气相色谱法在测定冶金企业工业废水中丙烯酸甲酯的应用研究

赵洪春，邱中堂

（万华化学（广东）有限公司，广东 珠海 519050）

丙烯酸类聚合物制备出的单体非常多，主要有丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体以及其他可参与丙烯酸类单体共聚的含不饱和双键的化合物等几大类。除按此分类外，还可以按是否含活性官能团的单体进行分类。不含活性官能团的丙烯酸单体有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸全氟烷基酯、丙烯酸羟乙基磷酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃甲酯等[1-3]。

本论文主要研究冶金工业废水中丙烯酸甲酯的含量，其又叫作甲酯，为无色易挥发液体，且具有辛辣气味，有催泪作用，丙烯酸甲酯溶于乙醇、乙醚、丙酮及苯微溶于水，且其具有以下物理性质，如表1所示：

表1 丙烯酸甲酯的物理性质

丙烯酸甲酯具有广泛的用途：它能够将聚合物进行合成，醋酸乙烯单体、苯乙烯单体等合成聚合物可用在材料粘合、建筑用的涂料方面，另外在涤纶、腈纶、棉制品等上浆上也需要使用丙烯酸甲酯，高分子单体是丙烯酸甲酯的主要构成物质，用于树脂合成、塑料涂料的配制及皮革、纺织品和纸张的加工等，也用作粘合剂；制造聚合体。中间体。活化剂，合成树脂；高分子聚合单体；有机合成。供制作涂料、纺织、皮革、粘合剂等工业用的各种树脂。

丙烯甲酯处理方法有：催化湿式氧化法、气象色谱法等等。现阶段我们所采用的湿式催化氧化法处理丙烯酸甲酯类的冶炼废水，因为催化剂的活性有所降低，工艺流如图1所示，时常在使用一段时间后这一方法的去除效率逐渐变低，所以催化湿式氧化处理丙烯酸甲酯只是用于研究的初级阶段。这种方法的缺点为催化剂的使用有固定性，对进水条件有一定的限制，迄今为止只有少数企业采用这种方法，但该方法也有一定的优点，在进行废水处理时不用考虑工业废水的毒性，所以在该领域也具有一定的应用前景。

图1 催化氧化法处理冶金废水工艺流程

工业废水中丙烯酸酯类属于强极性化合物，在使用气相色谱法进行测定前，需要对工业废水进行衍生化反应，因为极性溶剂与水的互溶性，丙烯酸甲酯的提取是此次实验的难点与关键点，本文介绍了气相色谱法测定冶炼废水中丙烯甲酯及笨二甲酸等有毒物质，此方法操作简单，成本较低，适合广泛推广。

1 试验部分

1.1 试剂

丙烯酸甲酯为色谱纯(美国Chem Service公司)。丙烯酸甲酯标准配制：用微量注射器准确抽取一定量的丙烯酸甲酯(20℃时，1μL丙烯酸甲酯为0.9360mg)，注入100 mL注射器中，用清洁空气稀释至100 mL，配成一定浓度的丙烯酸甲酯标准气。二硫化碳溶剂为色谱纯(美国Chem Service公司)[4,5]。

1.2 色谱条件

载气为高纯度氮，柱流量4.0 ml/min；柱温为80℃；气化温度为210℃；检测器温度为250℃；空气流量为400 ml/min，氢气流量为60 ml/min；分流比为10:1；进样量为1μl。

2 结果与讨论

2.1 线性关系与最小检测量

取工业废水含有丙烯酸甲酯实验样品，分为不同浓度的液体，选取质量浓度为35.00、13.50、24.90、8.40、4.60mol,根据色谱条件将试样分别注入到气相色谱仪中，记录下丙烯酸甲酯的残留时间[6]，试样中丙烯酸甲酯线性回归采用色谱峰面积外标曲线法，得到的回归方程式为Y=0.2534X+0.143，相关系数r=0.9991。

2.2 样品测定

用测定测定校准曲线的操作条件，测定样品和空白样品按照的解吸液，测定的样品的峰面积减去空白样品的峰面积后，由标准曲线得出丙烯酸甲酯的样品浓度，保留时间为定性指标[7]。

2.3 精密度和准确度

取10个空白样品管分成两组，向第一组5个样品管中依次加入2μl的丙烯酸甲酯标准中碱溶液，向第二组5个样品中依次加入5μl的丙烯酸甲酯标准中碱溶液，样品处理后进入色谱柱测定，结果如表2所示。

表2 丙烯酸甲酯精密度的测定结果

2.4 穿透容量实验

按照参考文献[8]的方法进行实验，丙烯酸甲酯的穿透容量（100 mg）为2.6 mg。

2.5 解吸效率实验

在样品管中加入一定量的丙烯酸甲酯工业废水,立即塞紧管塞,放置过夜,再按分析步骤测定丙烯酸甲酯的含量,平均解吸效率为91.6%～95.1%,结果见表3

表3 丙烯酸甲酯解吸效率试验

2.6 丙烯酸甲酯去除稳定性试验

取30支实验管，每支均加入含量为8.450μg的丙烯酸甲酯，立即塞紧管塞,室温下放置。先取6支，即刻按1.2色谱条件测定,其余分别于1、3、5、7d后测定,结果见表4。结果表明,8.450μg丙烯酸甲酯得到吸附,放置7d后测得的回收率为97.68%，与即刻测得量相比，损失率为2.32%。因此样品采集后在室温下放置7d的分析仍可获得较准确的结果。

表4 丙烯酸甲酯稳定性试验结果

2.7 丙烯酸甲酯的采样效率

在实验室模拟现场3个冶炼厂污水排放点，配制3种不同浓度的丙烯酸甲酯标准，每个点分别以0.2 L/min的流量，采样15 min，采样体积为2 L。采样和测定进行6次，结果见表5。

表5 采样效率试验结果

3 结论

本文采用一种新的气相色谱法对冶炼废水中丙烯酸甲酯类物质进行检测，实验结果显示，此方法检测水平可以达到ppm级，具有良好的线性，且操作简单、成本较低，是一种快速筛选方法，可以用作冶金废水排放指标控制上。