吹脫法處理DMF廢水的檢測影響因素

　　N，N-二甲基甲酰胺(DMF)作為一種“萬能溶劑”常用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、合成革等行業(yè)。DMF對人體具有較大的毒性，因此準(zhǔn)確檢測工業(yè)生產(chǎn)中DMF廢水含量是否達(dá)標(biāo)極其重要。

　　吹脫法作為DMF廢水常用的處理方法，在高溫?zé)o機(jī)堿存在的條件下，DMF轉(zhuǎn)變成為二甲胺和甲酸鹽(C3H7NO+AOH→C2H7N+HCOOA)，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)且二甲胺具有較低的沸點(diǎn)，通常采用吹氣的方法將其帶離反應(yīng)體系以此促使反應(yīng)平衡移動，從而提高處理效果。

　　常用的檢測DMF含量的方法有分光光度法、高效液相色譜法(HPLC)，均存在檢測困難的情況，因此對其影響檢測因素進(jìn)行研究。

　　一、實驗部分

　　1.1 試劑與儀器

　　氫氧化鈉、鹽酸、三氯化鐵、二甲基甲酰胺均為分析純，鹽酸羥胺，標(biāo)準(zhǔn)品，乙腈，色譜純。

　　島津UVmin-1240紫外可見光光度計，EssentiaLC-15C島津高效液相色譜儀。

　　1.2 溶液配制

　　氫氧化鈉配制為3.5mol/L溶液，鹽酸羥胺配制為2mol/L溶液，堿性羥胺溶液:把2mol/L鹽酸羥胺溶液與3.5mol/L氫氧化鈉溶液等體積混合，使用前配制，鹽酸配制為0.1mol/L，三氯化鐵溶液以20g三氯化鐵溶于100mL0.1mol/L鹽酸中制得，標(biāo)準(zhǔn)溶液用二甲基甲酰胺配制為100mg/L。

　　1.3 液相色譜條件

　　色譜柱為島津VP-ODS(5μm，4.6mm×250mm)，流動相為純水∶乙腈=95∶5，流速為1.0mL/min，柱溫40℃，紫外檢測器波長為229nm，進(jìn)樣量為10μL。

　　二、結(jié)果與討論

　　2.1 氫氧化鈉對絡(luò)合物穩(wěn)定性的影響

　　針對使用分光光度法檢測DMF廢水含量過程中發(fā)生絡(luò)合物不穩(wěn)定造成檢測數(shù)值不準(zhǔn)的情況?？紤]到處理DMF廢水的過程中，加入了氫氧化鈉，具有較強(qiáng)的堿性。氫氧化鈉可能會對絡(luò)合物的穩(wěn)定性有影響。

　　分別對2，3，4，5，6，7mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液與0.8，1.0，1.5mL的廢水樣品進(jìn)行處理制備絡(luò)合物。對比標(biāo)準(zhǔn)樣品和廢水試樣的pH值，結(jié)果見表1。

　　由表1可知，廢水試樣經(jīng)過鹽酸羥胺的處理，絡(luò)合物在該條件下均表現(xiàn)出較強(qiáng)的酸性，氫氧化鈉對絡(luò)合物體系的pH值基本沒有影響。

　　2.2 二甲胺對吸光度的影響

　　吹脫法處理DMF廢水的過程中，利用分光光度法出現(xiàn)測出的吸光度數(shù)值不穩(wěn)定的情況，隨著處理廢水時間的增加，廢水樣品數(shù)據(jù)穩(wěn)定性提高。分析反應(yīng)生成的甲酸鈉與二甲胺可能會對吸光度數(shù)值產(chǎn)生影響。在上述標(biāo)準(zhǔn)樣品中分別加入0，12，76，128，320μg，2.27mg，15.31mg的二甲胺，結(jié)果見表2。

　　由表2可知，加入少量二甲胺條件下測出的吸光度數(shù)值并無明顯變化。采用液相色譜對DMF廢水中成分進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)初期，二甲胺含量非常高，加入低濃度的二甲胺并不能真實的反映廢水樣品在實際處理中的情況。

　　分別在上述標(biāo)準(zhǔn)樣品中加入0，24，36，42，71，107，142，178mg的二甲胺，重復(fù)檢測。二甲胺添加量為178mg時，產(chǎn)生紅色沉淀，二甲胺添加量為0~142mg范圍內(nèi)以二甲胺添加量(x，mg)為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖1。

　　由圖1可知，0~142mg二甲胺添加量范圍內(nèi)，吸光度與二甲胺添加量呈現(xiàn)線性關(guān)系，其線性方程為y=-0.0007x+0.3112，相關(guān)系數(shù)(r)為0.9700。結(jié)果表明，在二甲胺添加量較多的情況下，隨著二甲胺添加量逐步增大，吸光度數(shù)值隨著二甲胺添加量的增大而減小，二甲胺添加量達(dá)到一定程度后，產(chǎn)生紅色沉淀。

　　2.3 甲酸鈉對吸光度的影響

　　在上述DMF標(biāo)準(zhǔn)溶液條件下，分別在樣品中添加不同量甲酸鈉，結(jié)果見表3。

　　由表3可知，不同甲酸鈉添加量條件下，吸光度數(shù)值并未出現(xiàn)較大的變化，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的甲酸鈉對進(jìn)行DMF廢水檢測吸光度并不會導(dǎo)致檢測出的吸光度出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況。

　　2.4 精密度和回收率

　　在反應(yīng)體系中除去二甲胺的影響優(yōu)化后，進(jìn)行回收率和精密度實驗，不同的添加水平(1，10，20mg/kg)平行檢測6次，結(jié)果見表4。

　　由表4可知，樣品的加標(biāo)回收率為94.7%~97.9%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)為3.79%~7.70%，在除去二甲胺影響后，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

　　三、結(jié)論

　　吹脫法處理DMF廢水過程中產(chǎn)生大量的二甲胺，二甲胺會導(dǎo)致DMF與三氯化鐵生成絡(luò)合物不穩(wěn)定的情況。二甲胺去除率受到堿液濃度、溫度、氣液體積比、噴淋強(qiáng)度、吹脫時間因素的影響。利用分光光度法對處理過程中DMF進(jìn)行檢測時，需充分考慮到二甲胺含量的影響。若不能及時將處理廢水過程中產(chǎn)生的二甲胺去除，無法得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。(來源：地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實驗室;國家環(huán)境保護(hù)水土協(xié)同控制與聯(lián)合修復(fù)重點(diǎn)實驗室;成都理工大學(xué)環(huán)境學(xué)院)