氣相色譜-質譜法分析隔油絮凝處理后蘭炭廢水中有機污染物

張智芳，高雯雯

(1.榆林學院 陜西省煤炭清潔轉化重點實驗室，陜西 榆林 719000;2.榆林學院 榆林市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室，陜西 榆林 719000;3.榆林學院 化學與化工學院，陜西 榆林 719000)

目前，蘭炭企業對所產生的蘭炭廢水主要進行了物化和生化處理［1］，其物化處理的方法一般為隔油除渣-絮凝法［2］，處理后廢水的CODCr含量依然很高，氨氮和酚類含量較高［3］，毒性大［4］，不能達到循環使用的標準［5］。

本文對經過隔油除渣-絮凝處理的蘭炭廢水進行氣相色譜-質譜法(GC-MS)分析［6］，為蘭炭廢水深度處理工藝路線的選擇提供水質分析依據。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

乙醚、異戊醇、正庚烷、二氯甲烷、無水硫酸鈉、重鉻酸鉀等均為分析純;某90 萬t/a 蘭炭廠經過隔油除渣-絮凝處理的廢水，COD 為4 670 mg/L。

5B-3(B)型CODCr多元速測儀;QP 2010W/0 RP230V 型氣相色譜/質譜聯用儀;FA1104N 型電子分析天平。

1.2 實驗條件

1.2. 1 色譜條件 色譜柱為DB-MS 30 m ×Ф 0.25 mm×1 μm 石英毛細管柱，升溫程序:50 ℃升溫，以7 ℃/min 的速率升溫至250 ℃，保持5 min，TCD 檢測器溫度為250 ℃，氣化室溫度200 ℃，載氣為高純氦氣，流速1.28 mL/min，進樣量為1 μL，分流進樣，分流比為20 ∶1。

1.2.2 質譜檢測條件 電離方式EI，電子能量70 eV;離子源溫度250 ℃，質荷比的掃描范圍40 ～500，全掃描的掃描方式。

1.3 樣品的制備

取廢水20 mL，用H2SO4調pH≤2，加10 mL 萃取劑，振蕩，靜止20 min，分離;再加10 mL 萃取劑，振蕩，靜置20 min，分離。萃取后的水樣用NaOH 調pH≥11，加10 mL 萃取劑，振蕩，靜止20 min，分離;再加10 mL 萃取劑，振蕩，靜置20 mim，分離。將酸萃取相和堿萃取相合并，經無水Na2SO4破乳，過濾、去除水分。取1 μL 做GC/MS 分析。

2 結果與討論

分別以二氯甲烷、異戊醇、正庚烷以及乙醚等為萃取劑，對蘭炭廢水進行萃取，萃取相的色譜總離子流圖見圖1。每個色譜峰經計算機通過Nist05 譜庫檢索并與標準譜圖［7］對照，確定化合物，峰面積歸一化計算各成分的相對百分含量。取可信度在60%以上的有機污染物，各峰號所對應的化合物及其相對含量見表1。

圖1 蘭炭廢水萃取相總離子流圖Fig.1 Total ion current (TIC)chromatogram of extraction from semi-coal waste water

表1 蘭炭廢水主要有機物及其相對含量Table 1 The main organic compounds in the extraction phase and their relative contents

續表

由表1 可知，蘭炭廢水中約含有30 種有機污染物，其中主要污染物為酚類，約占所檢測到有機物的50%以上，其中苯酚、3-甲基苯酚含量較高，另外還有烴類、醇、酯類等，還含有少量的酸、芴等化合物。

因所選擇的萃取劑有限、色譜柱的條件以及檢出限的限制，所檢出物的種類有限，若需要得到更全面污染物的種類，還需要做更多的分析。

3 結論

采用GC-MS 法分析了蘭炭廢水中的有機污染物含量大概為30 種，其中主要污染物為酚類及其衍生物，約占到所檢測到有機物的50%以上，另外還有少量的芴、酸、酯類。

［1］ 徐杰峰. 新型蘭炭企業生產污水“零排放”工藝研究［J］.地下水，2009，31(5):143-145.

［2］ 張智芳.蘭炭潔凈生產概論［M］.西安:陜西師范大學出版總社有限公司，2011:139-141.

［3］ 蔡永寬，張智芳，劉浩，等. 蘭炭廢水處理方法評述［J］.應用化工，2012，41(11):1993-1994.

［4］ Meleer H，Nutt S，Marvan I，et al. Combined treatment of coke plant wastewater and blast furnace blowdown water in a coupled biological fluidized system［J］. Water Pollute Control Fed，1984，56(3):192-198.

［5］ 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB 13456—2012 鋼鐵工業水污染物排放標準［S］.北京:中國標準出版社，2012.

［6］ 何國山，葉元堅，蔡錦安，等. GC-MS 法對垃圾滲濾液回灌處理前后有機成分的研究［J］.應用化工，2010，39(4):543-548.

［7］ 劉珊，高文毅，賈佳，等. GC-MS 用于測定造紙廢水中的多環芳烴［J］.環境科學與技術，2012，31(6):10-13.