化工廢水中有機物定性定量檢測方法

　　目前，表征廢水中有機物含量的檢測，一般為COD檢測儀的檢測法，但該方法只能表征出水中有機物的總體量。也有采用色譜法，但這一類方法只能通過保留時間來確定廢水有機物的含量，這種方法對于物質(zhì)結構的判定不嚴謹。而采用氣相色譜-質(zhì)譜連用的檢測方法在近些年來也有報導，但沒有針對精細化工廢水的細化方法。本文以精細化工合成常用的Wittig反應的廢水作為研究對象，建立了針對這類廢水中有機物定性定量的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)法，對該反應廢水中的有機物進行了測量，該檢測方法的建立對這一類化工廢水的處理方法提供了設計依據(jù)。

　　1、實驗部分

　　1.1 儀器與試劑

　　氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS-QP2010Plus)，日本島津公司(SHIMADZUCORPORATION)

　　電子天平：SartoriusCPA225D，Max220g，d=0.01mg(100g)0.1mg(220g)

　　標準品：四氫呋喃、叔丁醇(色譜純，德國Merck)，三苯基氧膦(分析純)

　　樣品：液晶產(chǎn)品合成中，Wittig反應產(chǎn)生的廢水。

　　1.2 樣品預處理

　　廢水經(jīng)蒸餾回收、吸附過濾后，用硬質(zhì)玻璃容器，取上清液作為試樣。

　　1.3 標準溶液配制及標準曲線制作

　　準確稱取THF標準品3.0(g精確至0.0001g)，放入含少量純凈水的100mL容量瓶中，加入純凈水混合均勻并定容，作為標準儲備液1(30000mg/l)。取標準儲備液1，采用相應移液管、容量瓶，加入純凈水稀釋相應倍數(shù)，配置成濃度分別為30，300，3000，6000，15000，30000mg/L的系列標準溶液，上機分析即得標準曲線，

　　準確稱取t-BuOH標準品3.0(g精確至0.0001g)于含少量純凈水的100mL容量瓶中，加入純凈水混合均勻并定容，作為標準儲備液2(30000mg/l)，取標準儲備液2，采用相應移液管、容量瓶，加入純凈水稀釋相應倍數(shù)，配置成濃度分別為30，300，3000，6000，15000，30000mg/L的系列標準溶液，上機分析即得標準曲線，

　　準確稱取TPPO標準品0.02(g精確至0.0001g)于100mL容量瓶中，適量純凈水溶解，適量甲醇助溶，作為標準儲備液3(200mg/l)。取標準儲備液3，采用相應移液管、容量瓶，加入純凈水稀釋相應倍數(shù)，配置成濃度分別為8，40，80，140，200mg/L的系列標準溶液，上機分析即得標準曲線。

　　1.4 氣相色譜-質(zhì)譜條件

　　1.4.1 色譜條件

　　色譜條件(1THF、t-BuOH)

　　色譜柱：DB-Wax(30m*0.25mm，0.25um)，載氣：He，進樣口溫度：200℃，初始柱溫：50℃-3min-20℃/min-120℃-3min，接口溫度：200℃，恒流模式：30cm/sec，分流比70：1，進樣體積：0.2uL

　　色譜條件(2TPPO)

　　色譜柱：DB-1MS(30m*0.32mm，0.25um)，載氣：He，進樣口溫度：300℃，初始柱溫：200℃-10℃/min-300℃-3min，接口溫度：300℃，恒壓模式：46kPa，分流比70：1，進樣體積：0.2uL

　　1.4.2 質(zhì)譜條件

　　離子源EI(70eV)，離子源溫度150℃，閾值：300

　　掃描模式：SIM

　　THF(m/z42、m/z71、m/z72)，t-BuOH(m/z31、m/z43、m/z59)，TPPO(m/z77、m/z199、m/z277)。

　　2、結果與討論

　　2.1 Wittig反應廢水中有機組分的定性

　　結合廢水來源的分析，GC-MS法確定廢水中三種有機組分依次為四氫呋喃(THF)、叔丁醇(t-BuOH)、三苯基氧膦(TPPO)。

　　2.2 Wittig反應廢水中有機組分的定量

　　2.2.1 方法線性范圍

　　線性范圍、線性方程、相關系數(shù)r見表1

　　2.2.2 方法回收率與精密度

　　取Wittig反應產(chǎn)生的廢水3組，經(jīng)蒸餾回收、吸附材料吸附后，按照實驗方法測定其中各有機組分含量，平行測定6組，取平均值，根據(jù)2.1換算廢水中總化學需氧量(COD)，采用COD檢測儀檢測此3組廢水COD，比較本實驗方法與COD檢測儀檢測結果，確定本實驗方法回收率。此方法回收率在87.1%-94.3%之間，三種有機物相對標準偏差均低于9%。

　　2.2.3 廢水中有機組分含量對應的化學需氧量(COD)換算關系

　　根據(jù)THF分子式C4H8O，可計算其理論化學需氧量為16*(4*2+8*1/2-1)=176，則THF的理論化學需氧量與THF質(zhì)量濃度的轉(zhuǎn)換系數(shù)為176/72=2.44.

　　根據(jù)t-Bu(OH)分子式C4H10O，可計算其理論化學需氧量為為16*(4*2+10*1/2-1)=192，則t-Bu(OH)的理論化學需氧量與t-Bu(OH)質(zhì)量濃度的轉(zhuǎn)換系數(shù)為192/74=2.60

　　根據(jù)TPPO分子式C18H15OP，可計算其理論化學需氧量為16*(18*2+15*1/2-1+1*5/2)=720，則TPPO的理論化學需氧量與TPPO質(zhì)量濃度的轉(zhuǎn)換系數(shù)為720/278=2.59。

　　3、結語

　　本方法采用GC-MS法，能夠定性定量精細化工wittig反應廢水中有機物，為廢水研究提供依據(jù)，并能根據(jù)廢水中各自的理論化學需氧量系數(shù)，快速計算出廢水中各組分的化學需氧量(COD)。并結合生化池生物對具有生物毒性的THF限值,確定該化工廢水能否達到進入生化池的要求。該定量方法的相對標準偏差(RSD)<9%，其中有機組分四氫呋喃(THF)在30～30000mg/L、叔丁醇(t-BuOH)在30～30000mg/L線性關系良好，三苯基氧膦(TPPO)在10～200mg/L線性關系良好，方法回收率和精密度高，可作為精細化工廢水深入研究的檢測方法。(來源：西安瑞聯(lián)新材料股份有限公司)