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水质挥发酚的连续流动测定方法与装置开题报告

 2020-05-22 09:05  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

1.挥发酚

酚类化合物主要来源于焦化厂、煤气厂、石油炼厂、木材干馏、合成纤维、染料、医药、香料、农药、塑料制造、油漆、消毒剂、防腐剂、化工、钢铁等工业废水。酚类化合物为细胞原浆毒物,属高毒性物质,严重威胁着环境和人体健康。人体长期饮用被酚污染的水可引起头晕、头痛、精神不安、食欲不振、呕吐腹泻等症状;对鱼类等水生生物有毒害作用;危害农作物,使农作物枯死或减产。近几年,国内外关于酚类污染事件频频报道,含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一,是环境中水污染的重要来源。
根据酚类能否与水蒸气一起蒸出,分为挥发酚和不挥发酚。挥发酚通常是指沸点在 230 ℃以下的酚类,通常是一元酚。挥发酚是我国饮用水源水和地表水的必测项目,《地表水环境质量标准》( GB3838-2002) Ⅰ类、Ⅱ标准限值不超过0.002 mg/L,《地下水质量标准》( GB/T14848-93)Ⅰ类、Ⅱ标准限值不超过0.001 mg/L。目前环境监测常以苯酚和甲酚等挥发性酚作为污染指标。已用于环境监测中挥发酚的方法主要有分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、流动注射法、生物传感器法等等。按照《生活饮用水卫生规范》检测方法是4-氨基安替吡啉氯仿萃取分光光度法。该法经典,但在实际操作中有操作繁琐、所用的萃取试剂氯仿对操作人员健康危害很大等缺点。

2. 连续流动分析技术

连续流动分析技术(简称CFA)是上世纪50年代提出、70年代发展普及起来的。现在许多国家都在做流动分析的工作,比较著名的有德国的BRAN LUEB,美国的LATCH,荷兰的SKALA,还有法国的 FUTURA。在中国流动分析技术近几年也开始快速发展起来,其中最具代表的是北京吉天生产的 FIA-6000,其性能也已经达到国外同类产品的先进水平。CFA 的基本工作原理:把生成有色化合物过程中人工需要完成的各种化学反应,通过设计成相互串联的化学反应器具,使样品及反应试剂进入此流路中可自动按顺序完成反应(如混合圈代替混合搅拌,透析膜代替过滤,在线加热装置代替手工加热等),最终形成的有色化合物进入比色计进行比色,通过电脑软件自动计算出来。它的特点就是精度高、重现性好、速度快,同时质控工作亦可以在自动分析中完成。

随着仪器自动化技术的发展,具有在线蒸馏功能的连续流动分析仪(continuousflowanalyzer,CFA)和流动注射分析仪(flowinjectionanalyzer, FIA)已成功应用于水中挥发酚的测定。与传 统的蒸馏比色法相比,以模块化设计代替繁琐费时的手工操作,实现了分析检测的自动化,同时配以高分辨率的检测器,大大提高了检测的灵敏度。此外避免了有机溶剂的使用,降低了对检测人员健康和环境的危害。连续流动技术主要原理在于样品和试剂在一个连续流动的系统中混合均匀,每个样品被均匀的气泡分割。由于采用模块化设计,流动分析仪很容易适应实验室不同项目的分析要求,尤其是对于大批量样品分析,可以节省人力,大大提高分析效率。目前该技术已在水质检测上得到广泛应用。

流动注射分析法是应对大批量样品的分析而研发的一种自动分析技术,其工作原理是:于封闭的管道中在流动的载流下完成样品注入、 样品前处理、试剂加入、样品与试剂的混合和反应, 并在最后流经检测器时完成检测和记录信号等一系列分析过程。流动注射分析法测定挥发酚化合物具有操作简捷、取样量小,检测限低、灵敏度高、线性范围宽、结果准确、检测时间短等特点,并且减少了操作人员与有毒有害物质接触的机会。
流动注射分析法又可分为间隔流动注射法和连续流动分析法, 已经广泛应用于环境介质中挥发酚的测定,获得令人满意的结果。而流动注射分析仪的发展也得到了长足的进步与发展, 表1列举了部分常见的流动注射分析仪器。

表1流动注射分析仪器类型

仪器类别

仪器型号

文献来源

流动注射分析仪

QC8500 流动注射自动离子分析仪( 美国 Hach 公司)

[1]

流动注射分析仪

QC8000 型 FIA 流动注射仪( 美国 LACHAT 公司)

[2]

流动注射分析仪

QC8500分析仪( 美国 Lachat 公司)

[3]

流动注射分析仪

FIA-6000 全自动流动注射分析仪(北京吉天仪器有限公司)

[4]

流动注射分析仪

ALLIANCE 流动注射分析仪( FUTURA,法国 ALLIANCE 公司)

[5]

流动注射分析仪

Flow SolutionⅣ流动注射分析仪( 美国 OI 公司)

[6]

连续流动分析仪

AA3 型( 德国 BRAN LUEBBE)

[7]

连续流动分析仪

SKALAR San 型连续流动分析仪

[8]

连续流动分析仪

Futura 型连续流动分析仪( 法国 Alliance 公司)

[9]

连续流动分析仪

FIA6000 型全自动连续流动注射分析仪( 北京吉天仪器有限公司)

[10]

连续流动分析仪

QC8500 连续流动注射仪( 美国 LACHAT 公司)

[11]

连续流动分析仪

AA3 型连续流动分析仪( 德国 Seal 公司,原德国 Bran - Luebbe 公司)

[12]

间隔流动分析仪

FlowSolutionVI间隔流动分析仪( 美国 O#183;I 公司)

[13]

间隔流动分析仪

SkalarSAN plus 间歇流动注射分析仪( 荷兰 Skalar 公司)

[14]

间隔流动分析仪

SAN 流动分析仪( SFA) ( 荷兰 SKALAR 公司生产)

[15]

参考文献:

[1] 马鹏飞,王海青, 孟双明, 等. 流动注射分析仪测定水中挥发酚[J] .山西大同大学学报( 自然科学版) ,2010,26(6) : 41 - 43

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[8] 郑素琴. SKALAR San 型连续流动分析仪测定水中挥发酚的方法研究[J] . 水利科技与经济,2011,17(7) :26 - 27,29.

[9] 王耀,邹潍力, 黄健生, 等. 连续流动分析法快速测定环境水样中的挥发酚[J] . 分析试验室,2009,28( 增刊) :85 - 87.

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[13]王萍,阎英,尹辉, 等. 间隔流动分析法测定地表水中挥发酚[J] . 皮革科学与工程,2007,17( 1) : 66 - 67.

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[15]葛明,吕清,秦宏兵, 等. 间隔流动分析仪测定水中的挥发酚[J] . 污染防治技术,2008,21(4):103 - 105.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题拟设计一套连续流动分析测试水质中的挥发酚的装置方案:

1. 按照国家标准方法测定水质中的挥发酚;

2. 选取可应用连续流动分析的水质挥发酚测定方法及流程;

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