焦化废水及其处理过程中有机污染物成分辨别原理与技术研究

【摘要】本论文主要发展了气相色谱质谱联用技术对焦化废水及其在废水处理过程的不同阶段中的有机成分进行定性鉴别和定量测定研究。系统地研究了多种样品预处理和仪器分析手段并成功应用于焦化废水的有机物分析。主要内容如下：1)对于废水中的挥发性成分(Volatileorganiccompounds,VOCs),发展了吹扫捕集水样前处理技术,并结合气相色谱质谱联用技术进行了分析。在废水中一共定性检测出多种挥发性组分,包括二甲基锡、四甲基二锡、吡啶、苯、甲苯等,定量分析结果表明其含量范围为8.0μg/L-2.0mg/L。2)对于废水中的半挥发性成分(Semi-volatileorganiccompounds,SVOCs),发展和比较了液液萃取、大孔吸附树脂萃取、固相小柱萃取、自动固相盘萃取等样品前处理技术,系统研究了影响萃取效率的因素,分别建立了各种前处理方式的最佳实验参数和方案。利用液液萃取结合气相色谱质谱联用技术在原水中一共定性检测出超过250种半挥发性化合物,主要为苯酚类、苯胺类、联苯类、吲哚和喹啉等有毒有害物,半定量计算有机物含量的范围为1.0μg/L-100mg/L。研究了焦化废水中的有机污染物在水处理过程中的变化、迁移和降解及新的化合物的产生途径,结果表明A1/A2/O系统对于焦化废水的处理卓有成效,半挥发性有机污染物的降解率最高达到98.5%。比较了固相萃取小柱萃取方式和液液萃取对于焦化废水中的半挥发性有机物前处理的效果,结果表明,对于高浓度废水,固相萃取小柱的萃取能力和液液萃取法结果一致；对于低浓度的出水,其萃取所得的化合物种类和量都比液液萃取法要高10%-20%。研究了自动固相盘萃取仪对焦化废水的前处理新技术,对仪器和方法进行了改进,优化条件后取得的测定结果表明,自动固相盘萃取仪完全能够取代固相萃取小柱的功能,且具有工作量小、回收率高、自动化程度高的优势,在批量化检测方面有良好的应用前景。3)发展了固相微萃取技术和液相微萃取技术分析焦化废水中的有机物,首先发展了固相微萃取技术,实现同时对废水中的挥发性和半挥发性有机物进行富集、定性分析和定量分析。系统研究和优化了各种条件,发现在最佳条件下,对有机物的检出限低至0.1μg/L,在5μg/L-20mg/L范围内线性良好。固相微萃取技术大大简化了水样预处理步骤,具有检测限低,定量范围宽,环境友好、取样量少、无需有机溶剂、操作简单、快速等优点。接着我们发展了液液分散微萃取技术,并对废水中主要有机污染物及多环芳烃进行定性定量分析,在最佳条件下,各个目标化合物的富集倍数为300～900倍,取样量为5mL情况下检出限最低至0.01μg/L,液液分散微萃取的优势是检测限低,定量范围宽,操作简单、取样量少、试剂消耗少、时间消耗少等优点。
【作者】宋国新；
【导师】陈建民；胡耀銘；
【作者基本信息】复旦大学，环境科学，2012，博士
【关键词】焦化废水；有机污染物；多环芳烃；定性定量分析；气相色谱质谱联用；液液萃取；固相萃取；固相微萃取；分散液液微萃取；

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