高分子絮凝劑在水處理中的應用始于20世紀50年代,主要為聚丙烯酰胺,由于其吸附架橋作用優于 無機混凝劑,具有投劑量少、絮體密實、沉降速度快,并容易自液體中分離等優點,現已廣泛應用于污泥濃 縮脫水,污水處理,以及飲用水尤其是高濁度給水處理中[1].但在聚丙烯酰胺應用中,由于丙烯酰胺單體 具有很大的毒性[2],所以其安全性是應用中最受關注的問題。另一方面,由于水處理中聚丙烯酰胺用量極 少,在常規實驗條件下,檢測低濃度丙烯酰胺十分困難,因此發展一種快速、簡單、實用的單體的測定方法 具有十分重要的意義。
高效液相色譜法(HPLC)具有分離效能高、速度快等特點。郝惠蓮[3]等根據多年的實驗經驗總結出測 定丙烯酰胺的方法,但由于自裝色譜柱條件不適合于一般實驗室,且檢測限不夠低,難以推廣和普及。作者 在HPLC紫外檢測試驗的基礎上,提出了一種快速、實用、簡單的檢測方法。
1 實驗部分1.1 儀器高效液相色譜:Waters510,色譜柱:Simadazu ODS- Ci8(4.6mmX 150 mm)
1.2試劑和標準溶液乙醇、丙酮、異丙醇、氫氧化鈉均為分析純,流動相為去離子水,甲醇(色譜純)。
A溶液:540 ml異丙醇+ 450 ml去離子水+ 10ml乙醇;B溶液:740 ml異丙醇+ 250 ml去離子水+ 10 ml 乙醇;AOH 溶液:540 ml 異丙醇+ 340 ml 去離子水+110ml0.1mol.L—1 NaOH+10 ml 乙醇;C 溶 液:990 ml異丙醇+ 10 ml乙醇;D溶液:900 ml丙酮+ 100 ml去離子水。
丙烯酰胺為市售化學純,經重結晶提純干燥,以A + B溶液(1: 1)配制成0.2%標準溶液。
1.3樣品處理1.3.1陰離子系列、非離子系列稱取陰離子聚丙烯酰胺固體粉末 AN910PWG,AN934PWG,AN910SH,AN912SH,FA920PWG,N- 06530,中-1樣品各(2.0000)0.000 1) g,分別倒入潔凈、干燥、具塞錐形瓶中,加入10mlA+10mlB溶 液,加蓋,浸泡4 h,搖擺20 h,0.45 ^m微孔過濾,濾液供液相色譜測定。
1.3.2陽離子系列中等陽離子度的聚丙烯酰胺FO4550以10 ml AOH+10ml C為溶液,同1.3.1步驟預處理的濾液待 分析。
陽離子度極強的聚丙烯酰胺F04800以20 ml D溶液作為溶液,同1.3.1步驟預處理的濾液待分析。 1.4色譜分析條件色譜柱:SimadazuODS-C18(4.6mmXl50mm),流動相:V(甲醇):V(水)=96:4,流速0.9ml. min —\檢測波長205 nm,進樣量3 jul.
2結果和討論2.1檢測波長的選擇將標準溶液在u.-3000紫外-可見分光光度計上作全波段掃描,找出丙烯酰胺的最大吸收波長在 205 nm.選擇這一波長作為色譜檢測器的檢測波長。
2.2溶液的選擇利用聚丙烯酰胺不溶于有機溶劑,丙烯酰胺易溶于有機溶劑的特性,視聚丙烯酰胺的極性不同選擇有 機溶劑浸泡,將聚丙烯酰胺中的殘留單體丙烯酰胺溶出,并通過0.45 um微孔過濾,得待測液。
2.3色譜條件的選擇考慮到所要分離的物質為極性,選用反相液相色譜C18柱,以常用流動相甲醇、水以各種比例混合過 濾脫氣,進樣分析得最佳分析條件為V(甲醇):V(水)=96:4,流速為0.9 mlmin-1.以丙烯酰胺標準液 進樣,整個分析過程在10min內完成,其標準色譜圖譜見圖1.
2.4線性關系的確定取丙烯酰胺標準溶液以A+ B( VA: VB = 1: 1)溶液配制成質量分數為0.100% ,0.080% ,0.050% ,0.020% ,0.010% ,0.005% ,0.001%的丙婦酰胺溶液,在所選擇的色譜條件下進樣,以質量分數對峰面積 (mA_V_s—”繪制標準曲線,得線性關系數r = 0.999 8.線性范圍為1.1X104.
2.5聚丙婦酰胺中殘留單體丙婦酰胺測定結果由各峰面積值及線性相關方程得各聚丙婦酰胺中的丙婦酰胺質量分數為,AN910PWG: 0.008 06 % ; N-06530:0.053%; AN934PWG:0.013 0%;中- 1:0.074%; AN910SH:0.023 0%; F04550:0.026 0% ; AN912SH0.049 0% ; F048000.008 8% ; AN920PWG0.003 0% .
我國規定的聚丙婦酰胺中單體丙婦酰胺質量分數標準=1 >為:優等品:0. 02 %?0. 0 4 % ; —級品:0. 05% ?0.09% ;合格品:0.10% ?0.20%.
目前國外一些發達國家,如美國、英國、法國、日本等國對丙婦酰胺質量的規定均小于0.05%[4].以上 所提供的聚丙婦酰胺產品大部分達到規定標準。
2.6水處理后水體殘留丙婦酰胺量的測定應用聚丙婦酰胺陰離子系列和無機絮凝劑混合使用,處理上海黃浦江下游濁度為50度的原水,聚丙 婦酰胺使用量為0.2 mg.L-1,處理后可達濁度1.0度以下,水體中的單體質量濃度低于檢測限,為此,按 實驗用量的103倍加于水中,取上清液100 ml以氯仿萃取,冷風濃縮,進樣,測得水體單體質量濃度為1.5 ;g.L—1 2.7 回收率在以聚丙婦酰胺處理的原水中分別添加丙婦酰胺10mg.L—1,50mg.L—1,100mg.L—1以氯仿萃取濃 縮進樣,每個樣各引進重復測定6次,變異系數分別為0.100%,0.130%,0.082%,平均回收率見表1.
表1聚丙烯酰胺質量濃度回收率試驗結果Tab.1Results of recovery textmg*L_1序號空白時加入量實測值回收率/%檢測限11.51X10-31098288.20.2X10-321.53X10-35049.0098.00.2X10-331.47X10-310099.6099.60.2X10-33 結論聚丙婦酰胺廣泛用于環境、造紙、選礦等行業中,其單體丙婦酰胺的毒性是應用中最為敏感的問題,單 體的多少直接影響到其應用,本文就各類聚丙婦酰胺中單體丙婦酰胺、水處理中殘留丙婦酰胺的測定提供 了可行、實用、快速、簡便的方法,同時也適用于其它行業聚丙婦酰胺的處理液中殘留單體的測定。