氣相色譜法測定DNT廢酸、廢水中的甲苯及硝基甲苯等含量

2011-01-23 06:52:41

化學分析計量 2011年1期

(甘肅銀光化學工業集團有限公司理化檢測中心，甘肅白銀 730900)

廢酸、廢水中主要含有甲苯、O-MNT、P-MNT、M-MNT、2,3-DNT、2,4-DNT、2,5-DNT、2,6-DNT、3,4-DNT、3,5-DNT、TNT等有機物，這類物質為脂溶性，有毒，進入人體后造成累積性中毒，能夠引起造血功能障礙，嚴重時誘發癌變，亂排放會引起嚴重的環境問題。對這類物質含量的測定將直接關系到裝置的正常運行及環保的要求，因此如何監控這些物質的含量成為亟待解決的問題。

廢水廢酸中有機物質含量的測定通常使用蒸發稱重法，該法需要使用昂貴的蒸發設備，耗費大量的人力、財力。根據甘肅銀光化學工業集團有限公司DNT工藝以及理化檢測中心的實際情況，采用氣相色譜能獲得詳細的分析數據，能夠將硝基甲苯的各種異構體分別檢出，直觀地反映廢酸廢水處理的實際情況。

筆者通過試驗探討了采用氣相色譜法測定廢酸、廢水中甲苯、硝基甲苯的含量，確定了最佳的操作條件，并且驗證了測定結果的準確度和精密度，該法適合于DNT廢酸、廢水處理的分析監控。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC-14C型，日本島津公司；

色譜柱：AT-FFAP，30 m×0.53 mm，0.5 μm；

無水碳酸鈉、無水氯化鈣、三氯甲烷：分析純。

1.2 色譜條件

經過分析發現，柱箱溫度程序、載氣流速、分流比及進樣方式是影響分離度的主要因素。分別按以下3種程序進行試驗，A：100℃(保持4 min),以20℃/min升至220℃(保持4 min)，不分流；B：100℃(保持4 min),以20℃/min升至220℃(保持4 min)，分流，分流比為10∶1；C： 100℃(保持3 min),以20℃/min升至180℃(保持3 min)，以20℃/min升至220℃(保持3 min)，不分流。其它條件均相同，注樣器溫度：250℃；檢測器(FID)溫度：250℃；載氣：N2流量為15 mL/min， H2流量為30 mL/min，Air流量為400 mL/min;吹掃流量: 10 mL/min；補充氣(N2)流量10： mL/min。

試驗發現，按程序 A進行試驗，當濃度較大時，色譜峰拖尾現象較為嚴重，分離度差。采用程序B進行試驗，微量組分無法檢出。綜合考慮后，決定按照程序C，采用二階程序升溫，在180℃下恒溫3 min，使DNT的異構體流出，然后升至220℃使TNT出峰，定量結果理想。圖1為某批廢水樣品中各組分的分離圖。

圖1 廢水樣品中各組分分離圖

1.3 實驗方法

由于DNT廢酸、廢水中各組分的含量較低，便于定量分析，因此該實驗采用多點外標法定量。

1.3.1 標準曲線繪制

稱取甲苯、O-MNT、P-MNT、M-MNT、2,3-DNT、2,4-DNT、2,5-DNT、2,6-DNT、3,4-DNT、3,5-DNT以及TNT標準物質各100 mg于100 mL容量瓶中，加入三氯甲烷稀釋至刻度，然后配成各組分濃度為1 000 μg/mL的標準溶液。然后將標準溶液稀釋成100、200、300、400、500 μg/mL的系列標準工作溶液。取1 μL進樣分析，每個濃度重復測定3次，以組分峰面積對應被測組分濃度繪制標準曲線。

1.3.2 樣品前處理

(1)廢酸的前處理

將試樣于密封的廣口瓶或者錐形瓶中充分振搖，使體系均勻。立刻取10 mL試樣于500 mL燒杯中，加蒸餾水稀釋至200 mL，于60～70℃的水浴上加熱，緩緩加入無水碳酸鈉中和試樣，調節溶液至中性，將溶液轉入分液漏斗中，加入10 mL三氯甲烷充分萃取，分液。重復萃取3次，將萃取液轉入具塞錐形瓶中。向錐形瓶中加入2～3粒無水氯化鈣顆粒，輕微震蕩數次后靜置10 min，除去萃取液中的微量水分。

(2)廢水的前處理

若廢水試樣的pH值在6～8之間，則略去稀釋及中和步驟，直接取200 mL試樣進行萃取，其它操作同(1)。