)的污染物處理制度，備齊污染物處理設(shè)備，加強(qiáng)對整個生產(chǎn)過程的污染物監(jiān)測，并且進(jìn)一步完善萃取法的應(yīng)用，提高污染物檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保其能夠發(fā)揮出最大的價(jià)值，避免因?yàn)閱T工重視程度不夠或設(shè)備技術(shù)水平不足而導(dǎo)致的人為性環(huán)境污染。

6.2 培養(yǎng)工作人員的綜合素質(zhì)

企業(yè)必須重視對員工綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，不僅要提高他們的環(huán)境保護(hù)意識，還要從知識水平、專業(yè)素質(zhì)、技術(shù)水平、操作經(jīng)驗(yàn)等各方面提高他們的綜合能力，確保他們有能力認(rèn)真、完善地開展環(huán)境監(jiān)測工作。同時，還要定期對員工進(jìn)行專業(yè)技能的培訓(xùn)，讓員工學(xué)習(xí)萃取法的所有流程，保證生產(chǎn)相關(guān)員工都能進(jìn)行污染物及時檢測。并且對萃取法在污染物檢測方面的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)管理，使資源能夠得到更加合理的利用，在盡可能的節(jié)約成本的同時保證企業(yè)污染物的排放能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

6.3 利用信息管理平臺科學(xué)檢測

管理對于生產(chǎn)非常重要，特別是在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，管理人員必須加強(qiáng)管理，對整個生產(chǎn)過程的質(zhì)量和安全進(jìn)行嚴(yán)格把控。但隨著企業(yè)的發(fā)展壯大，生產(chǎn)線也越來越多，人力管理漸漸力不從心，顧此失彼，很容易出現(xiàn)紕漏。因此，企業(yè)應(yīng)該利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立信息化管理平臺，對生產(chǎn)過程中的萃取法使用情況、污染物排放情況、周圍環(huán)境情況實(shí)現(xiàn)動態(tài)化數(shù)據(jù)實(shí)時管理，宏觀調(diào)控各項(xiàng)資源，提高生產(chǎn)過程和污染物萃取過程的靈活性，使各條生產(chǎn)線排放的污染物都能得到及時的萃取處理，并針對污染數(shù)據(jù)及時采取相關(guān)措施，確?；て髽I(yè)周邊的環(huán)境能夠得到快速有效的治理，減弱化工生產(chǎn)造成的環(huán)境污染[4]。

6.4 建立健全監(jiān)督管理體制

除了企業(yè)自身的努力之外，相關(guān)政府部門和環(huán)境保護(hù)部門也應(yīng)該大力推廣萃取法在化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，加強(qiáng)對化工企業(yè)的環(huán)境污染監(jiān)督，制定一系列的獎懲制度并嚴(yán)格執(zhí)行，以此提高企業(yè)對環(huán)境污染的重視程度，推進(jìn)萃取法在化工企業(yè)環(huán)境監(jiān)測中的利用率，進(jìn)而促進(jìn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

7 結(jié)語

總之，化工行業(yè)生產(chǎn)過程中會制造大量污染物，對其的環(huán)境監(jiān)測非常重要，是生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重要內(nèi)容。萃取法是目前效率最高、效果最好的化工行業(yè)環(huán)境監(jiān)測方法，應(yīng)該大力推廣，采取相關(guān)措施解決其應(yīng)用過程中的問題，進(jìn)一步優(yōu)化其檢測綜合質(zhì)量，進(jìn)而提高化工企業(yè)對污染物的處理力度，避免污染物對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)綠色生產(chǎn)。