揮發酚測定中三氯甲烷的回收利用探討

王 威王 宇韓 楓魏 磊

揮發酚測定中三氯甲烷的回收利用探討

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三氯甲烷為氯仿的學名，又稱“哥羅芳”和“三氯化碳”。為甲烷分子中三個氫原子被氯取代而生成的化合物，分子式CHCl3。常溫下為無色透明的重質液體，極易揮發，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），沸點為61.2℃。

國標法測定水中揮發酚（蒸餾后用4-氨基安替比林分光光度法測定水質中揮發性酚）的操作過程中需要大量使用三氯甲烷，由于三氯甲烷具有較強的生物毒性和強揮發性，且不可燃，如果隨意排入環境將對空氣和水體造成嚴重污染，三氯甲烷已被列為生活飲用水水質常規檢驗項目。因此大量的三氯甲烷廢液成為困擾水質分析實驗室的一大難題。對實驗后的氯仿廢液進行提純回收再利用，不但可以節約開支，更重要的是可以減少環境污染，收到良好的經濟效益和社會效益。

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，因此可以通過蒸餾的方法將三氯甲烷與揮發酚和4-氨基安替比林結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，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，三氯甲烷沸點為61.2℃，采用逐步升溫來選定蒸餾溫度，考慮到應該盡量減少餾出液中的雜質，因此應采用盡量低的溫度蒸餾。生產實驗顯示，當溫度達到約65℃時，餾出液可以比較順暢流出，因此選定65℃作為蒸餾溫度。觀察餾出液發現蒸餾所得的三氯甲烷略有渾濁，在餾出液中投入顆粒活性炭進行吸附，得到澄清的三氯甲烷。當蒸餾燒瓶中所剩廢液約為原體積的10%時，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 產品驗證實驗

2.1 實驗儀器與試劑

T6可見分光光度計；苯酚標準溶液500mg/L；苯酚標準使用溶液1.00mg/L；苯酚標準物質；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 實驗方法

揮發酚測定方法采用HJ503-2009規定的標準方法。

2.3 空白實驗和工作曲線對比

取16支500ml分液漏斗,分成兩組，

圖1 工作曲線對比圖

表1 標準物質測定結果對比

表2 隨機水樣測定結果對比

秩一組使用市售分析純三氯甲烷，一組使用回收的三氯甲烷，分別按照HJ503-2009的要求做揮發酚測定工作曲線。結果見圖1。

表3 SPSS秩和檢驗運行結果

檢驗統計量

由圖1可以看出，兩種三氯甲烷所得工作曲線基本一致，沒有顯著區別。在工作曲線繪制過程中，同時應用兩種三氯甲烷測定了空白值。回收和市售分析純三氯甲烷所得空白平均吸光度分別為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，且其所做工作曲線斜率也略高，可以認為這是實驗誤差所致。可見，通過回收所得三氯甲烷可以滿足揮發酚測定工作曲線的繪制。

2.4 標準物質測試對比

使用兩種三氯甲烷所得工作曲線對已知濃度標準物質進行測定，結果見表1。

由表1可見，使用兩種三氯甲烷對比對標準物質進行測定，其結果都是準確的，平行測定的精密度也完全符合實驗質量控制要求。

2.5 隨機水樣測試對比

由于標準物質所含干擾物質較少，為驗證回收所得三氯甲烷是否適合用于成分較為復雜的實際水質樣本的測定，從而應用于日常工作中，隨機選取了日常測定的地表水監測站點10個樣品進行對比測定，測定結果見表2。采用統計學上常用的SPSS軟件對兩組數據進行顯著性檢驗，由于兩組數據相當于用兩種方法測定了每個樣本的同一個值，屬于配對數據，但其分布隨機，不符合正態分布，因此采用非參數檢驗中的符號秩和檢驗（Wilcoxon法）來判斷兩種三氯甲烷所帶來的測定結果差異是否顯著，根據SPSS秩和檢驗結果，查T值臨界表，α=0.05時，p=0.759，不能認為兩組數據具有顯著性差異（SPSS運行結果見表3）。因此可以認為回收所得三氯甲烷可使用于日常的水質檢驗，其結果是可靠的。

3 結論

通過使用低溫蒸餾所得三氯甲烷和市售分析純三氯甲烷進行揮發酚測定對比試驗，分別進行了工作曲線對比、空白值對比、標準物質測試對比，均顯示二者結果基本相同。隨機抽取10個真實水樣分別測定，測定結果通過秩和檢驗進行分析，結果顯示兩組數據沒有顯著性差異，因此認為通過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三氯甲烷，應用于日常水樣的測定，其結果是可靠的，這樣可以大大節約經費和減少環境污染，有較好的經濟效益和社會效益。

4 不足及展望

本研究存在以下遺憾：受實驗室儀器設備和技術力量限制，未能對回收所得三氯甲烷的純度進行直接量化鑒定，在條件具備的情況下應當對三氯甲烷回收工藝的最優運行條件進行研究，比如目前僅憑經驗確定最低回收溫度為65℃，例如適當提高蒸餾溫度，從而獲得更快的蒸餾速度，是否可以同時保證回收的質量。目前僅是利用普通的實驗室設備進行回收，效率較低，未來還可對高效的三氯甲烷回收設備進行優化設計，設計出可實現一定生產規模的小型化設備

1.河南省水文水資源局 450003 2.新鄉水文水資源勘測局 453003）