53. Quanti metodi comunemente usati ci sono per determinare i fenoli volatili?
Poiché i fenoli volatili sono una classe di composti piuttosto che un singolo composto, anche se il fenolo viene usato come standard, se vengono utilizzati diversi metodi analitici, i risultati saranno diversi. Al fine di rendere comparabili i risultati, è necessario utilizzare il metodo unificato specificato dallo stato. I metodi comunemente usati per determinare i fenoli volatili sono la spettrofotometria della 4-aminoantipirina specificata in GB 7490-87 e il metodo volumetrico di brominazione specificato in GB 7491-87.
La spettrofotometria della 4-aminoantipirina presenta meno fattori di interferenza e maggiore sensibilità ed è adatta per determinare campioni di acqua più puliti con contenuto di fenolo volatile di ﹤ 5mg/L. Il principio di base è che in presenza di ferrocianuro di potassio e in acqua con un valore di pH di 10, i composti fenolici reagiscono con la 4-aminoantipirina per formare un colorante rosso arancione con un valore di assorbimento massimo a una lunghezza d'onda di 510 nm. Se il colorante rosso arancione generato viene estratto con cloroformio, avrà un valore di assorbimento massimo a una lunghezza d'onda di 460 nm, che può ridurre la concentrazione di rilevamento minima della spettrofotometria 4-aminoantipirina da 0,1mg/L a 0,002 mg/L.
Il metodo volumetrico di brominazione è semplice e facile da utilizzare ed è adatto per determinare la quantità di fenoli volatili nelle acque reflue industriali o effluenti da impianti di trattamento delle acque reflue industriali con una concentrazione maggiore o uguale a 10 mg/l. Il principio di base è che in una soluzione con bromo in eccesso, il fenolo reagisce con il bromo per formare il tribromofenolo e genera ulteriormente il bromotribromofenolo. Quindi il restante bromo reagisce con lo ioduro di potassio per rilasciare iodio libero e, allo stesso tempo, il bromotribromofenolo reagisce con lo ioduro di potassio per generare tribromofenolo e iodio libero. Lo iodio libero viene quindi titolato con soluzione di tiosolfato di sodio e il contenuto di fenolo volatile in termini di fenolo può essere calcolato in base al suo consumo.
54. Quali sono le precauzioni per determinare i fenoli volatili?
Poiché l'ossigeno disciolto e altri ossidanti e microrganismi possono ossidare o decomporre i composti fenolici, rendendo i composti fenolici in acqua molto instabili, di solito è necessario aggiungere acido (H3PO4) e ridurre la temperatura per inibire l'azione dei microrganismi e per aggiungere sufficiente solforato fermo per eliminare l'influenza degli ossidanti. Anche se vengono prese le misure di cui sopra, i campioni di acqua devono essere analizzati e testati entro 24 ore e i campioni di acqua devono essere conservati in bottiglie di vetro anziché in contenitori di plastica.
Che si tratti del metodo volumetrico di brominazione o del metodo spettrofotometrico 4-aminoantipirina, quando il campione d'acqua contiene sostanze ossidanti o riducenti e ioni metallici, le ammine aromatiche, gli oli e i catrame, interferirà con l'accuratezza della determinazione e le misure necessarie devono essere prese per eliminare la loro influenza. Ad esempio, gli ossidanti possono essere rimossi aggiungendo solfato ferroso o arsenite di sodio, i solfuri possono essere rimossi aggiungendo il solfato di rame in condizioni acide, oli e cabina trattenuto in acqua. Quando si analizza e si verificano le acque reflue con un componente relativamente fisso, dopo aver accumulato un certo periodo di esperienza, i tipi di sostanze interferenti possono essere chiaramente identificati e quindi i tipi di sostanze che interferenti possono essere aumentate o diminuite per eliminarle e le fasi di analisi possono essere semplificate il più possibile.
L'operazione di distillazione è un passaggio chiave nella determinazione dei fenoli volatili. Al fine di evaporare completamente i fenoli volatili, il valore del pH del campione da distillare deve essere regolato a circa 4 (l'intervallo di cambio di colore dell'arancione metilico). Inoltre, poiché il processo di volatilizzazione dei fenoli volatili è relativamente lento, il volume del distillato raccolto dovrebbe essere equivalente al volume del campione originale da distillare, altrimenti influenzerà i risultati della determinazione. Se il distillato risulta essere bianco e torbido, dovrebbe essere nuovamente distillato in condizioni acide. Se la seconda distillata è ancora bianca e torbida, può darsi che ci siano olio e catrame nel campione d'acqua e si deve effettuare un trattamento corrispondente.
L'importo totale misurata dal metodo volumetrico di brominazione è un valore relativo e le condizioni operative specificate nello standard nazionale devono essere seguite rigorosamente, inclusa la quantità di liquido aggiunto, temperatura e tempo di reazione, ecc. Inoltre, la precipitazione del tribromofenolo è facile incapsulare I2, quindi quando si avvicina al punto di titolazione, dovrebbe essere completamente scosso.
55. Quali sono le precauzioni per determinare i fenoli volatili usando la spettrofotometria a 4-aminoantipirina?
Quando si utilizza la spettrofotometria a 4-aminoantipirina (4-AAP), tutte le operazioni devono essere eseguite in un cofano di fumi e l'aspirazione meccanica del cofano di fumi deve essere usata per eliminare gli effetti avversi del benzene tossico sugli operatori.
L'aumento del valore vuoto del reagente è principalmente dovuto al reagente 4-AAP, che è facile da assorbire l'umidità, l'agglomerato e l'ossidazione, oltre alla contaminazione di acqua distillata, vetreria e altre apparecchiature di prova e volatilizzazione del solvente di estrazione a causa dell'aumento della temperatura ambiente. Pertanto, dovrebbero essere prese misure necessarie per garantire la purezza di 4-AAP. Lo sviluppo del colore della reazione è facilmente influenzato dal valore del pH e il valore del pH della soluzione di reazione deve essere strettamente controllato tra 9,8 e 10.2.
La soluzione standard diluita di fenolo è instabile. La soluzione standard contenente 1 mg di fenolo per millilitro è posizionata in frigorifero e non può essere utilizzata per più di 30 giorni. La soluzione standard contenente 10 Ug di fenolo per millilitro deve essere utilizzata il giorno della preparazione e la soluzione standard contenente 1 Ug di fenolo per millilitro deve essere utilizzata entro 2 ore dalla preparazione.
I reagenti devono essere aggiunti in ordine in base al metodo operativo standard e ogni reagente deve essere scosso bene. Se il tampone non viene scosso bene dopo l'aggiunta, la concentrazione di ammoniaca nella soluzione sperimentale sarà irregolare, il che influenzerà la reazione. L'acqua di ammoniaca impura può aumentare il valore vuoto di più di 10 volte. Se l'acqua di ammoniaca dopo l'apertura della bottiglia non viene utilizzata a lungo, dovrebbe essere distillata prima dell'uso.
Il colorante rosso aminoantipirina generato può essere stabile solo per circa 30 minuti in soluzione acquosa. Può essere stabile per 4 ore dopo l'estrazione in cloroformio. Se il tempo è troppo lungo, il colore cambierà da rosso al giallo. Se il colore bianco è troppo scuro a causa dell'impura 4-aminoantipirina, la lunghezza d'onda di 490 Nm può essere utilizzata per migliorare l'accuratezza della misurazione. Quando la 4-aminoantipirina è impura, può essere sciolto in metanolo e quindi filtrato e ricristallizzato con carbonio attivo per la purificazione.
56. Quali sono i metodi per determinare il petrolio?
Il petrolio è una complessa miscela di alcani, cicloalcani, idrocarburi aromatici, idrocarburi insaturi e una piccola quantità di ossidi di zolfo e azoto. Lo standard di qualità dell'acqua stabilisce che il petrolio è un indicatore tossicologico e un indicatore sensoriale umano per proteggere gli organismi acquatici perché le sostanze petrolifere hanno un grande impatto sugli organismi acquatici. Quando il contenuto di petrolio in acqua è compreso tra 0,01 e 0,1 mg/L, interferirà con l'alimentazione e la riproduzione degli organismi acquatici. Pertanto, gli standard di qualità dell'acqua della pesca del mio paese stabiliscono che non dovrebbe superare 0,05 mg/L, gli standard dell'acqua di irrigazione agricola stabiliscono che non dovrebbe superare i 5,0 mg/L e lo standard secondario per lo scarico completo delle acque reflue stipula che non dovrebbe superare i 10 mg/L. In generale, il contenuto di petrolio nelle acque reflue che entra nel serbatoio di aerazione non deve superare i 50 mg/L.
Due to the complex composition and great differences in properties of petroleum, coupled with the limitations of analytical methods, it is difficult to establish a unified standard applicable to various components. When the oil content in water is >10 mg/L, il metodo gravimetrico può essere utilizzato per la determinazione. I suoi svantaggi sono che l'operazione è complicata e l'olio chiaro viene facilmente perso quando l'etere di petrolio viene evaporato e essiccato. Quando il contenuto di olio in acqua è 0,05-10 mg/L, è possibile utilizzare la fotometria a infrarossi non dispersive, la spettrofotometria a infrarossi e la spettrofotometria ultravioletta. Tra questi, la fotometria a infrarossi non dispersive e la fotometria a infrarossi sono standard nazionali per il rilevamento e l'analisi del petrolio (GB/T16488-1996). La spettrofotometria ultravioletta viene utilizzata principalmente per analizzare gli idrocarburi aromatici di odore e tossici. Si riferisce a sostanze che possono essere estratte dall'etere di petrolio e hanno caratteristiche di assorbimento a lunghezze d'onda specifiche. Non include tutto il petrolio.
57. Quali sono le precauzioni per la determinazione del petrolio?
Gli agenti di estrazione utilizzati nella fotometria infrarossa dispersiva e nella fotometria a infrarossi sono tetracloruro di carbonio o triclorotrifluoroetano e gli agenti di estrazione utilizzati nel metodo gravimetrico e la spettrofotometria ultravioletta sono etere di petrolio. Questi agenti di estrazione sono tossici, quindi devono essere gestiti con cautela e in un cofano.
L'olio standard dovrebbe essere l'etere petrolifero o l'estratto di tetracloruro di carbonio nelle acque reflue da monitorare. A volte possono essere utilizzati altri oli standard riconosciuti, oppure possono essere preparati con N-hexadecano, isooctano e benzene in un rapporto di volume di 65:25:10. L'etere di petrolio utilizzato per estrarre l'olio standard, il disegno della curva di olio standard e la misurazione dei campioni di acque reflue dovrebbero avere lo stesso numero di lotti, altrimenti si verificheranno errori sistematici a causa di diversi valori in bianco.
Quando si misurano l'olio, dovrebbero essere prelevati campioni separati. Le bottiglie di campionamento generalmente utilizzano bottiglie di vetro a bocca larga e le bottiglie di plastica non devono essere utilizzate. Inoltre, il campione d'acqua non può riempire la bottiglia di campionamento e ci dovrebbero essere lacune. Se il campione d'acqua non può essere analizzato lo stesso giorno, l'acido cloridrico o l'acido solforico possono essere aggiunti per rendere il suo valore di pH ﹤ 2 per inibire la crescita dei microrganismi e dovrebbe essere immagazzinato in un frigorifero 4OC. Il pistone sull'imbuto separatorio non può essere rivestito con lubrificanti oleosi come la vaselina.
58. Quali sono gli indicatori comuni di qualità dell'acqua di metalli pesanti e sostanze tossiche e dannose non metalliche inorganiche?
Metalli pesanti comuni e sostanze tossiche e dannose non metalliche inorganiche in acqua includono principalmente mercurio, cadmio, cromo, piombo, solfuro, cianuro, fluoro, arsenico, selenio, ecc. Questi indicatori di qualità dell'acqua sono indicatori tossicologici per garantire la salute umana o proteggere gli organismi aquatici. Lo standard di scarico nazionale per le acque reflue (GB 8978-1996) ha emesso rigorosi regolamenti sugli indicatori di scarico delle acque reflue contenenti queste sostanze.
Per gli impianti di trattamento delle acque reflue che contengono queste sostanze nell'acqua in arrivo, il contenuto di queste sostanze tossiche e dannose nell'acqua di ingresso e l'effluente del serbatoio di sedimentazione secondaria deve essere testato con cura per garantire che la scarica soddisfi gli standard. Una volta rilevato che l'ingresso o l'effluente superano lo standard, le misure dovrebbero essere prese immediatamente per far soddisfare l'effluente lo standard il più presto possibile rafforzando il pretrattamento e regolando i parametri di funzionamento del trattamento delle acque reflue. Nel trattamento di liquami secondari convenzionali, il solfuro e il cianuro sono i due indicatori di qualità dell'acqua più comuni di sostanze tossiche e dannose inorganiche non metalliche e dannose.
59. Quante forme di solfuro ci sono in acqua?
Lo zolfo esiste in acqua nelle principali forme di solfato, solfuro e solfuro organico, tra cui il solfuro ha tre forme: H2S, HS- e S2-. La quantità di ciascuna forma è correlata al valore del pH dell'acqua. In condizioni acide, esiste principalmente sotto forma di H2S. Quando il valore del pH è ﹥ 8, esiste principalmente sotto forma di HS e S2-. Il rilevamento di solfuro nell'acqua spesso indica che è stato inquinato. Le acque reflue scaricate da alcune industrie, in particolare la raffinazione del petrolio, spesso contengono una certa quantità di solfuro. Sotto l'azione dei batteri anaerobici, il solfato nell'acqua può anche essere ridotto al solfuro.
Il contenuto di solfuro delle acque reflue nelle parti rilevanti del sistema di trattamento delle acque reflue deve essere attentamente analizzato e testato per prevenire l'avvelenamento da idrogeno solforato. Soprattutto per l'acqua di ingresso e uscita del dispositivo di desolforazione di stripping, il contenuto di solfuro riflette direttamente l'effetto del dispositivo di stripping ed è un indicatore di controllo. Per prevenire il solfuro eccessivo nei corpi idrici naturali, lo standard nazionale di scarico delle acque reflue stabilisce che il contenuto di solfuro non deve superare 1,0 mg/L. Quando si utilizza il trattamento biologico secondario aerobico delle acque reflue, se la concentrazione di solfuro influente è inferiore a 20 mg/L, il contenuto di solfuro dell'effluente del serbatoio di sedimentazione secondaria può soddisfare lo standard se le prestazioni dei fanghi attivati sono buone e i fanghi residui vengono scaricati nel tempo. Il contenuto di solfuro dell'effluente del serbatoio di sedimentazione secondaria deve essere monitorato regolarmente per osservare se l'effluente soddisfa lo standard e determinare come regolare i parametri operativi.
60. Quanti metodi sono comunemente usati per rilevare il contenuto di solfuro in acqua?
Metodi comunemente usati per rilevare il contenuto di solfuri in acqua includono spettrofotometria blu di metilene, p-ammino N, spettrofotometria N-dimetilanilina, titolazione dello iodio, metodo di elettrodo ionico, ecc. I metodi nazionali di determinazione del solfuro sono spettrofotometria blu (GB/T16489-196) (GB/T17133-1997). I limiti di rilevamento di questi due metodi sono rispettivamente 0,005 mg/L e 0,004 mg/L. Nel caso di campioni di acqua non diluiti, le concentrazioni di rilevamento più elevate sono rispettivamente 0,7 mg/L e 25 mg/L. L'intervallo di concentrazione di solfuro determinato per p-amino N, la spettrofotometria N-dimetilanilina (CJ/T60-1999) è 0,05-0,8 mg/L. Pertanto, la spettrofotometria di cui sopra è adatta solo per rilevare campioni di acqua a basso contenuto di solfuro. Quando la concentrazione di solfuro nelle acque reflue è alta, è possibile utilizzare il metodo di titolazione dello iodio (HJ/T60-2000 e CJ/T60-1999). L'intervallo di concentrazione di rilevamento del metodo di titolazione dello iodio è 1-200 mg/L.
Quando il campione d'acqua è torbido, colorato o contiene sostanze riducenti come SO32-, S2O32-, mercaptani e solfuri, interferisce seriamente con la determinazione e richiede la pre-separazione per eliminare l'interferenza. Il metodo di pre-separazione comunemente usato è il metodo di assorbimento dell'acidificazione. Il principio è che dopo il campione di acqua è acidificato, il solfuro esiste nello stato delle molecole H2S nella soluzione acida, che viene spazzata via con gas, assorbito dal liquido di assorbimento e quindi misurato.
Il metodo specifico è quello di aggiungere prima EDTA al campione d'acqua al complesso e stabilizzare la maggior parte degli ioni metallici (come Cu 2+, Hg 2+, Ag+, Fe 3+) per evitare l'interferenza causata dalla reazione di questi ioni metallici con ioni di zolfo; e aggiungere una quantità adeguata di idrocloruro di idrossilammina per impedire efficacemente le sostanze ossidanti nel campione d'acqua sottoposti a reazioni redox con solfuri. Quando si soffia H2 dall'acqua, il tasso di recupero è significativamente più elevato con agitazione che senza agitarsi. Il tasso di recupero dei solfuri può raggiungere il 100% dopo 15 minuti di soffiaggio sotto agitazione; Quando il tempo di soffiaggio supera i 20 minuti in agitazione, il tasso di recupero diminuisce leggermente. Pertanto, il soffio viene solitamente eseguito sotto agitazione e il tempo di soffiaggio è di 20 minuti. Quando la temperatura del bagno d'acqua è di 35-55 ° C, il tasso di recupero dei solfuri può raggiungere il 100%e quando la temperatura del bagno d'acqua è superiore a 65 ° C, il tasso di recupero dei solfuri diminuisce leggermente. Pertanto, la temperatura ottimale del bagno d'acqua è generalmente selezionata per 35-55 ° C.
61. Quali sono le altre precauzioni per la determinazione del solfuro?
⑴ A causa dell'instabilità del solfuro nell'acqua, il punto di campionamento non può essere aerato o agitato violentemente quando si raccoglie campioni di acqua. Dopo la raccolta, la soluzione di acetato di zinco dovrebbe essere aggiunta in tempo per renderla una sospensione di solfuro di zinco. Quando il campione d'acqua è acido, è necessario aggiungere una soluzione alcalina per prevenire il rilascio di idrogeno solforato. Dopo che il campione d'acqua è pieno, aggiungi un tappo e invialo al laboratorio per l'analisi il prima possibile.
⑵ Indipendentemente dal metodo di analisi utilizzato, il campione d'acqua deve essere pretrattato per eliminare l'interferenza e migliorare il livello di rilevamento. La presenza di materia da colorare, materia sospesa, SO32-, S2O32-, tiolo, tioether e altre sostanze riducenti influenzeranno i risultati dell'analisi. I metodi per eliminare l'interferenza di queste sostanze possono essere la separazione delle precipitazioni, la separazione dell'aria, lo scambio di ioni, ecc.
⑶ L'acqua utilizzata per la preparazione della soluzione di diluizione e del reagente non può contenere ioni metallici pesanti come Cu 2+ e Hg 2+, altrimenti i risultati dell'analisi saranno bassi a causa della generazione di solfuri insolubili acido. Pertanto, non utilizzare acqua distillata prodotta dal distillatore metallico. È meglio usare acqua deionizzata o acqua distillata distillata da distillatore interamente in vetro.
⑷ Allo stesso modo, quando il liquido di assorbimento dell'acetato di zinco contiene metalli pesanti in tracce, influenzerà anche i risultati della misurazione. È possibile aggiungere 1 ml di soluzione di solfuro di sodio da 0,05 mol/L di nuova preparazione a 1 L di liquido di assorbimento di acetato di zinco sotto sufficiente scuotimento, lasciarlo stare durante la notte e quindi ruotarlo, filtrarlo con carta da filtro quantitativo fine e scartare il filtrato. Ciò può eliminare l'interferenza dei metalli pesanti in traccia nel liquido di assorbimento.
La soluzione standard di solfuro di ⑸sodium è estremamente instabile. Più bassa è la concentrazione, più facile è cambiare. Deve essere preparato e calibrato immediatamente prima dell'uso. La superficie dei cristalli di solfuro di sodio utilizzato per preparare la soluzione standard contiene spesso solfito, che provoca errori. È meglio usare cristalli di grandi particelle e sciacquare rapidamente con l'acqua per rimuovere il solfito prima di pesare.