3溴1丙醇-三溴丙酮气相检测方法有哪些要求
Simmons Citrate Agar:西蒙氏枸椽酸盐琼脂
SC:分泌成分或分泌片或转运片
POSITIVE:绝对
METABOLICALLY COMPLEX:复合代谢
METABOLICALLY SIMPLE:简单代谢
METABOLIC PATHWAYS:代谢方式
其实任何学习都离不开最基本知识,生物也是如此,而且这种题目只是为了让你运用现有知识,不是让你发现新知识,所以答案应该可以从下文中有所启示,本人非专业人士,请见谅~
第三节 细菌的新陈代谢
细菌新陈代谢有两个突出的特点:①代谢活跃。细菌菌体微小,相对表面积很大,因此,物质交换频繁、迅速,呈现十分活跃的代谢。②代谢类型多样化。各种细菌其营养要求、能量来源、酶系统、代谢产物各不相同,形成多种多样的代谢类型,适应复杂的外界环境。
细菌的代谢通路包括合成与分解两大类。细菌的合成代谢与真核细菌类似,但其分解代谢因细菌酶系统的不同,差异甚大。分解代谢可伴有ATP及其他形式能量的产生。
一、细菌的能量代谢
细菌代谢所需能量,绝大多数是通过生物氧化作用而获得的。所谓生物氧化即在酶的作用下生物细胞内所发生的系列氧化还原反应。
致病菌获得能量的基质主要是糖类,通过糖的氧化或酵解释放能量,并以高能磷酸键的形式(ADP、ATP)储存能量。
细菌生物氧化的类型分为呼吸与发酵。在生物化过程中,细菌的营养物(如糖)经脱氢酶作用所脱下的氢,需经过一系列中间递氢体(如辅酶I、辅酶II、黄素蛋白等)的传递转运,最后将氢交给受氢体。以无机物为受氢体的生物氧化过程,称为呼吸,其中以分子氧为受氢体的称需氧呼吸;而以无机化合物(如硝酸盐、硫酸盐)为受氢体的称厌氧呼吸。生物氧化中以各种有机物为受氢体的称为发酵。大多数病原菌只进行需氧呼吸或发酵。
1.需氧呼吸(Resperitory):细菌的呼吸链位于细胞膜上,需氧呼吸伴有氧化磷酸化作用,产生大量能量并以高能磷酸键形式贮存于ATP中。1分子葡萄糖经三羧酸循环完全氧化后,可产生38个分子ATP以供细菌合成代谢和生长繁殖之用。
2.发酵(Fermentation):酶系统不完善的细菌,生物氧化过程不彻底,所产生的能量很低。通过无氧发酵,1分子葡萄糖只能产生2分子ATP,仅为需氧呼吸所产生能量的1/19。专性厌氧菌和兼性厌氧菌都能通过发酵获取能量。
3.细菌的呼吸类型:根据细菌对氧的需要不同,主要分为四类:(1)专性需氧菌(Obligateaerobe)如结核杆菌;(2)专性厌氧菌(Obligate anaerobe)如破伤风杆菌;(3)兼性厌氧菌(Facultative anaerobe)在有氧或无氧或无氧环境中均能生长,但以有氧时生长较好,大多数病原菌属此类;(4)微需氧菌(Microaerophilic bacteria)如空肠弯曲菌,宜在低氧压下生长,氧压增高对其有抑制作用。一般细菌在代谢中需少量的CO2,以提供细菌合成核酸中的嘌呤、嘧啶等。
专性厌氧菌不能呼吸,只能发酵。其原因是:①厌氧菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化酶,因此不能氧化那些氧化还原电势较高的氧化型物质。②厌氧菌缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase),不能清除有氧环境下所产生的超氧离子(O2-)和过氧化氢(H2O2),因而难以存活。③有氧条件下,细菌某些酶的-SH基被氧化为S-S基(如琥珀酸脱氢酶等),从而酶失去活性,使细菌生长受到抑制。总之,厌氧菌的厌氧原因可有多种因素与机理。
表3-2 细菌的生物氧化与产能
生物氧化类型
受氢体
需氧情况
产生能量(1分子葡萄糖)
需氧呼吸
分子氧
需氧
38个ATP
厌氧呼吸
无机化合物
厌氧
发酵
有机化合物
厌氧
2个ATP
二、细菌的代谢产物
细菌分泌胞外酶将多糖、蛋白质等大分子营养物质分解为单糖、小肽或氨基酸,然后吸收进入菌体,再经氧化或胞内酶分解形成菌体可利用的成分,此谓细菌的分解代谢。细菌以营养原料及生物氧化产生的能量,合成菌体及相应的代谢产的,此谓合成代谢。
细菌在分解和合成代谢中能产生多种代谢产物,在细菌的鉴定及生化反应中有实际意义。
(一)分解代谢产物的检测
细菌的分解代谢产物因各种细菌具备的酶不完全相同,而有所差异。各代谢产物可通过生化试验的方法检测,通常称为细菌的生化的反应。
1.糖代谢测定
(1)糖发酵试验:细菌对各种糖的分解能力及代谢产物不同,可借以鉴别细菌。一般非致病菌能发酵多种单糖,如大肠杆菌能分解葡萄糖有乳糖,产生甲酸等产物,并有甲酸解氢酶,可将其分解为CO2和H2,故生化反应结果为产酸产气,以“⊕”表示。伤寒杆菌分解葡萄糖产酸,但无解氢酶。故生化结果为产酸不产气,以“+”表示。伤寒杆菌及一般致病菌大都不能分解乳糖,以“-”表示。
(2)VP试验:大肠杆菌与产气杆菌均分解葡萄糖⊕,为区分两菌可采用VP试验及甲基红试验。产气杆菌能使丙酮酸脱羧、氧化(在碱性溶液中)生成二乙酰,后者可与含胍基的化合物反应,生成红色化合物,称VP阳性。大肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸,VP阴性。
(3)甲基红试验:产气杆菌使丙酮酸脱羧后形成中性产物,培养液pH>5.4,甲基红指示剂呈桔**,为甲基红试验阴性,大肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸,培养液呈酸性pH<5.4,指示剂甲基红呈红色,称甲基红试验(Methyl red test,MR)阳性。
(4)枸橼酸盐利用试验(Citrate ultiliazation test):能利用枸橼酸盐作为唯一碳源的细菌如产气杆菌,分解枸橼酸盐生成碳酸盐,同时分解培养基的铵盐生成氨,由此使培养基变为碱性,使指示剂溴麝香草酚蓝(BTB)由淡绿转为深蓝,此为枸橼酸盐利用试验阳性。、
2.蛋白质代谢测定
(1)吲哚试验(Indol test):含有色氨酸酶的细菌(如大肠杆菌、变形杆菌等)可分解色氨酸生成吲哚,若加入二甲基氨基苯甲醛,与吲哚结合,形成玫瑰吲哚,呈红色,称吲哚试验阳性。
(2)硫化氢试验:变形杆菌、乙型副伤寒杆菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等,生成硫化氢。在有醋酸铅或硫酸亚铁存在时,则生成黑色硫化铅或硫化亚铁,可借以鉴别细菌。
3.尿素分解试验
变形杆菌具有尿素酶,可分解尿素产生氨,培养基呈碱性,以酚红为指示剂检测呈红色,由此区别于沙门氏菌。
吲哚(I)、甲基红(M)、VP(V)、枸橼酸盐利用(C)四种试验,常用于鉴定肠道杆菌,合称之为IMViC试验。大肠杆菌呈“++--”,产气杆菌为“--++”。
气相、液相色谱法通过对细菌分解代谢产物中挥发性或不挥发性有机酸和醇类的检测,可准确、快速地确定细菌的种类,是目前进行细菌生化鉴定的高新技术。
(二)合成代谢产物及临床意义
细菌通过新陈代谢不断合成菌体成分,如多糖、蛋白质、脂肪、核酸、细胞壁及各种辅酶等。此外,细菌还能合成很多在医学上具有重要意义的代谢产物。
1.热原质(Pyrogen):热原质即菌体中的脂多糖,大多是革兰氏阴性菌产生的。注入人或动物体内能引起发热反应,故名热原质。
热原质耐高热,高压蒸汽灭菌(121℃,20’)不能使其破坏,加热(180℃4h;250℃45';650℃1')才使热原质失去作用。热原质可通过一般细菌滤器,但没有挥发性,所以,除去热原质最好的方法是蒸馏。药液、水等被细菌污染后,即使高压灭菌或经滤过除菌仍可有热原质存在,输注机体后可引起严重发热反应。生物制品或注射液制成后除去热原质比较困难,所以,必须使用无热原质水制备。
2.毒素与酶:细菌可产生内、外毒素及侵袭性酶,与细菌的致病性密切相关。
内毒素(Endotoxin)即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖,其毒性成分为类脂A。菌体亡崩解后释放出来。外毒素(Exotoxin)是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至菌体外的蛋白质。具有抗原性强、毒性强、作用特异性强的突出特点。
某些细菌可产生具有侵袭性的酶,能损伤机体组织,促进细菌的侵袭、扩散,是细菌重要的致病因素,如链球菌的透明质酸酶等。
3.色素(Pigment):有些细菌能产生色素,对细菌的鉴别有一定意义。
细菌色素有两类:①水溶性色素,能弥形至培养基或周围组织,如绿脓杆菌产生的绿脓色素使培养基或脓汗呈绿色。②脂溶性色素,不溶于水,仅保持在菌落内使之呈色而培养基颜色不变,如金**葡萄球菌色素。细菌色素的产生需一定条件(营养丰富、氧气充足、温度适宜),无光合作用,对细菌的功能尚不清。
4.抗生素(Antibiotic):某些微生物代谢过程中可产生一种能抑制或杀某些其他微生物或癌细胞的物质,称抗生素。抗生素多由放线菌和真菌产生,细菌仅产生少数几种,如多粘菌素(Polymyxin)、杆菌肽(Bicitracin)等。
5.细菌素(Bactericin):某些细菌能产生一种仅作用于有近缘关系的细菌的抗菌物质,称细菌素。细菌素为蛋白类物质,抗菌范围很窄,无治疗意义,但可用于细菌分型和流行病学调查。
细菌素以生产菌而命名。大肠杆菌产生的细菌素称大肠菌素,绿脓杆菌产生的称绿脓菌素,霍乱弧菌产生的称弧菌素。
如何低成本检测室内空气污染程度?
高效液相色谱法按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相与反相)、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。 1.液固色谱法 使用固体吸附剂,被分离组分在色谱柱上分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同而分离。分离过程是一个吸附-解吸附的平衡过程。常用的吸附剂为硅胶或氧化铝,粒度5~10μm。适用于分离分子量200~1000的组分,大多数用于非离子型化合物,离子型化合物易产生拖尾。常用于分离同分异构体。 2.液液色谱法 使用将特定的液态物质涂于担体表面,或化学键合于担体表面而形成的固定相,分离原理是根据被分离的组分在流动相和固定相中溶解度不同而分离。分离过程是一个分配平衡过程。 涂布式固定相应具有良好的惰性;流动相必须预先用固定相饱和,以减少固定相从担体表面流失;温度的变化和不同批号流动相的区别常引起柱子的变化;另外在流动相中存在的固定相也使样品的分离和收集复杂化。由于涂布式固定相很难避免固定液流失,现在已很少采用。现在多采用的是化学键合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。 液液色谱法按固定相和流动相的极性不同可分为正相色谱法(NPC)和反相色谱法(RPC)。 正相色谱法 采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基与腈基键合相);流动相为相对非极性的疏水性溶剂(烷烃类如正已烷、环已烷),常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和极性较强的化合物(如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等)。 反相色谱法 一般用非极性固定相(如C18、C8);流动相为水或缓冲液,常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。适用于分离非极性和极性较弱的化合物。RPC在现代液相色谱中应用最为广泛,据统计,它占整个HPLC应用的80%左右。 随着柱填料的快速发展,反相色谱法的应用范围逐渐扩大,现已应用于某些无机样品或易解离样品的分析。为控制样品在分析过程的解离,常用缓冲液控制流动相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常为2.5~7.5(2~8),太高的pH值会使硅胶溶解,太低的pH值会使键合的烷基脱落。有报告新商品柱可在pH 1.5~10范围操作。 正相色谱法与反相色谱法比较表 正相色谱法 反相色谱法 固定相极性 高~中 中~低 流动相极性 低~中 中~高 组分洗脱次序 极性小先洗出 极性大先洗出 从上表可看出,当极性为中等时正相色谱法与反相色谱法没有明显的界线(如氨基键合固定相)。 3.离子交换色谱法 固定相是离子交换树脂,常用苯乙烯与二乙烯交联形成的聚合物骨架,在表面未端芳环上接上羧基、磺酸基(称阳离子交换树脂)或季氨基(阴离子交换树脂)。被分离组分在色谱柱上分离原理是树脂上可电离离子与流动相中具有相同电荷的离子及被测组分的离子进行可逆交换,根据各离子与离子交换基团具有不同的电荷吸引力而分离。 缓冲液常用作离子交换色谱的流动相。被分离组分在离子交换柱中的保留时间除跟组分离子与树脂上的离子交换基团作用强弱有关外,它还受流动相的pH值和离子强度影响。pH值可改变化合物的解离程度,进而影响其与固定相的作用。流动相的盐浓度大,则离子强度高,不利于样品的解离,导致样品较快流出。 离子交换色谱法主要用于分析有机酸、氨基酸、多肽及核酸。 4.离子对色谱法 又称偶离子色谱法,是液液色谱法的分支。它是根据被测组分离子与离子对试剂离子形成中性的离子对化合物后,在非极性固定相中溶解度增大,从而使其分离效果改善。主要用于分析离子强度大的酸碱物质。 分析碱性物质常用的离子对试剂为烷基磺酸盐,如戊烷磺酸钠、辛烷磺酸钠等。另外高氯酸、三氟乙酸也可与多种碱性样品形成很强的离子对。 分析酸性物质常用四丁基季铵盐,如四丁基溴化铵、四丁基铵磷酸盐。 离子对色谱法常用ODS柱(即C18),流动相为甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10 mmol/L的离子对试剂,在一定的pH值范围内进行分离。被测组分保时间与离子对性质、浓度、流动相组成及其pH值、离子强度有关。 5.排阻色谱法 固定相是有一定孔径的多孔性填料,流动相是可以溶解样品的溶剂。小分子量的化合物可以进入孔中,滞留时间长;大分子量的化合物不能进入孔中,直接随流动相流出。它利用分子筛对分子量大小不同的各组分排阻能力的差异而完成分离。常用于分离高分子化合物,如组织提取物、多肽、蛋白质、核酸等。 色谱法的基本原理 利用样品混合物中各组分理、化性质的差异,各组分程度不同的分配到互不相溶的两相中。当两相相对运动时,各组分在两相中反复多次重新分配,结果使混合物得到分离。 两相中,固定不动的一相称固定相;移动的一相称流动相。 分类: 根据流动相分—以气体作流动相—气相色谱——固定相为液体 气-液色谱 固定相为固体 气-固色谱 —以液体作流动相—液相色谱——固定相为液体 液-液色谱 固定相为固体 液-固色谱 —当流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体时——超临界色谱 根据固定相的附着方式 —固定相装在圆柱管中—柱色谱 —固定相涂敷在玻璃或金属板上—薄膜色谱(平板色谱) —液体固定相涂在纸上—纸色谱(平板色谱) 根据分离机理 —分配色谱—样品组分的分配系数不同 —吸附色谱— 样品组分对固定相表面吸附力不同 —体积排阻色谱—利用固定相孔径不同,把样品组分按分子大小分开 —离子交换色谱—不同离子与固定相商相反电荷间的作用力大小不同 根据极性 —流动相极性>固定相极性-反相色谱 —流动相极性<固定相极性-正相色谱 气相色谱只适合分析较易挥发、且化学性质稳定的有机化合物,而HPLC则适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质,如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。所以,HPLC的应用范围已经远远超过气相色谱。 一、吸附色谱(adsorption chromatography) 又叫液固色谱法:流动相是液体,固定相是固体。 分离原理:固定相是固体吸附剂,吸附剂是多孔性微粒物质表面有吸附中心。样品组分与流动相竞争吸附中 心。各组分的吸附能力不同,使组分在固定相中产生保留时间不同和实现分离。 固定相: 固定相通常是强极性的硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固体吸附剂。活性硅胶最常用。 流动相: 弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶剂的混合物,如正构烷烃(己烷、戊烷、庚烷等)、二氯甲 烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。 应用: 对于极性,结构异构体分离和族分离仍是最有效的方法,如农药异构体分离、石油中烷、烯、芳烃的 分离。 缺点是容易产生不对称峰和拖尾现象。 二、分配色谱 原理: 固定液机械的吸附在惰性载体上,样品分子依据他们在流动相和固定相间的溶解度不同,分别进入两相分配而实现分离。 固定相:将一种极性或非极性固定液吸附在惰性固相载体上。如全多孔微粒硅胶吸附剂。 根据极性不同分类:正相分配色谱—固定相载体上涂布的是极性固定液; 流动相是非极性溶剂; 可分立极性较强的水溶性样品; 弱极性组分先洗脱出来。 反相分配色谱—固定相载体上涂布的是非极性或弱极性固定液; 流动相是极性溶剂; 强极性组分先洗脱出来。 液-液分配色谱固定相中的固定液体往往容易溶解到流动相中去,所以重现性很差,且不能进行梯度洗脱,已经不大为人们所采用。 三、键合相色谱 考虑分配色谱法中固定液的缺点,因此将各种不同的有机关能团通过化学反应共价结合到固定相惰性载体上,固定相就不会溶解到流动相中去了。 键合固定相优点:○ 对极性有机溶剂有良好的化学稳定性 ○使色谱柱的柱效高、寿命长 ○实验重现性好 ○几乎适于各种类相的有机化合物的分离,尤其是k’宽范围的样品 ○可以梯度洗脱 根据极性不同分类:正相键合相色谱—固定相极性>流动相极性 固定相:二醇基、醚基、氰基、氨基等极性基团的有机分子。 适于分离脂荣、水溶性的极性、强极性化合物 反相键合相色谱—固定相极性<流动相极性 固定相:烷基、苯基等非极性有机分子。如最常用的ODS柱或C18柱就 是最典型的代表,其极性很小。 适于分离非机性、弱极性离子型样品, 是当今液相色谱的最主要分离模式。 正相HPLC(normal phase HPLC): 是由极性固定相和非极性(或弱极性)流动相所组成的HPLC体系。其代表性的固定相是改性硅胶、氰基柱等,代表性的流动相是正己烷。吸附色谱也属正相HPLC。 反相HPLC(reversed phase HPLC): 由非极性固定相和极性流动相所组成的液相色谱体系,与正相HPLC体系正好相反。其代表性的固定相是十八烷基键合硅胶(ODS柱,Octa Decyltrichloro Silane),代表性的流动相是甲醇和乙腈。 四、体积排阻色谱(SEC,size exclusion chromatograghy) (又称凝胶色谱和分子筛色谱) 原理: 以多孔凝胶(如葡萄糖,琼脂糖,硅胶,聚丙烯酰胺等)作固定相,依据样品分子量大小达到分离目 的。大分子不进入凝胶孔洞,沿多孔凝胶胶粒间隙流出,先被洗脱;小分子进入大部分凝胶孔洞, 在柱中被强滞留,后被洗脱。 根据样品性质分类:凝胶过滤(GFC)—用于分析水溶性样品,如多肽、蛋白、生物酶、寡聚核苷酸、多聚核 苷酸、多糖。 凝胶渗透(GPC)—用于分析脂溶性样品,如测定高聚物的分子量。 SEC主要依据分子量大小进行分离,因此与样品、流动相间的相互作用无关。因此不采用改变流动相的组成来改善分离度。 五、离子交换色谱 (ion exchange chromatography, IEC) 分离原理:使用表面有离子交换基团的离子交换剂作为固定相。带负电荷的交换基团(如磺酸基和羧酸基)可以用于阳离子的分离;带正电荷的交换基团(如季胺盐)可以用于阴离子的分离。不同离子与交换基的作用力大小不同,在树脂中的保留时间长短不同,从而被相互分离
东部X市浅层地下水有机污染现状及其安全性评价
现阶段甲醛已经被认为是室内空气污染最主要的污染源之一,室内空气中的甲醛主要来源有:装修材料及新的组合家具使用的人造木板中的粘合剂。用做房屋防热、御寒的绝缘材料池沫。涂料、化纤地毯、化妆品、地板胶等产品中用甲醛做的防腐剂。甲醛释放期长,轻微超标时居住者不易察觉,而室内甲醛对人体健康危害极大,因此室内甲醛检测已经成为入住新居一项必不可少的程序。
室内甲醛检测的基本方法主要有以下几种:
1.分光光度法分光光度法测定的主要方法有乙酰丙酮法、铬变酸法、MBTH法、副品红法、AHMT 法、溴酸钾-次甲基蓝法、银-Ferrozine法等几种。基本原理是利用加入相应反应试剂引起样品吸光性能的变化,进而实现室内甲醛的定量测试。
2.气相色谱法
3.电化学传感器法
电子感应设备检测(包括 interscan4160 PPM400 BG FM-06 BRAMC air-328等设备),电化学传感器受到干扰较大,室内甲醛定量检测数据误差较大。
4.甲醛自测盒检测法
甲醛自测盒是一种可以快速、简便、低成本的检测室内、家具内等特定空间内的空气中甲醛浓度或治理效果的一种半定量检测产品。可以实现室内甲醛快速检测,检测结果准确可靠。
另外,室内甲醛的基本去除方法主要有:
1.植物源AQ空气净化喷雾液(贵)
2.清除剂(怕2次污染)
3.玛雅蓝(效果没清除剂好)
4.植物法(在用达标甲醛含量的涂料后最推荐的方法)
低度污染可选择植物去污:一般室内环境污染在轻度污染可采用植物净化。根据房间的不同功能、面积的大小选择和摆放植物。去除甲醛残留物的植物有:吊兰、芦荟、仙人掌、平安树、绿萝、龙舌兰、虎尾兰、常春藤、桂花、巴西龙骨、米兰、龟背竹等。
沉积盆地流体-岩石相互作用研究方法和手段
俞光明1 刘红樱2 苏晶文2 张泰丽2 黎伟1 沈莽庭2
(1.浙江省地质环境监测总站,杭州310007;2.南京地质矿产研究所,南京210016)
摘要:针对东部X市的浅层地下水样品进行了有机污染物的定量分析,研究了浅层地下水中有机污染物的分布特征,并参照检出限和饮用水标准值,采用污染指数法对浅层地下水的有机污染进行了初步评价,同时探讨了其来源。结果表明:X市浅层地下水中普遍检出的卤代烃是三氯甲烷,其次为三溴甲烷,多环芳烃是亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、荧蒽、萘和屈,有机氯农药是p,p′-DDT、o,p′-DDT、γ-六六六、p,p′-DDD和δ-六六六。X市浅层地下水受到轻度的有机污染,其中环境影响度较大的P,P′-DDT和苯并[a]蒽应引起重视。根据地球化学参数和浅层地下水环境背景推测有机污染物分别来自于各种类型的工矿企业、化肥农药的施用、垃圾填埋场和化石燃料的不完全燃烧,城市不同功能区存在差异。
关键词:浅层地下水;有机物污染;安全性评价;中国东部城市
X市是我国东部发达地区迅速崛起的一座城市,处江、海、湖、河交会之位,其人口稠密,水乡特色浓郁,工农业并举,其地下水开发利用程度高,开采地下水类型齐全、开采范围较大、开采量较高,特别是居民生活饮用水水源、农业和农村生态建设等与地下水关系密切。随着社会经济的发展,地下水的污染负荷不断加大,特别有机污染物的排放与日俱增,而其中一些往往难以降解,并具有生物积累性和“三致”作用或慢性毒性,因此地下水有机污染将威胁到区内的饮水安全、生态环境和人体健康。而浅层地下水更易受到污染的影响,因此针对X市的浅层地下水有机污染状况进行调查评价,将为其地下水资源保护和有机污染防治提供依据,也为东部其他城市开展地下水有机污染调查评价提供借鉴。
1 样品采取与分析
针对东部地区的X市,依据农业区、居民区、商业区、工业区和垃圾场等城市功能区布置了浅层地下水样品(表1)。
表1 X市浅层地下水样品的分布
在野外调查的基础上,选择具有代表性、资料翔实、易于取样操作、相对稳定、并尽可能与以往动态监测井重合的井点。
准备采样器材:顶空瓶、密封性好的聚四氟乙烯或玻璃容器、聚四氟乙烯封口膜。非挥发性有机物水样瓶用1:1硝酸浸泡过夜,自来水洗3次,去除有机物的水洗3次,丙酮洗2次,360℃下干燥1小时。
采样前清除井管的滞水,用所要采集的水冲洗采样器或采样瓶3~4次,然后将水样沿瓶壁缓缓加入瓶内,装样过程中,瓶内气泡不得上下翻滚,使水样尽量充满。装满采样瓶后,封口钳封盖或瓶口用聚四氟乙烯的膜盖上,然后塞紧盖子,翻转瓶子检查,如存有气泡,重新取样。样品避光低温保存,有条件的4℃下保存或用冰块保存,并隔离放置。在取样中选取10%的样品采集密码平行样,并按5%的比例采集野外空白样品。
分析浅层地下水样品7件。分析依据方法:水质,挥发性卤代烃的测定,气相色谱法,GB/T17130-1997;水质,苯系物的测定,气相色谱法,GB/T11890-1989;水质,六六六、滴滴涕的测定,气相色谱法,GB/T7492-1987;16种多环芳烃,USEPA方法525.2饮用水中有机化合物的测定,液相萃取、毛细管拄气相色谱/质谱法。样品分析测试由中国地质大学(北京)地学实验中心承担,仪器设备为HPGC-6890气相色谱仪,编号:19990006。测试过程质量监控。
共检测浅层地下水中有机物44项,其中卤代烃7项,苯系物(单环芳烃)7项,多环芳烃16项,有机氯农药14项。
2 评价方法
2.1 浅层地下水有机污染评价方法
测试的45种浅层地下水中有机化合物为毒理学指标,采用地下水中i组分的实测浓度Ci与其检出限(对照值C0max)和饮用水标准值 (表1)对比进行浅层地下水有机污染评价。
未污染:Ci≤检出限;轻度污染:检出限<Ci≤1/2×饮用水标准值;中度污染:1/2×饮用水标准值<Ci≤饮用水标准值;重度污染:饮用水标准值<Ci≤5×饮用水标准值;极度污染:Ci>5×饮用水标准值。
2.2 浅层地下水有机物安全性评价方法
浅层地下水中某一有机物的安全性采用环境影响度AS(Ambient Severit)评价方法,即:
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式(1)中:ASi为某种有机物在浅层地下水中的环境影响度;Ci为某种有机物在浅层地下水中的浓度;
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
为某种有机物i在水体中的目标值,根据水环境目标值华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
、WHO推荐值[4]、国标值[1]等的最低值确定。AMEG即周围多介质环境目标值(Ambiet Multimedia EnvironmentalGoals),是美国环境保护局工业环境实验室推算出来的化学物质或其降解产物在环境介质中的限定值[3]。某一浅层地下水体中有机物的环境安全性评价采用总环境影响度评价法。假定所有有机物只要AS相同,则对人和环境的潜在危害程度相同,同时假定AS值大小与潜在危害呈线性关系[3],则某浅层地下水体的环境危害程度可以近似地用各组分的AS之和TAS(称为总环境影响度)表示,即:
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
当TAS大于l时,表明浅层地下水体中有毒化合物对人体健康具潜在危害,水体中TAS值小于1则其潜在危害作用不明显。
3 结果与讨论
3.1 浅层地下水中有机物的检出情况
X市浅层地下水中主要检出的卤代烃是三氯甲烷,其次为三溴甲烷,高值点主要分布在农业区和垃圾场(图1,表2)。
图1 东部X市浅层地下水中有机物的检出情况
表2 东部X市浅层地下水有机物含量及初步评价结果(单位ng/L)
续表
X市浅层地下水中未检出单环芳烃。
亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并(a)荧蒽和苯并(b)荧蒽所有样品均检出,荧蒽检出率86%,萘和屈57%检出。高值点主要分布在农业区、商业区和居民区。芴、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-c,d]芘和苯并[g,h,i]苝均未检出。
有机氯农药检出率较高的是p,p′-DDT(86%),次为o,p′-DDT、γ-六六六(57%)和p,p′-DDD、δ-六六六(43%)。高值点主要分布在垃圾场和工业区,其次为农业区和居民区。
3.2 浅层地下水有机污染初步评价
初步评价表明X市浅层地下水受到了轻度的有机污染,主要有机污染物为多环芳烃、滴滴涕和六六六(表2)。
3.3 浅层地下水有机物安全性评价
X市浅层地下水中有机物最大环境影响度AS均小于或远小于1,表明目前对环境和人体健康危害不显著。AS较大的为P,P′-DDT(0.32)和苯并[a]蒽(0.18),其次是芘(0.042)、O,P-DDT(0.037)、P,P′-DDD(0.031)、屈(0.019)、δ-六六六(0.013)和苯并[b]荧蒽(0.011),其中前两者应引起重视。
X市浅层地下水中总环境影响度为0.07~0.43,平均0.20,其中以农业区和垃圾场的为高,各代表性城市功能区浅层地下水有机污染未显示出明显的潜在危害作用。
3.4 浅层地下水中有机物来源探讨
在地球化学和环境地球化学研究中,经常使用一些特征化合物指数并结合地区环境特点和工业布局、污染排放类型等来判断PAHs的来源。
表3 东部X市浅层地下水有机物安全性评价
续表
注:A.中国GB3838-2002集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值[1];B.1998WHO饮用水质量基准推荐值[4];C.2002U.S.EPA现行饮用水标准[2];D.中国CJ/T206-2005城市供水水质标准[5];E.AMEGwh水环境目标值[3]。
4环及其以上的具有高分子量的PAHs主要来源于化石燃料高温燃烧,而低分子量(2~3环)的则来源于石油类污染[6]。炼焦、石油裂解、原油泄漏、煤焦油提炼、染料工业等废水排放和泄漏来源的PAHs菲/蒽比值(P/A)为4.4~7.9,而家庭及生活炉灶、工业锅炉、露天燃烧及失火、机动车及内燃机等燃烧过程和大气沉降来源的PAHs其P/A值>10[7]。荧蒽/芘(Fl/Py)的比值为1.4代表煤型燃烧产物来源,比值为1左右代表木材燃烧来源,而比值小于1则显示来源于石油[8]。
浅层地下水中PAHs的含量总体是以以3环>5环>4环>2环>6环的顺序递减。P/A值0.68~8.52,Fl/Py值0~1.03,显示其来源于燃烧源和石油源的混合特征。其中农业区A1、居民区R1和垃圾场W1样品2+3环PAHs含量远大于4环及以上PAHs,Fl/Py值(0.01~0.62)小于1,P/A值0.68~2.23,以废水排放和石油类泄漏来源为主;农业区A2和商业区C1样品2+3环PAHs含量小于或约等于4环及以上PAHs,Fl/Py值1.23~3.45,P/A值0~0.25,其主要来自化石燃料的不完全燃烧,包括工业燃煤、生活供暖用煤和交通污染。工业区样品2+3环PAHs含量远大于4环及以上PAHs,P/A值(6.60~8.52)较大,Fl/Py值(0.31~1.03)变化较大,为混合来源。
表4 东部X市浅层地下水中PAHs特征指数
4 结论
X市浅层地下水中主要检出的卤代烃是三氯甲烷,其次为三溴甲烷,高值点主要分布在农业区和垃圾场。亚二氢苊、二氢苊、菲、蒽、芘、苯并(a)荧蒽、苯并(b)荧蒽、荧蒽、萘和屈等10种多环芳烃普遍检出,高值点主要分布在农业区、商业区和居民区。有机氯农药检出率较高的是p,p′-DDT、o,p′-DDT、γ-六六六、p,p′-DDD和δ-六六六,高值点主要分布在垃圾场和工业区,其次为农业区和居民区。
初步评价表明X市浅层地下水受到了轻度的有机污染,主要有机污染物为多环芳烃、滴滴涕和六六六。
X市浅层地下水中有机物最大环境影响度和总环境影响度均小于或远小于1,表明目前对环境和人体健康危害不显著,但AS较大的P,P′-DDT和苯并[a]蒽应引起重视。
根据地球化学参数和浅层地下水环境背景推测有机污染物分别来自于各种类型的工矿企业、化肥农药的施用、垃圾填埋场和化石燃料的不完全燃烧,城市不同功能区存在差异。
参考文献
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Status of the Organic Pollution for the Surficial Groundwater in X City of Eastern China and Its Security Assessment
Yu Guangming1, Liu Hongying2, Su Jingwen2,Zhang Taili2,Li Wei1, Shen Mangting2
(1. Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007;2. Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016)
Abstract: Based on the concentration of organic pollutants in the surficial groundwater samples collected from X city of Eastern China were investigated and quantitatively analyzed, the distributing characteristics of these compounds were studied, the Pollution Index Mathod was adopted to assess the organic pollution of the surficial groundwater in X city by reference to minus detected limit and the drinking water Standard of China, WHO and U. S. EPA, and the sources of these compounds were discussed.
Results show that Trichloromethane, then Tribromomethane of chlorinated solvents, Acenaphthene, Acenaphthylene, Phenanthrene,Anthracene, Pyrene, Benzo [a]) acenaphthene, Benzo [b] fluoranthene, Fluoranthene, Naphthalene and Chrysene of PAHs, p, p′-DDT, o, p′-DDT, γ-BHC, p, p′-DDD and δ-BHC of organochlorine pesticides are mostly found in the surficial groundwater of X city. the surficial groundwater in X city mostly are polluted in light degree, in which p, p′-DDT and Benzo [a] Anthracene having bigger Ambient Severit (AS) should be considered. Depending on the geochemistry parameters of the organic pollutants and the environmental setting of the surficial groundwater, various types industrial production areas, use of fertilizer and pesticides, waste landfill and the incomplete pyrolysis of the fuel may be the various source of the organic pollutants in X city, there existed differences in various function district of city.
Key words: Surficial groundwater; Organic pollution; Security assessment; City in Eastern China
甲醛测定方法有哪些
在盆地沉积物埋藏后所经历的成岩过程中,会发生复杂的微生物、有机质、水、岩之间的相互作用过程。若烃类发生侵位,还涉及烃类参与的反应。传统上往往将它们单独地分别研究。流体-岩石相互作用研究力图将烃源岩、储集岩矿物和孔隙流体(油、气、水)及其中的微生物作为一个完整的地球化学系统来研究其相互作用,这就要求进行沉积学、水文地质学、同位素地球化学、微生物学等多学科交叉研究,将地质观察、实验模拟、计算机模拟结合在一起,解决一些单一学科的问题。下面介绍实验地球化学测试、实验室模拟、热力学理论计算等方面的研究方法。计算机软件模拟将专门分章讨论。
一、实验地球化学测试
沉积盆地流体-岩石相互作用研究需要对储层中油、气、水、岩进行全面的分析。所分析的项目及数量取决于研究的内容和目标,不能一概而论。
1.分析测试内容
岩石分析 岩石的矿物成分、化学组成和储层物性;碳酸盐胶结物的碳、氧、锶同位素组成;硫酸盐和硫化物的产状、矿物习性、硫同位素组成;粘土矿物的X射线衍射分析和氧同位素分析。
流体包裹体分析 流体包裹体包括液相和气相包裹体,液相又包括水相和烃类。均一化温度是各类流体包裹体常分析的内容,用以确定胶结物形成时期、油气注入时间。对于水相包裹体,需测定Na、K、Ca、Cl组成及盐度,用激光拉曼光谱测定溶解的CH4、H2S、CO2气体质量分数,H2S硫同位素和CO2的碳同位素。对烃类包裹体则可进行全烃色谱分析,以确定是否发生蚀变。
油田水分析 用毛细管等速电泳或高效液相色谱(HPLC)分析有机酸中甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸等的浓度及总量。利用等离子发射光谱(ICP)分析微量元素K、Sr、Mn、Al、Fe、Zn、B、Li、Cs、Cd等。用钼-硅法分析其中二氧化硅的含量。用质谱仪分析碳、氢、氧、硫、锶、硼的同位素组成。
烃类分析 分析稠油或沥青的物性和族组成、气相色谱特征、生物标志物和硫同位素,并与正常原油对比,以研究其成因机制。分析伴生气的气体组分和碳、硫同位素。
2.分析测试技术
国内众多的实验室已建立起了成熟的方法,来分析上述岩石学、流体包裹体及烃类分析的项目。唯粘土矿物(高岭石、蒙脱石和伊利石)的氧同位素分析国内尚未开展,但国外已有报道。油田水有机组分、微量元素及同位素分析,尚未为人熟知,有必要简要介绍。
1)有机酸分析技术
(1)等速电泳法(ITP) 该法采用在中空的毛细管内进行恒流电泳的独特的分离分析方法。油水样经水相蒸发预处理,除去大量无机盐类后,即可直接进样进行有机酸分离。所用仪器为瑞典LKB-2127等速电泳仪及岛津IP-2A型等速电泳仪,检测器为电导检测器、紫外检测器及电位梯度检测器,配以200mm×0.5mm聚四氟乙烯毛细管(LKB-2127)及50cm×1mm、100cm×0.5mm两级聚四氟乙烯毛细管(IP-2A)。采用电解质溶液及尾随电解质溶液分别为组氨酸盐+组氨酸溶液及2-N吗啉代乙磺酸溶液,或为HCl+β-丙氨酸溶液及正己酸溶液。水相蒸发处理过程为:取水样低温蒸发,调至酸性,然后以丙酮洗涤过滤,再调节至碱性,浓缩定容。方法的回收率及相对标准偏差分别为96%~105%和2.4%~7.6%。
(2)区带电泳法(CZE) 由于油田水中Cl-干扰测定结果,等速电泳法需对样品进行水相蒸发预处理,采用区带电泳法则避免了上述预处理。所用仪器为惠普HP3PCE高效毛细管电泳仪,毛细管为50cm×50μm内径熔融石英毛细管(有效长度48.5cm),检测器为二极管阵列检测器。电解质体系为:①邻苯二甲酸氢钾+十六烷基三甲基溴化铵,pH=6.0;②3,5-二硝基苯甲酸+十六烷基三甲基溴化铵+5%甲醇,pH=9.0。检测波长为254nm及210nm,间接检测,压力样进,油田水样过滤后,即可直接进样进行有机酸分离。方法的相对标准偏差为1.1%~3.5%。
(3)毛细管气相色谱法(GC) 利用AT1000大口径极性毛细管柱,对油田水中C2—C5一元羧酸进行分离分析。对油田水以水相蒸发除去大量无机盐类后,经浓缩再直接进样,无需酸化和萃取。方法回收率和相对标准偏差分别为79.6%~100%及1.9%~6.4%。
2)同步辐射X射线荧光分析
利用北京正负电子对撞机国家实验室同步辐射装置,在专用模式下进行工作。实验测试时,样品受同步辐射X射线激发,发生电离,被电离的原子产生次级特征X射线。每种元素有其固有的特征X射线能量及相应的特征波长,用Si(Li)探测器测定这些特征X射线的能量可判断元素的类别;根据测得的待测元素的特征X射线荧光计数与相同实验条件下标样所测的该元素的计数比较,可得出元素的含量。
由于同步辐射具有高亮度、高准直、线偏振及宽频可调等优异特性,因而用于样品的微量元素分析时灵敏度高,对制样要求简单,可在保持样品原始状态下进行测定,并能在相同的实验条件下同时测定一个油田水样品中的20多种微量元素,检测下限可达10-6量级。
3)δD、δ18O、δ34S和87Sr/86Sr的测定
δD的测试采用的是高纯锌(Zn)还原法,即将2μL水样在390℃下经过锌还原出氢气,然后用MAT251质谱仪测定氢气的D/H值。δ18O的测量采用CO2-H2O平衡法,即将一定量的CO2高纯钢瓶二氧化碳与2mL水样平衡,用MAT251型质谱仪测定平衡后CO2的18O/16O。δD、δ18O测试结果均以SMOW(标准平均大洋水)为标准给出,其标准偏差分别为1‰~2‰和0.20‰~0.30‰。
δ34S硫化物硫同位素分析方法是,将硫化物与一定比例CuO混合,在1100℃下真空燃烧制备纯的SO2气体。硫酸盐、自然硫或岩石中微量硫,均采用埃斯卡试剂处理,转化为氧同位素基本纯的硫酸钡。制样时,称取一定量的BaSO4、V2O5、SiO2(比例为1∶3.5∶3.5),混合均匀后放入瓷瓶内,并在其上覆盖一层铜丝,在980℃的真空热解下,制备纯的SO2气,然后用MAT251型质谱计测定34S/32S值。δ34S值以CDT(为迪亚布洛峡谷陨石中的陨硫铁)标准给出。其标准偏差为±0.10‰~0.30‰。
87Sr/86Sr测定方法是,取一定量地层水,用超纯HCl酸化,经过标准离子交换技术分离后,在MTA261型多接收器质谱仪上进行测定。溶解碳酸盐全岩、胶结物是用超纯的HCl,溶解页岩采用超纯HF和HClO4试剂。分析精度0.00003~0.00007。其中,地层水样来自中途测试或完井测试。但是,这类样品不可能有足够的采样覆盖面,尤其在井内更是如此。最有效的弥补方法是使用岩心样品,这就涉及岩心的保护及其水的离心分离。在应用了低浸染取心技术(即最大限度地减少泥浆对水的污染)以后,这种方法非常实用。还有一种是RSA法,即残余盐分析法。在实验室中用超纯水浸滤未经保护的常规岩心,以溶解孔隙中的盐。这种盐是岩心在储藏期间从蒸发的地层水中沉淀出来的。由于不可能浸滤出100%的盐类物质,所以浸滤出的盐不保留原始地层水总体化学性质。但是通过对RSA法的有效性严格检验后,发现锶同位素87Sr/86Sr比值却不受影响。在取样过程中必须避免在岩心边缘、裂隙面和含有高渗透性岩石的部位取样,筛去具有污染特征的数据(取决于渗透性与87Sr/86Sr之间的关系),还要沿一些岩样的半径方向测定RSA法的数据特征,以此来校验岩心中央未被污染水的稳定比值。与多种钻井泥浆渗透液相比,地层水中的高Sr含量意味着水中87Sr/86Sr比对污染作用相对地不太敏感。比较而言,地层水的87Sr/86Sr比值为0.705~0.730,砂岩中矿物的87Sr/86Sr比值变化范围更大:斜长石或碳酸盐小于0.710,钾长石大于0.730,而云母大于0.800。可见,用RSA法可以将油田水87Sr/86Sr比值十分精确地测定出来(Smalley,1987)。
二、实验室模拟
模拟实验是在实验室中通过控制实验条件来模拟自然条件下流体-岩石相互作用的过程。模拟实验包括动力学和热力学两种模拟方法。中国地质科学院张荣华研究员一直在模拟研究开放体系中方解石、萤石等矿物-水的反应动力学。而沉积盆地水-岩反应更常发生在半封闭-半开放体系中。模拟的内容包括:有机酸、CO2的生成;有机组分(原油、有机酸等)参与的水-岩相互作用;金属有机配位化合物稳定性的实验测量等。常用的模拟实验方法是流动或动态实验装置(Barth等,1988;杨俊杰等,1995)。该方法是将反应溶液从一端注入,并在控制的温度、流速下与反应容器中涂有环氧树脂的岩心发生作用。反应溶液可以是各种合成地层水,可含有机酸或原油。在不同的持续时间里从另一端收集反应后的溶液,观测水化学的变化。另一方法采用间歇反应器(静态装置),反应容器可用不锈钢、钛制成。采集并分析经不同时间反应后的溶液,对比实验前后岩石的显微特征、物性或原油性质的变化,以达到模拟研究流体-岩石相互作用的目的。
三、热力学理论计算
热力学理论计算方法是运用热力学定律,对地球化学反应和过程进行理论计算来推断和解释各种地球化学现象(梅廉夫等,1994),可为实验结果的延拓、解释和检验提供理论依据。倪师军等(1993)根据流体包裹体温度、压力、成分及Eh-pH值,计算了成岩流体与矿物相互作用的趋势。而自由能更广泛应用于化学反应趋势的预测上。McBride(1987)、罗明高(1995)以反应的自由能模拟计算了成岩作用的序列;Meshri(1990)对比研究了碳酸和有机酸的热力学反应能力,计算了碳酸盐矿物方解石和铝硅酸盐矿物长石的溶解趋势和向粘土矿物转化趋势。Giles(1990)利用质量传递方程研究了矿物溶解-沉淀、离子迁移能力对次生孔隙和总孔隙度变化的影响。可见,热力学理论计算已用于地质现象的解释和预测上,是计算机软件模拟的基础。但相对而言,考虑的因素较为单一。
什么是有机物
1、AHMT 分光光度法
分光光度法测定的主要方法有乙 酰丙酮法、铬变酸法、MBTH法、副品红法、AHMT 法等几种。
2、乙酰丙酮法
乙酰丙酮法原理是利用甲醛与乙酰丙酮及氨生成**化合物二乙酰基二氢卢剔啶后 ,412nm下进行分光光度测定。
此法最大的优点是操作简便 ,性能稳定,误差小,不受乙醛的干扰,有色溶液可稳定存在12hr;缺点是灵敏度较低,最低检出浓度为0.25mg/L,仅适用于较高浓度甲醛的测定;方法缺点是反应较慢,需要约60min;SO2对测定存在干扰(使用NaHSO3作为保护剂则可以消除)。该方法非常传统,应用极为广泛。
3、变色酸法 (CTA法)
变色酸法也称铬变酸法,甲醛在浓硫酸溶液中可与变色酸(1,8-二羟基萘-3,6-二磺酸)作用形成紫色化合物,该化合物最大吸收波长在580nm处,可用分光光度法进行分析测定。改变变色酸浓度和采用不同的采样手段,可满足不同浓度甲醛检测需要。用0.1%变色酸-86%硫酸溶液作吸收液,检测限可达20μg/L;用1%亚硫酸钠溶液吸收甲醛,变色酸浓度改为5%,方法更稳定、更灵敏。该法的优点是操作简便、快速灵敏;缺点是在浓硫酸介质中进行,不易控制,且醛类、烯类化合物及NO2等对测定有干扰。
4、酚试剂法
酚试剂法原理是甲醛与酚试剂反 应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物,颜色深浅与甲醛含量成正比,该化合物在630nm处摩尔吸光系数ε可达7.0×104,该法对甲醛的测定非常灵敏最低检测限为0.015mg/L。方法的缺点是乙醛、丙醛的存在会对测定结果产生干扰,存在二氧化硫时测定结果偏低,反应受温度限制,室温低于15,显色不 完全,20~35时15min显色最完全,放置4小时,吸收情况稳定不变。
5、副品红法(PRA)
副品红法原理是在甲醛存在下,亚硫酸根离子与副品红生成紫色络合物,其最大吸收峰在570nm处,检测限为50μg/L。本法的优点是简便灵敏,其它醛和酚不干扰测定;缺点是褪色快,灵敏度不高,易受温度影响,使用了有毒的汞试剂, 而且生色化合物需要至少60min才能达到稳定的吸收。使用流动注射技术,可消除分光光度法显色慢、灵敏度低和稳定性差的缺点。
6、AHMT法
AHMT法原理是甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,3-三氮杂茂(AHMT)在碱性条件下缩合,然后经高碘酸钾氧化成6- 基-5-三氮 杂 茂[4,3-b] -S-四氮杂苯紫红色化合物,比色定量。该方法优点是抗干扰能力强,对乙酰丙酮法、MBTH法及副品红法 干扰严重的六胺对此测定方法无干扰,因此,该法是测定树脂交联过程释放甲醛的有效方法;灵敏度较高, 最低检出限为0.01mg/m?,较 适宜与一般情况下室内空气的检测;缺点是颜色随时间逐渐加深,要求标准溶液 的显色反应和样品溶液的显色反应时间必须严格统一,在显色体系最大吸收波长550nm测定,Co2+、Cu2+干扰测定。
7、 溴酸钾-次甲基蓝法
溴酸钾-次甲基蓝法原理是在酸性介质中,甲醛可促进溴酸钾氧化次甲基蓝反应,降低体系吸光度的特点来快速测定甲 醛含量。次甲基蓝在665nm处有最大吸收峰,在H2SO4介质中加入KBrO3能使其吸收峰微降,而再加入甲醛后,其吸光度会显著下降,△A降低与甲醛浓度成正比。
8、银-Ferrozine法
银-Ferrozine法原理为水合氧化银能氧化甲醛并被还原为Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,在562nm处测定吸光度。Fe2+-Ferrozine配合物与甲醛浓度成正比,摩尔吸光系数ε=5.5 8×104,灵敏度比铬变酸法高3.5倍。
(2) 酚试剂分光光度法
(3) 气相色谱法
(4) 乙酰丙酮 分光光度法
(5)电化学传感器法
电子感应设备检测(包括interscan4160 PPM400 BG FM-06 BRAMC air-328等设备),电化学传感器受到干扰较大,定量检测数据误差较大。
(6) 甲醛自测盒检测法
甲醛自测盒又名甲醛测试盒,俗称甲醛自测盒,是一种可以快速、简便、低成本的检测室内、家具内等特定空间内的空气中甲醛浓度或治理效果的一种半定量检测产品。
甲醛自测盒操作简单、使用方便,适合个人家庭检测甲醛。甲醛自测盒体积小巧,方便放置,用于家具治理前后对比甲醛浓度,判断治理效果。其最大特点是消费者可以自己动手检测甲醛,操作方法简单。
甲醛自测盒依据的检测原理是国家推荐认可的酚试剂比色法。从检测甲醛的显示结果上看,甲醛自测盒属于半定量的检测产品,能完全满足人们检测室内空气中甲醛浓度需要。
甲醛自测盒结果是否准确,和反应剂、显色剂是否稳定,包装是否严密、操作是否正确等多种因素有关系。不同生产厂家也会有所不同,甲醛自测盒不一定都一样准,应选择专业正规厂商大品牌的甲醛自测盒产品 。
选择甲醛自测盒时应注意以下两点:
⑴、应选择专业机构研发,正规大厂家生产的合格产品。在网上购买最好选择厂家直销的品牌店铺。
⑵、产品包装严密结实。网上购买时不要只看价格和销量,更要看评价和反馈的结果情况,应更重视产品的评价。
(3)、选择甲醛检测盒的时候一定要仔细对比。首先要选择机器灌装,避免手工作坊灌装人为因素过多,检测试剂用量不准确。直接造成检测结果不准确。第二选择加入了抗干扰剂的检测盒,这样可减少了乙醛、丙醛及二氧化硫对检测结果的影响。第三一定要选择玻璃瓶包装的,防止塑料瓶中的塑化剂和试剂发生反应,造成试剂的不稳定。[2]
甲醛检测盒的操作基本步骤如下:
①检测前 ,请将待测房间门窗关闭1小时或2小时(不同产品要求不同),密闭时请同时关闭空调、净化器等空气调节设备,如需要可将家具柜门及抽屉等疑污染物打开。(如检测之前一直是封闭空间,建议先通风一段时间,再进行关闭)。
②将甲醛自测盒中的稀释剂 液体全部倒入吸收盒中;
③将吸收盒放置于事先选定的待测位置,暴露30-40分钟;
④将显色剂液体完全倒入吸收盒中,盖好盒盖;注意一定要放置到光线照射不到的地方,要避免紫外线照射干扰影响结果的准确性。
⑤10分钟后观察颜色,与比色卡对比,读取检测结果;注意要在光线照射不到的地方观察,避免紫外线影响。
建议按照要求时间进行封闭后检测。首先,甲醛检测方法产品都是基于科学的原理和试验数据验证的,为保证检测结果的有效性 ,特规定了检测前封闭的合理时间。其次,我们检测甲醛是为了清楚知道室内甲醛真实的浓度情况,如果封闭时间超过要求时间,检测的结果可能会高于实际污染情况,反而不方便判断。
在比色时注意以下两点:
第一、与比色卡比对颜色时,应选择光线暗一些的地方,不能在阳光照射下读取,因为紫外线会导致颜色变蓝,导致颜色对不上,严重者影响检测结果。
第二、在与比色卡进行比色时,受每个人的个体差异,对同一颜色的结果也可能判断结论不同。建议能同时检测不同地方的甲醛浓度,多个不同颜色,对比颜色更容易准确辨别甲醛浓度范围值。这样比对起来更清晰。
有机物是有机化合物的简称,所有的有机物都含有碳元素。但是并非所有含碳的化合物都是有机化合物,比如CO,CO2。除了碳元素外有机物还可能含有其他几种元素。如H、N、S等。虽然组成有机物的元素就那么几种(碳最重要),但到现在人类却已经发现了超过1000万中有机物。而它们的特性更是千变万化。因此,有机化学是化学中一个相当重要的研究范畴。
有机物即碳氢化合物(烃)及其衍生物,简称有机物。除水和一些无机盐外,生物体的组成成分几乎全是有机物,如淀粉、蔗糖、油脂、蛋白质、核酸以及各种色素。过去误以为只有动植物(有机体)能产生有机物,故取名“有机”。现在不仅许多天然产物可以用人工方法合成,而且可以从动植物、煤、石油、天然气等分离或改造加工制成多种工农业生产和人民生活的必需品,象塑料、合成纤维、农药、人造橡胶等。与无机物相比,有机物的种类众多,一般挥发性较大、熔点和沸点较低,反应较慢(较复杂)。溶于有机溶剂,且能燃烧。碳原子可用共价键彼此连接生成多种结构,组成数量巨大的不同种类的有机分子骨架。按照基本结构,有机物可分成3类:(1)开链化合物,又称脂肪族化合物,因为它最初是在油脂中发现的。其结构特点是碳与碳间连接成不闭口的链。(2)碳环化合物(含有完全由碳原子组成的环),又可分成脂环族化合物(在结构上可看成是开链化合物关环而成的)和芳香族化合物(含有苯环)两个亚类。(3)杂环化合物(含有由碳原子和其他元素组成的环)。在烃分子中,共价连接的碳原子是骨架,碳的其他键则与氢结合。烃骨架非常稳定,因为形成碳-碳单键和双键的碳原子同等享用它们之间的电子对。烃的氢原子可以被不同的功能团(官能团)取代产生不同类的有机物。功能团决定分子的主要性质,所以有机物也常根据其功能团分类。有机生物分子的功能团比其烃骨架在化学上活泼得多,它们能改变邻近原子的几何形状及其上的电子分布,从而改变整个有机分子的化学反应性。从有机分子中的功能团可以分析和推测其化学行为和反应。如酶(细胞的催化剂)可识别生物分子中的特殊功能团并催化其结构发生特征性变化,大多数生物分子是多功能的,含有两种或多种功能团。在这些分子中,每种类型的功能团有其自己的化学特征和反应。如氨基酸具有至少两种功能团——氨基和羧基。丙氨酸的化学性质就基本决定于其氨基和羧基。又如葡萄糖也是多功能的生物分子,其化学性质基本决定于羟基和醛基两种功能团。生物分子的功能团在其生物活性中起着重要的作用。生物分子中某些其他的功能团列于下表中。
例如甲烷
甲烷分子式CH4。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161.4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。
甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
413kJ/mol、109°28′,甲烷分子是正四面体空间构型,上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况,并不能真实表示各原子的空间相对位置。
1.物质的理化常数:
国标编号 21007
CAS号 74-82-8
中文名称 甲烷
英文名称 methane;Marsh gas
别 名 沼气
分子式 CH4 外观与性状 无色无臭气体
分子量 16.04 蒸汽压 53.32kPa/-168.8℃ 闪点:-188℃
熔 点 -182.5℃ 沸点:-161.5℃ 溶解性 微溶于水,溶于醇、
密 度 相对密度(水=1)0.42(-164℃);相对密度(空气=1)0.55 稳定性 稳定
危险标记 4(易燃液体) 主要用途 用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入。
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息亡。皮肤接触液化本品,可致冻伤。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属微毒类。允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯性窒息作用,在高浓度时因缺氧窒息而引起中毒。空气中达到25~30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。
急性毒性:小鼠吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用;兔吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用。
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
3.现场应急监测方法:
4.实验室监测方法:
气相色谱法《空气中有害物质的测定方法》(第二版),杭士平编
可燃溶剂所显色法;容量分析法《水和废水标准检验法》第20版(美)
5.环境标准:
前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 300mg/m3
美国 车间卫生标准 窒息性气体
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
二、防护措施
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩带自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特别防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
三、急救措施
皮肤接触:若有冻伤,就医治疗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法:切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
第一部分:化学品名称
化学品中文名称:甲烷
化学品英文名称:methane
中文名称2:沼气
英文名称2:Marshgas
技术说明书编码:51
CASNo.:74-82-8
分子式:CH4
分子量:16.04
第二部分:成分/组成信息
有害物成分含量CASNo.
甲烷74-82-8
第三部分:危险性概述
危险性类别:
侵入途径:
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息亡。皮肤接触液化本品,可致冻伤。
环境危害:
燃爆危险:本品易燃,具窒息性。
第四部分:急救措施
皮肤接触:若有冻伤,就医治疗。
眼睛接触:
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法:切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
第六部分:泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存
操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/m3):未制定标准
前苏联MAC(mg/m3):300
TLVTN:ACGIH窒息性气体
TLVWN:未制定标准
监测方法:
工程控制:生产过程密闭,全面通风。
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其他防护:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
第九部分:理化特性
主要成分:纯品
外观与性状:无色无臭气体。
pH:
熔点(℃):-182.5
沸点(℃):-161.5
相对密度(水=1):0.42(-164℃)
相对蒸气密度(空气=1):0.55
饱和蒸气压(kPa):53.32(-168.8℃)
燃烧热(kJ/mol):889.5
临界温度(℃):-82.6
临界压力(MPa):4.59
辛醇/水分配系数的对数值:无资料
闪点(℃):-188
引燃温度(℃):538
爆炸上限%(V/V):15
爆炸下限%(V/V):5.3
溶解性:微溶于水,溶于醇、。
主要用途:用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性
稳定性:
禁配物:强氧化剂、氟、氯。
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料
急性毒性:LD50:无资料
LC50:无资料
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用:该物质对环境可能有危害,对鱼类和水体要给予特别注意。还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。
第十三部分:废弃处置
废弃物性质:
废弃处置方法:处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息
危险货物编号:21007
UN编号:1971
包装标志:
包装类别:O52
包装方法:钢质气瓶。
运输注意事项:采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分:法规信息
法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日发布),化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号),工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志(GB13690-92)将该物质划为第2.1类易燃气体。
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