萃取法在化工行業環境監測中的應用分析

王彥娜，劉林林

（濮陽職業技術學院，河南 濮陽 457000）

隨著國民環保意識逐漸增強，人們對自身生存與生活環境的要求不斷提升。進入新時代以來，各領域與行業開始實行跨行業合作，化工生產亦是如此。化工生產是引發環境安全問題的因素之一，但是在技術水平不斷提升的今天，環境污染物監測工作有了更多的方式并逐漸完善。在這一背景下，萃取法能對生態環境進行有效監測，其在化工行業的環境監測中也有顯著優勢。這一方式能對環境中超標的污染物進行快速、精確的檢測，為環境監測與生態改善工作提供有力的數據支撐，為社會下一階段的發展奠定堅實的基礎[1-2]。

1 萃取法應用于環境監測的意義

環境監測可以使人們對現階段的自然生態環境狀況有更全面的認識，如果生態環境遭到污染卻不能立即修復，將導致生態環境進一步惡化[3-4]。根據情況進行實時動態監測，可以有效避免污染物對自然生態環境的破壞。此外，還可以采集自然環境中的各種指標數據，并通過智能服務平臺對這些數據信息進行統一處理，為后續的環境保護和生態環境治理提供第一手資料。隨著我國智能技術的飛速發展，科技創新的方法被不斷應用于各行各業，環保監測行業主要采用科學、合理、有效、智能的系統軟件，對人們生活環境中污染物的信息和數據進行分析，明確提出系統的解決方案。現階段，環保監測屬于我國生態環保整治中最重要的環節，可以對生態環境管理中的污染物成分進行定性研究，對我國生態環境保護整治具有重要的現實意義，利用萃取原理進行環境監測可以讓人們更及時地掌握污染物的總量和危害程度，因此，利用萃取原理監測自然環境，對減少空氣污染具有關鍵作用[5-6]。

2 化工行業環境污染

2.1 生產過程中產生的污染

在化工廠中，整流設備、供氣儲液罐等設備隨處可見。這些設備本身就有危害性，一旦發生泄漏，其中的有害物質會

威脅人的生命。在這些區域，應加強對溫度、壓力、濕度等指標的監測。此外，還應加強對周邊環境指標的監測，例如通過分析設備周圍土層的化學成分判斷容器內物質是否泄漏。由于初期泄漏量很小，有時不能滿足儀器設備的檢驗要求，此時可采取提純方法提高總體目標化學物質的濃度。這類檢測實際操作簡單，可供選擇的實驗試劑也很多。同時，由于操作過程全封閉、安全系數大，特別適用于化工行業的環境監測。

2.2 產品伴生物污染

在化工領域，化工產品的生產過程本身就是化學變化過程，伴隨著化學物質的溶解和形成。在這個環節中，首先，產品本身可能是有害的。例如在化工產品的生產過程中，會產生多環芳烴。多環芳烴具有一定的毒副作用，嚴重的甚至可能致癌。另外，在化工產品的生產過程中，也會存在一些不穩定的化學物質，此類化學物質與氣體中的其他元素反應也可能產生有害化學物質，這些化學物質與原料和生產工藝密切相關。在化工產品的生產過程中，如果容易產生有害氣體，也可以采用萃取法，對生產過程進行監測。

2.3 生產后的污染

化工產品加工后會形成一些廢氣、污水和廢物，是化工廠的主要污染物。廢氣不僅有害，有些還易燃易爆。因此，除了準確測量廢氣，還需要進行定量分析和測量，而質譜分析和色譜儀常用于氣體監測。很多化工廠都建在河邊，而化工廠的污水排放會對河流的綠色生態造成不可估量的危害。因為生產加工目標不同，污染物含量不同，監測方法也不同。廢物的主要特點是持久性，因此，其監測應重點關注毒副作用、易燃易爆材料、腐蝕等層面。

3 化工行業環境監測工作中存在的問題分析

3.1 化工行業環境監測管理水平偏低

據近年的調查統計，大部分化工企業非常重視基礎建設，而對生產過程的管理重視程度不足。雖然一些化工企業也安裝了該領域相關規定下的化工固廢處理系統，但在具體的生產過程中，并未將其作用充分發揮出來，而是將其作為應對檢查的專用工具。此外，一些化工企業雖然制定了廢棄物排放標準，但尚未落實，也沒有指派技術管理人員對生產過程中的廢棄物排放進行管理。部分化工企業甚至在化工生產過程中無視廢物排放標準，導致化工行業出現嚴重的生態和環境問題。另外，部分化工企業為了更好地降低產品成本，化工固廢處理系統出現問題后沒有及時維護，導致固廢處理系統無法正常運行，污染問題不斷加重。

3.2 化工行業環境監測技術設備比較落后

在我國目前的科技水平下，化工制造行業的技術裝備水平落后于其他行業。當前，化工制造業有兩個重要技術裝備問題。首先，生產制造整體技術水平略低?，F階段，在我國化工制造行業的生產過程中，大部分化工廠不可避免地會產生很多有害物質或污染物。由于產能的限制，目前在化工廠的生產過程中，一些可回收再利用的化工原料無法回收利用，降低了原料使用效率。當前，化工廠污染物處理設備和技術規范的發展并不理想，大多不能滿足對生產過程中產生的各種有機化學污染物的處理要求，導致許多有機化學污染物被排放到環境中，環境污染整治效果較差。

4 萃取法在環境監測中的實際應用

4.1 水源地環境監測

各個行業的發展都需要大量的水資源，當前，水污染已成為嚴重危害環境的污染類型之一，得到了化工企業的高度重視。近年來，為了保證飲用水安全，水源地環境監測成為重要環節。在當前科技創新水平不斷提高的背景下，為了更好、更合理地監測水源地環境，可以利用固相微萃取的基本原理。與其他檢測方法相比，頂空進樣器萃取可以更及時地對整個過程進行監測。在監測過程中，檢測人員要掌握水資源中污染物的重要特征，然后選擇檢測方法。隨著科技創新水平的不斷提高，已經出現新的電鍍和液質聯用技術，可用來監測水源地環境，與頂空進樣器萃取相比，提高了檢測的質量和準確性，進一步保證了水資源檢測的高效率。對部分水資源進行檢測時，檢測人員必須先將內壁毛細管插入高效液相色譜自動進樣閥，以氣相針作為凈化處理管，達到固相檢測要求。固相微萃取可用于檢測水資源中不同的殺蟲劑，在整個檢測過程中，凈化處理時間一般控制在50 s內，大部分檢測結果的誤差可以穩定在4%以內[7]。如果采用固相微萃取法，基本可以滿足水源地的監測規定，進而提高水源地的監測精度和準確度。

4.2 土壤環境監測

土壤環境監測的獨特性顯著。在對固態樣品進行監測時，為了確保土地質量，需在使用固相微萃取法監測前，先對土壤樣品進行分析[8]，一般采用兩種方式處理土層監測樣品。（1）加熱收集的土層樣品，其中的苯系物等化學物質會被蒸發，揮發性有機物會被收集，然后采用頂空萃取法進行純化處理。（2）采用浸出法。浸出時，先將本次監測的土壤樣品引入高效液相中，然后采用固相微萃取法對土層樣品進行監測。兩種不同的制作方法在使用時具有不同的特點，因此，使用的地區也不同。一般前一種加熱方式多用于土層測試樣品，相關工作人員通常使用硅膠制品。如果測試人員必須采用加熱法對土層測試樣品進行測試，可以檢測出土層測試樣品所必需的羥甲基硅油和三甲苯-對二甲苯，以獲得更直接、更重要的測試結果，而且這類檢測的預期效果也比較準確。與其他檢測方法相比，這種檢測方法可以利用涂層本身的優點，在整個檢測過程中不斷使用涂層。與其他檢測方法相比，這種檢測方法的資源利用率更高，廢物回收后可循環使用。多次重復使用主要出現在以下兩種情況中：一種是索氏凈化，另一種是微波凈化。采用浸出法進行土壤污染控制試驗時，可通過有機化學溶解度輔助。與其他土壤污染控制檢測方法相比，這類檢測方法需要較長的分析時間。因此，大多采用微波提純工藝，提高溶解效率，減少時間消耗。此外，相關工作人員在監測土壤質量時，使用固相微萃取可以大大減少飽和溶液的使用，在保證監測結果準確的情況下，提高了整個監測過程的安全系數。

4.3 大氣環境監測

在當前的外部環境下，環境污染已經成為許多疾病的直接誘因，包括畸形胎兒和呼吸道疾病。近年來，霧霾的加重讓很多人越來越關注空氣質量指標和化學污染物的監測。新型固相微萃取法對空氣污染物的檢測具有更強的特異性效果。使用固相微萃取法檢測環境空氣時，如果得到的空氣樣品屬于蒸汽混合物，檢測人員首先要詳細分析濃度值，并在固定濃度值后，制定檢測標準后長期保持不變。只有保證檢測標準的恒定，才能保證檢測效果的準確性。測試人員在對試樣進行平行平面實驗時，如果能夠得到濃度值基本相同的蒸氣混合物，就可以根據各種基本參數分析濃度，進而得到符合要求的蒸汽混合物作為氣體檢測的標準，并對自然環境中的空氣污染源進行檢測。一般采用固相微萃取監測環境質量時，首先要保證待測樣品的質量，進而快速靈活地利用固相微萃取的優勢，確保檢測達到預期的精確度。因此，檢測人員應按照檢測的詳細要求和標準進行樣本采集。此外，在進行自然環境污染監測時，檢測人員必須選擇合適的數據分析方法，根據檢測要求對檢測結果進行分析。樣本采集方式分為兩種：一種是數據格式采樣，另一種是動態采樣。一般檢測人員在分析空氣質量指標中的污染物時，可以根據實際檢測要求和條件特點，選擇合適的采樣方法。如果采用靜態數據采樣，可將凈化后的涂料置于室內，使涂料完全進入待測樣品的自然環境中，經過一段時間后，可獲得符合檢測規定的檢測樣品。如果應用動態采樣，則必須依靠吹風機或風扇等確保氣流穩定。試樣通過氣流后，會隨著氣流到達鍍層，得到符合測試規范的試樣。如果監測時需要獲取大氣基質中的有用成分，就要根據衍生化反應使極性分析物轉變為非極性分析物，既能優化分析物基質層和涂層的分配，又能使萃取選擇更加多樣。

5 化工行業環境監測中應用萃取法的相關對策

5.1 在水環境中的應用

萃取技術在化工制造行業水環境保護監測中起主導作用?；て髽I的生產制造要用到大量的水，生產完成后，會使用大量的水清理機械設備。如果廢水未經處理就直接排放，會造成環境污染。因此，廢水的檢測十分重要。為保障化工制造行業水環境的質量，需要高度重視固相萃取這一關鍵技術。固相萃取-GC-MS法有利于樣品的高效溶解，減少飽和有機化學溶液的使用，操作也很簡單。通過對化工廢水中26種酚類和8種氯苯的分析，選用固相萃取柱，積極改進固相萃取和設備的檢測標準，取得了良好的實際檢測效果，所得結果為0.0500 mg，在0～1.00 mg/L內呈現出良好的線性關系，目標方法的檢出限為0.021～0.069 μg/L，RSD為0.5%～12.4%。應用這種凈化方法可以對水環境中的成分進行科學合理的檢測。

5.2 在土壤環境中的應用

在土壤環境中，由于土層樣品有獨特性，在應用固相微萃取法時通常需要進行準備工作，如浸取提液法以及頂空法的運用。第一種是將分析液倒入漏液中，然后通過固相微萃取進行檢測，通常是超聲萃取和索氏萃取，萃取分析時間較短，有機溶劑的用量也很大，可以利用微波加速反應，提高反應效率。應用頂空法對樣品進行加熱，使樣品中的總目標物蒸發并在頂空進樣器中被收集和萃取。溶劑快速萃取法在土壤監測中能起到更好的作用。在1 500 psi（1 psi=6.895 kPa）的工作壓力下，采用有機溶劑快速萃取法從土層中萃取有機氯化物，用碳分子篩進行脫除、干燥和凈化處理，曲線相關系數r在0.998以上。這種萃取方法可以大大提高檢測的質量和效率。

6 結語

在化工生產環境監測中，科學運用萃取技術能夠確保環境監測工作質量得到大幅度提升，為環境污染的治理奠定堅實的基礎。隨著我國化工行業的發展，其在生產制造過程中的環境保護要求也在逐漸提高，運用萃取技術能夠為化工行業環境監測工作的深層次落實提供有力保障，提高企業的重視程度，對污染問題的有效解決有重要的現實意義。