萃取法在化工行业环境监测中的应用

陈景顺，张瑶琴，宣坤飞

（浙江人欣检测研究院股份有限公司，浙江 宁波 315000）

引言

随着人们物质生活水平的不断提高，社会各行业对化工产品的需求也越来越高，使得化工行业得到了长足的进步和发展。但是化工产品的生产过程会产生大量有害物质，对环境造成污染，而很多企业为了追求更高的经济收益，刻意忽略了环境污染的问题，将生产过程中产生的污染物未经处理直接排放，对人们生活的环境甚至人们的身体健康造成了严重的危害，影响社会的长远发展。因此，对化工企业污染物排放的检测和监督非常重要，萃取法就是进行环境检测的有效手段，其效率非常高，能够高效检测出企业的排放物是否存在污染物超标的问题，为化工企业监督和环境保护提供数据支持。

1 化工行业环境监测工作中存在的问题分析

1.1 化工行业环境监测工作管理水平偏低

虽然近年来随着化工行业的快速发展，很多企业都已经形成较大的规模，但目前国内大部分化工企业更加注重产品的生产环节，追求更高的效率和收益，而对生产过程的管理则较为疏忽。虽然很多化工企业应国家相关部门的要求购置了污染物处理设备，但并没有将之投入使用。另外，在化工产品的生产过程中，很多企业也没有制定严格的污染物排放规范，对生产过程的管理非常松散，特别是对污染物处理和检测的管理水平完全不够。甚至目前依然有少部分化工企业，污染物没有经过任何处理就排放到了大自然中，对环境造成了严重的不可逆的危害。这种种不合规不合法的操作都是因为我国在化工行业的环境检测方面的管理力度还不够，管理水平也不高，还需要进一步加强。

1.2 化工行业技术设备比较落后

以国内化工行业如今的科技水平而言，其设备的科技程度跟其他制造行业相比还存在一定的差距，设备的技术比较落后也是导致环境检测工作出现问题的原因之一。目前化工设备技术问题集中表现在两方面：一是化工生产技术水平低，生产技术的水平直接决定了生产过程中污染物的排放量，因为化工产品生产时会无法避免地产生很多污染物，而技术的提高可以将其产生量降低，但目前我国的技术人员还无法通过提高生产技术降低其含量，另外，目前的生产技术也无法对生产过程中造成的材料浪费进行二次回收利用，这进一步加剧了污染物的排放量。二是目前国内的污染物处理技术水平也整体较低，很多化工企业的污染物处理设备并不能完全处理生产过程中产生的所有污染物，一方面是处理不全面，另一方面是处理不彻底，因此很多化工污染物只能直接排放到自然环境中，造成严重的环境污染。

2 萃取法概述

2.1 快速溶剂萃取法

快速溶剂萃取法是指利用有效的溶剂将污染物在高温高压环境下进行化学处理，从而快速检测污染物中有害物质的含量。其具体过程是将污染物和溶剂都放入萃取池中，然后持续升高萃取池的温度和压强，使溶剂沸腾然后朝着一个方向移动，从而将待检测物质从污染物中快速提取出来进行反复萃取，再将其溶解进溶剂中，通过其与溶剂产生的化学反应来检测其含量。这项技术可以快速有效检测出化工企业排放的污染物中有害物质是否超标。

快速溶剂萃取法的萃取池温度一般情况下在5 ℃～120 ℃之间，温度越高，化学反应越剧烈，检测效率越高。一般而言，14 mL 的溶剂可以溶解10 g 污染物，需要加热15 min 左右，总体而言这项萃取法成本较低，检测效率高，对原料的回收率也很高，且操作非常简单，因此是目前国内化工企业非常常用的一种环境检测方法。但另一方面，这项技术要有效使用还需要一些前提，第一是需要进行萃取的污染物必须是干燥的，不能是污水等湿润状态，因此很多污染物在萃取之间必须进行风干；第二是污染物的体积不能太大，否则会拖慢溶解速度，降低萃取效率，因此对于体积较大的污染物，在进行萃取之前应该先对其进行研磨，确保其直径小于0.5 mm；第三是不同的污染物需要不同的溶剂，为了保证其萃取效率，在进行萃取之前必须先了解污染物的性质，并选择合适的溶剂，这样才能使萃取更加顺利，检测结果更加准确有效。

2.2 分散液-液微萃取法

分散液-液微萃取法是指通过对污染样品和含有萃取剂的分散剂的不同分配系数进行检测分析。其具体操作流程是先将污染物放进离心试管，然后注射一定量的分散剂，震荡试管使分散剂快速形成非乳浊液，并且与污染物充分接触，这样污染物就会快速由水相朝着有机相移动，直到达成平衡点。这一系列的操作会使溶液发生离心作用，萃取剂会因此发生沉淀，对其沉淀物进行采集和分析，就能有效检测出其中的有害物质含量。

这种萃取法相比快速溶剂萃取法而言速度更快，操作也更加简单，对萃取的前提要求很低，因此常常被用来进行应急检测。这项技术一般用来检测污染物中的硝基苯类、多环芳烃、氯酚类、氯苯类等有害物质。总体而言虽然检测速度很快，但检测范围较为狭窄，要扩大其检测范围，需要对离心试管进行改进。

2.3 固相萃取法

固相萃取法不单是一种萃取法，而是三种萃取法的统称，包括膜萃取法、顶空萃取法和直接萃取法。膜萃取法是指将被渗透膜包裹中的萃取针头伸入污染物中直接进行萃取，然后检测其有害物质；顶空萃取是指通过一些方法减轻固态或液态污染物中背景吸收的影响，促进萃取剂和污染物的平衡，进而延长设备的使用寿命；而直接萃取法则是专门用于赶紧水质的检测和空间检测，需要与其他分离检测技术配合使用，检测速度更加快速，而且不用任何溶剂或分散剂，检测效率更高[1]。

2.4 超临界二氧化碳萃取法

超临界二氧化碳萃取法是一种新兴萃取法，这种萃取法相比其他萃取法而言检测效果更好，操作也更简单方便，但就目前而言其造价较高，对环境的要求也很严格，且检测范围比较狭窄，目前并没有得到广泛应用。

3 萃取法应用于化工行业环境监测的意义

人类的生存环境每时每刻都在遭到破坏，环境检测对于现代社会而言刻不容缓，其不但能够使人们及时意识到目前生态环境的污染现状，还能在很大程度上减缓、阻止遭到更加严重的破坏，同时也能帮助人们对已经被污染的环境进行整改和补救。科技的进步使得环境监测的手段也趋向智能化，目前国内已经可以利用网络技术及时对生态环境的各项数据进行收集和分析，并形成可供参考的数据库。同时，还能通过网络平台对数据进行处理，针对环境的具体污染情况提出科学的补救治理措施，有效改善生态环境。因此，环境监测是环境保护和治理的重要前提和核心内容，具有不可替代的重要作用。萃取法能够对化工行业产生的污染物进行实时监测，严格控制化工企业的污染物排放量，有效避免污染物对环境造成严重破坏。因此，将萃取法应用于化工行业的环境监测对于生态保护具有重要的意义，能够在很大程度上减少环境污染，对生态环境起到较好的保护作用。

4 化工环境监测中应用萃取法应注意的问题

萃取法虽然是进行化工行业环境监测的有效方式，也得到了广泛的应用，但在使用过程中依然存在一些问题需要特别注意。第一，萃取法最大的优势在于速度快、效率高、结果准确，但就技术本身而言，有很多因素都能够对萃取效率和检测结果的准确率造成影响，因此，在使用萃取法时需要特别注意，避免相关因素的误差造成结果的不准确。溶剂是萃取法污染物检测结果准确度的重要基础，在萃取时，工作人员应该注意溶剂使用的准确性和合理性，针对不同的污染物选择不同的溶剂，要充分考虑到溶剂是否会和污染物中的其他成分产反应，影响检测结果。另外，研究表明溶剂的体积也会对检测结果产生较大的影响，体积在一定范围内缩小才能使萃取速度变快，因此在使用溶剂要注意定量使用，尽可能的节约成本，加快速度，确保污染物能够高速分离，提高检测的速度和质量。另外，温度也是影响萃取效率和检测结果的重要因素，工作人员在进行萃取检测的过程中一定要注意控制萃取池的温度，避免温度过低造成有害物质提取不完全，造成检测结果不准确[2]。搅拌速度会影响溶剂与污染物的融合程度，因此工作人员在进行萃取时也需要注意控制搅拌速度，避免速度过快导致溶剂分解，过慢导致污染物融合不均匀，这些都会影响环境检测结果的准确性。

5 萃取法在化工行业环境监测中的应用

5.1 在土壤环境监测中的应用

部分化工产品在生产过程中会对土壤环境造成一定的污染，因此土壤环境监测是化工行业环境监测的重要内容之一。土壤环境比较复杂，具有一定的特殊性，因此在对土壤进行萃取之前要先对其进行预处理，比如利用顶空法对土壤进行加热，使其中的有害物质发生汽化挥发，然后在收集其挥发气体进行萃取，对其中的有害物质进行检测。在比如使用浸取体验法先将土壤与有机溶液进行融合，使土壤的有害物质流入溶剂中，然后再利用萃取法对其进行检测。这两种方法是常用的土壤萃取手段，两种方式各有优劣，需要根据具体情况进行选择，但总体而言浸取体验法需要的时间比较长，因此在应用时可以借助其他技术加快污染物和有机溶剂之间的融合反应速度，提高萃取效率。

5.2 在水环境监测中的应用

水是化工产品生产过程中不可或缺的资源，而化工产品生产也会不可避免的产生大量废水和污水。污水不仅仅是生产直接产生的，生产过程中对设备和产品的清洗等过程也会产生含有有害物质的污水。这些污水如果未经处理直接排放，就会对环境产生非常恶劣的影响。目前国内已经很少有化工企业会把污水不经处理直接排放到自然环境中，这方面的情况已经得到了较大改善，但化工生产过程中经常会出现污水泄露的现象，很多企业对这方面的管理还比较疏忽，对环境依旧造成了极大的破坏。因此萃取法也被大量应用于化工行业的污水检测中，萃取法能够对水资源进行实时监测，并对污水中的各种有害物质的含量进行比较精确的检测，提高检测效率，对我国化工企业水资源污染监管起到事半功倍的效果，在很大程度上制约了企业的不合规操作，减少了污水的直接排放量，对化工企业的内部污染物管理也起到了一定的促进作用[3]。

5.3 在大气环境监测中的应用

化工企业生产过程中也会产生大量废气，造成严重的空气污染，还会形成雾霾等大气现象，直接对人们的身体健康造成严重伤害。萃取法用于大气环境的检测是比较方便易于操作的，因此目前我国很多的化工行业大气环境监测通常都会使用萃取法，大气中的污染物比较容易收集和分析，也很便于对其中的有害物质进行萃取。但由于气体的特殊性，它不仅会对人体造成直接的伤害，还容易引起爆炸等意外事故，所以对在进行气体环境监测时，不仅要对其中的有害物质进行定性分析，还要进行定量分析，确定大气中各种有害物质的浓度，避免其造成不可挽回的严重后果。常见的气体采集方法有静态采集和动态采集两种，相比之下静态采集难度更低，所需样本量更少，检测结果也更加准确。

6 萃取法在化工行业环境监测的应用优化措施

6.1 提高对环境监测的投入力度

首先，化工企业应该提高企业内部员工的环境保护观念，开展相关的培训活动对员工进行环境保护理念培养，引起企业内部从上到下的重视，这样才能确保环境监测工作能够顺利开展。同时，化工企业应该加大对环境监测的投入，制定详细的污染物处理制度，备齐污染物处理设备，加强对整个生产过程的污染物监测，并且进一步完善萃取法的应用，提高污染物检测结果的准确性，确保其能够发挥出最大的价值，避免因为员工重视程度不够或设备技术水平不足而导致的人为性环境污染。

6.2 培养工作人员的综合素质

企业必须重视对员工综合素质的培养，不仅要提高他们的环境保护意识，还要从知识水平、专业素质、技术水平、操作经验等各方面提高他们的综合能力，确保他们有能力认真、完善地开展环境监测工作。同时，还要定期对员工进行专业技能的培训，让员工学习萃取法的所有流程，保证生产相关员工都能进行污染物及时检测。并且对萃取法在污染物检测方面的应用进行系统管理，使资源能够得到更加合理的利用，在尽可能的节约成本的同时保证企业污染物的排放能够达到国家标准。

6.3 利用信息管理平台科学检测

管理对于生产非常重要，特别是在化工产品的生产过程中，管理人员必须加强管理，对整个生产过程的质量和安全进行严格把控。但随着企业的发展壮大，生产线也越来越多，人力管理渐渐力不从心，顾此失彼，很容易出现纰漏。因此，企业应该利用现代网络技术建立信息化管理平台，对生产过程中的萃取法使用情况、污染物排放情况、周围环境情况实现动态化数据实时管理，宏观调控各项资源，提高生产过程和污染物萃取过程的灵活性，使各条生产线排放的污染物都能得到及时的萃取处理，并针对污染数据及时采取相关措施，确保化工企业周边的环境能够得到快速有效的治理，减弱化工生产造成的环境污染[4]。

6.4 建立健全监督管理体制

除了企业自身的努力之外，相关政府部门和环境保护部门也应该大力推广萃取法在化工行业环境监测中的应用，加强对化工企业的环境污染监督，制定一系列的奖惩制度并严格执行，以此提高企业对环境污染的重视程度，推进萃取法在化工企业环境监测中的利用率，进而促进化工行业的可持续发展。

7 结语

总之，化工行业生产过程中会制造大量污染物，对其的环境监测非常重要，是生态环境保护工作的重要内容。萃取法是目前效率最高、效果最好的化工行业环境监测方法，应该大力推广，采取相关措施解决其应用过程中的问题，进一步优化其检测综合质量，进而提高化工企业对污染物的处理力度，避免污染物对生态环境造成严重危害，实现化工行业绿色生产。