水中酚的天然来源和人为来源有哪些?
通过飞秒检测发现酚类化合物对水环境造成的污染。污染水体的酚主要有苯酚、甲酚、氨基酚、二硝基邻甲酚、萘酚、五氯酚等。主要来源于炼焦、石油化工、制酚、农药、印染、塑料、造纸等工业的废水排放。水中酚可经消化道进入人体,对神经、泌尿、消化系统有毒害作用。
饮水中的苯酚加氯消毒后会产生使人厌恶的异味,也会引起消化道症状,如恶心、呕吐、腹泻等。美国国家环保局(EPA)制定的关于酚的标准指出,在苯酚的浓度超过2.56毫克/升时,会对淡水水生生物产生慢性毒性。3.5毫克/升苯酚含量是该类化合物对人体产生危害的最低浓度;
苯酚作为重要的化工原料广泛应用于制药、塑料和油漆等行业, 相应地在生产过程中也带来了潜在的环境安全问题。所检验的自来水中不含苯酚,表明污染还不是很严重吧,估计主要不是在水中。
参考文献:水中苯胺_苯酚快速分离及分光光度法测定
1、采用多种方法降解水体中的苯酚以使其浓度降低至符合国家标准,从而实现无害化排放。这种思路一般是针对酚类物质浓度较低的废水。
2、将酚类物质从废水中提取出来,对其进行回收再利用。这种思路一般是针对酚类物质浓度较高的废水。
3、在产生酚类物质的生产过程中添加其他工艺,直接将含有酚类物质的废水循环利用,从而实现含酚废水的零排放。
苯酚属高毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒症状,长期饮用被苯酚污染的水可引起头昏、瘙痒、贫血及神经系统障碍。当水中含酚大于5mg/L时,就会使鱼中毒死亡。水体中酚浓度低时能够影响鱼类的洄游繁殖。苯酚浓度为0.1~0.2mg/L时鱼肉有酚味,浓度高引起鱼类大量死亡,甚至绝迹。水体中含酚类化合物时会使水体发臭,水生生物受这种水的影响,也带有臭味,这不仅使鱼贝类的质量下降,甚至使之无法食用。
苯酚与水混合的不是悬浊液,而是乳浊液。
因为苯酚密度比水大,室温时稍溶于水,与大约8%水混合可液化,可在水中形成白色混浊,但易溶于65℃以上的热水。
如65摄氏度以下苯酚在混在水中,经过激烈震荡后虽然能形成乳浊液,但静置后又会分层。要获得稳定的乳浊液,必须要加入第三种物质作为稳定剂。
例如在含有植物油的乳浊液中加入洗涤剂(肥皂)后,植物油就被分成无数细小的液滴,而不能聚集成大的油珠,便可获得稳定的乳浊液。
扩展资料
苯酚是一种具有特殊气味的无色针状晶体,可吸收空气中水分并液化,有特殊臭味,极稀的溶液有甜味。化学反应能力强,与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A,与醋酐;水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。
苯酚可燃,高毒,对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可致人体灼伤。对环境有严重危害,对水体和大气可造成污染。
小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色,遇三价铁离子变紫,通常用此方法来检验苯酚。
苯酚在化工原料、烷基酚、合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。
此外,苯酚还可用作溶剂、实验试剂和消毒剂,苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA分离,便于对DNA进行染色。
参考资料来源:百度百科--乳浊液
参考资料来源:百度百科--苯酚
分类
依分子中羟基数分为一元酚、二元酚及多元酚;
羟基在萘环上的称为萘酚,在蒽环上称为蒽酚。
酸性
与普通的醇不同,由于受到芳香环的影响,酚上的羟基(酚羟基)有弱酸性,酸性比醇羟基强。
如苯酚(C6H5OH)自身在水中的电离:
酚可与强碱生成酚盐,如苯酚钠。
易被氧化
在空气中无色的晶体酚易被氧化为红色或粉红色的醌。
配合物
酚在溶液中与三氯化铁可形成配合物,并呈现蓝紫色,可以鉴定三氯化铁或酚。
反应
酚羟基的邻对位易发生各种亲电取代反应;
酚羟基可发生烷基化及酰基化反应。
制备
酚一般可由芳烃磺化后经碱熔融制得;
酚也可由卤代芳烃与碱在高温高压催化下反应制得;
芳香伯胺经重氮盐水解也可制得酚。
用途
酚是重要的化工原料,可制造染料、药物、酚醛树脂、胶粘剂等。
苯酚及其类似物可制做杀菌防腐剂。
邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂。
生物作用
自然界存在有2000多种酚类化合物,他们是植物生命活动的产物,在植物生长发育、免疫、抗真菌、光合作用、呼吸代谢等生命活动中起重要作用
污染
酚污染会给生态系统带来很大危害。
环境酚污染
环境酚污染主要来自焦化厂、煤气发生站、炼油、木材防腐、绝缘材料的制造、制药、造纸以及酚类化工厂的废水、废气
酚类化合物挥发到空间可使大气受污染,含酚的废水流入农田会使土壤受污染,流入地下则会造成地下水污染。
土壤酚污染
被酚污染的土壤会使农作物减产或枯死。
水体酚污染
水体酚污染会使水生生物受到抑制,繁殖下降、生长变慢,严重时导致死亡。
对人体的危害
酚侵入人体,会与细胞原浆中蛋白质结合形成不溶性蛋白,使细胞失去活性。
酚对神经系统、泌尿系统、消化系统均有毒害作用。
酚是公认的有毒化学物质,一旦被人吸收就会蓄积在各脏器组织内,很难排除体外,当体内的酚达到一定量时就会破坏肝细胞和肾细胞,造成慢性中毒,使人出现不同程度的头昏、头痛、皮疹、精神不安、腹泻等症状。在权威的《化学试剂目录手册》中特别强调,“酚接触皮肤或吞入时有毒,应防止儿童接近。”
限度
中国规定最高允许浓度:
饮用水中挥发酚:0.002mg/L
地面水中挥发酚:0.010mg/L
渔业水体挥发酚:0.o05,mg/L
居住区大气一次测定值最高限:0.02mg/m3
废水排放限度:0.5mg/L
参见
官能团
羟基
醇
【fen】
酚
hydroxybenzene;
酚
fēn
〈名〉
由羟基与芳香环(苯环)直接相连而成的化合物总称。大多数为无色晶体,难溶于水 [phenol]
一、实验目的
1、了解酚污染对水环境的影响。
2、 掌握用萃取比色法和直接光度法测定酚的原理和操作技术。
二、实验原理
酚是水体中的重要污染物,会影响水生生物的正常生长,使水产品发臭。水中酚含量超过0.3毫克/升时,可引起鱼类的回避。水体中酚的种类较多,部分酚可以挥发,本实验仅测定可被蒸馏的挥发酚。
在碱性条件和氧化剂铁氰化钾作用下,酚类与4-氨基安替比林反应,生成桔红色的吲哚酚安替比林染料,在510nm处有最大吸收。若用氯仿萃取此染料,可以增加颜色的稳定性,提高灵敏度,在460nm处有最大吸收。
该方法可测定苯酚及邻、间位取代的酚,但不能测定对位有取代基的酚。由于样品中各种酚的相对含量不同,因而不能提供一个含混合酚的通用标准。通常选用苯酚作标准,任何其它酚在反应中产生的颜色都看作苯酚的结果。取代酚一般会降低响应值,因此,用该方法测出的值仅代表水样中挥发酚的最低浓度。
三、仪器和试剂
1.721型分光光度计及1厘米和3厘米比色皿
2.500毫升全玻璃蒸馏器
3.无酚水
本实验均用无酚水,制备方法如下:
(1)置水于全玻璃磨口蒸馏器内,加氢氧化钠溶液至强碱性,滴加高锰酸钾溶液至深紫色,加热蒸馏,馏出液贮于硬质玻璃瓶中。
(2)于每升重蒸馏水中加入 0.2克活性炭,充分振摇,放置过夜,过滤,贮于硬质玻璃瓶中。
4.硫酸铜溶液
称取100克硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于1升水中。
5.磷酸溶液
量取10.0毫升85%的磷酸溶液用水稀释至100毫升。
6.0.02M 溴酸钾-溴化钾溶液
称取3.2克无水溴酸钾溶于水中,加入10克溴化钾,溶解后移入1000毫升容量瓶内,稀释至刻度。
7.0.0250M硫代硫酸钠标准溶液
称取6.2克硫代硫酸钠,溶于1升煮沸后冷却的水中,加入0.4克氢氧化钠,贮于棕色瓶内,标定方法如下:
于250毫升碘量瓶中加入100毫升水、1.0克碘化钾、10毫升0.0250M重铬酸钾溶液和5毫升3M硫酸,摇匀,加塞后置于暗处5分钟,用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色。然后加入1%淀粉溶液1.0毫升,继续滴定至蓝色刚好消失,记录用量,平行做三份。
硫代硫酸钠溶液的摩尔M1为:M1=2×M2×V2/V1
8.酚标准贮备液
称取1.0克苯酚溶于煮沸后冷却的水中,稀释至1升。按下法标定:
取10.00毫升酚贮备液于250毫升碘量瓶中,加入100毫升水,10.00亳升0.02M溴酸钾—溴化钾溶液,立即加入5亳升浓盐酸,盖好瓶塞,摇匀,于暗处静置10分钟,加入1克碘化钾摇匀,5分钟后,用0.0250M硫代硫酸钠滴定呈淡黄色,再加1毫升淀粉溶液,继续滴定呈蓝色刚好消失,记录用量。用水代替酚贮备液,做空白滴定,记录用量。
酚标准贮备液(毫克/毫升)=(A-B)×M/V×(94/6)
式中:
A为空白滴定值(毫升);
B为滴定体积(毫升);
M为硫代硫酸钠摩尔浓度;
V为贮备酚溶液体积(10.00毫升);
94为苯酚的摩尔质量(克)。
9.酚标准中间液
将酚标准贮备液稀释至浓度为0.10毫克/毫升。
10.酚标准使用液
吸取5.00毫升酚标准中间液于500毫升容量瓶中,用煮沸后冷却的水稀释至刻度,此溶液含酚量为1.00微克/毫升。用前2小时配制。
11.缓冲溶液
称取20克氯化氨溶于100毫升浓氨水中,调节pH 为9.8。
12.4—氨基安替比林溶液
称取2.0克4—氨基安替比林溶于水中,稀释到100毫升,用时配制。该溶液贮于棕色瓶内,在冰箱中可保存一周。
13.铁氰化钾溶液
称取8.0克铁氰化钾溶于100毫升水中,可保存一周。
14.氯仿
四、实验步骤
1.预蒸馏
量取250亳升待测水样于蒸馏瓶中,加两滴甲基橙指示剂,用磷酸溶液水样调呈橙红色(此时pH约为4)。加入5.0毫升硫酸铜溶液(如取样时已加过,则不必再加)及数粒玻璃珠,加热蒸馏,以250亳升量筒或容量瓶收集馏出液。待蒸馏出约225毫升后,停止加热。液面静止后,加入25毫升水,继续蒸馏到馏出液250毫升为止。
2.萃取比色法
(1)将250毫升馏出液转入500毫升分液漏斗中,或用移液管取部分馏出液稀释到250亳升,使溶液的酚含量不大于15微克。
(2)分别取酚的标准使用液0,0.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00,15.00毫升,用250毫升煮沸后冷却的水稀释,移入 500毫升分液漏斗中。
(3)在分液漏斗内依次加入2毫升缓冲溶液,1.5毫升4-氨基安替比林溶液,混匀,加入1.5毫升铁氰化钾溶液,再混匀。静置10分钟显色。
(4)分别加入13.00毫升氯仿,剧烈振摇2分钟萃取,静置分层。
(5)擦干分液漏斗的导管内壁,塞入一小团脱脂棉,将有机相直接放入比色皿中。
(6)在460nm波长处,以氯仿为参比,用3厘米比色皿测定各标准系列的吸光度,绘制标准曲线。同时测定样品的吸光度,从标准曲线上查出对应的含酚量。
标准系列和样品的吸光度都应扣除试剂的空白值。
3.直接光度法
水样含酚浓度在0.1—5毫克/升时,可采用此法。
(1)绘制标准曲线
于50亳升比色管中分别加入0,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50毫升酚标准中间液,加入0.5毫升缓冲溶液,1毫升4—氨基安替比林溶液,混匀。加入1毫升铁氰化钾溶液,用水稀释到50毫升,再混匀。放置15分钟后,于510nm波长处,用1厘米比色皿,以试剂空白为参比,测定吸光度。绘制标准曲线。
(2)水样测定
取50毫升馏出液(含酚量小于0.25毫克)或分取适量馏出液用水稀释到50毫升,置于比色管中,按标准系列的步骤操作,测定吸光度。
五、数据处理
酚(毫克/升)=测得的酚含量/水样的体积
六、注意事项
1.水样中的酚不稳定,易挥发和氧化,并受微生物作用而损失。因此,水样采集后应加氢氧化钠保存剂,并尽快测定。
2.氧化性,还原性物质,金属离子及芳香胺类化合物对于测定有干扰,预蒸馏可除去大多数干扰物。但对污染严重的水样,蒸馏前要用下述方法消除干扰物:
(1)除氧化剂
加入碘化钾和酸后如游离出碘,说明有氧化剂存在。这时可用过量的硫酸亚铁和亚砷酸钠除去。
(2)除硫化物
用磷酸调节水样pH=4,搅拌曝气,除去二氧化硫及硫化氢。
(3)除油类
用浓氢氧化钠溶液调节水样pH为12—13,以四氯化碳提取油类,弃去有机相。加热蒸去水相中残余的四氯化碳。
3、 一次蒸馏足以净化样品。若出现馏出液浑浊,需用磷酸酸化后再蒸馏。
4、 样品和标准溶液中加入缓冲液和4—氨基安替比林后要混匀才能加入铁氰化钾,否则结果偏低。
5、 萃取比色法中,试剂空白以氯仿为参比的吸光度应在0.10以下,否则4—氨基安替比林溶液应重新配制或采用新出厂产品。
6、 当苯酚试剂呈红色时,则需对苯酚精制。方法如下:
取在水浴上融化后的苯酚,置于适量的蒸馏瓶中,插入250℃温度计,加热蒸馏,空气冷凝,注意保温,收集182--184℃的馏份。精制的苯酚冷却后,应为无色,低温时析出结晶,贮于暗处。
对突发性苯酚污染事故:
(1)受少量苯酚污染的水体,基本溶解的苯酚随着污水团流向下游,水质很快好转。
(2)受大量苯酚污染的水体,未溶解的苯酚会被河床、水生植物等吸附,即使污水团已去,被吸附的苯酚会在事故后期持续释放,从而延长污染时间
有《电化学降解含酚焦化废水的研究》一篇供参考:
摘 要:选用Ti/Ir2O3/RuO2为阳极,C—PTFE气体扩散电极为阴极降解模拟含酚焦化废水。利用正交实验,求出最佳操作条件。考察了苯酚浓度、电流密度、电解质浓度、pH值等因素对苯酚去除效率的影响。对电化学降解苯酚进行动力学分析,结果证明了其反应为一级动力学反应。关键词:正交实验;焦化废水;降解处理;电化学方法;苯酚
下载地址:http://www.chinacitywater.org/rdzt/jhfsh/15628.shtml
含有酚类物质的废水来源广泛,危害较大。焦化厂、煤气厂、煤气发生站产生大量含酚废水,酚浓度达1000~3000 毫克/升,还含有油、悬浮物、硫化物、氨氮、氰化物等污染物。石油炼制厂、页岩炼油厂、木材防腐厂、木材干馏厂,以及用酚作原料或合成酚的各种工业,如树脂、合成纤维、染料、医药、香料、农药、炸药、玻璃纤维、油漆、消毒剂、上浮剂、化学试剂等工业生产过程中都可产生不同数量和性质的含酚废水。
含酚废水不经处理排入水体,会危害水生生物的繁殖和生存。水体含酚0.1~0.2毫克/升,鱼肉就有酚味;含酚1毫克/升,会影响鱼产卵和回游,含酚5~10毫克/升,鱼类就会大量死亡。饮用水含酚,能影响人体健康。即使酚浓度只有0.002毫克/升,用氯消毒也会产生氯酚恶臭。农作物经高浓度含酚废水灌溉,会枯萎死亡。
世界上有许多水体遭到含酚废水的污染,例如密西西比河、莱茵河、伏尔加河、松花江等。防止含酚废水对环境的污染已引起普遍重视。关于含酚废水处理技术的研究,英国、苏联早在20世纪30年代就开始进行,中国是从50年代开始的。一些国家兴建了处理含酚废水的构筑物,广泛开展了各种研究工作。解决含酚废水问题,目前有两个基本途径。一是改革工艺,降低废水含酚浓度,或将废水循环重复使用,减少排出量。如中国的一些煤气站采用闭路循环系统后,消除了对江河的酚污染;苏联把焦化厂含酚废水掺入其他工业冷却循环用水系统;美国道氏化学公司把酚和氯碱的生产合为一个“闭路生产圈”,不排出废水。二是对废水进行回收利用。酚是重要的化工原料。从废水中提酚,是酚的一个重要来源。德意志联邦共和国每年从焦化厂、煤气厂含酚废水中回收的酚达1万吨。
对高浓度含酚(酚大于1000毫克/升)废水通常先进行回收,再进行无害化处理。
从废水中回收酚的方法以往主要有:
萃取法 这种方法脱酚效率高,萃取剂来源广泛,得到广泛应用。中国已有几十座萃取脱酚装置在运行。美国约有三分之一、波兰约有四分之一的焦化厂采用溶剂萃取法脱酚。常用的萃取剂为苯、重苯、醋酸丁酯、轻油等。脉冲筛板萃取塔的设备不甚复杂,脱酚效率一般为93~97%,在中国普遍使用。图2为中国某煤气厂含酚废水的萃取脱酚和生物处理的流程图。这家工厂产生的高浓度含酚蒸氨废液(含酚2500~3000毫克/升)经除油、沉淀、冷却后送入脉冲萃取塔,脱酚后的出水(含酚100~150毫克/升)进入中间水罐,与低浓度的含酚终冷废水混合,用泵送入曝气池,池入口废水的含酚浓度如为50毫克/升,池出水含酚浓度一般可降到0.5毫克/升。萃取剂中的酚在碱洗塔中和碱液结合为酚钠盐,进入酚钠槽进行脱钠,回收酚。萃取剂经碱洗、再生、循环使用。
离心萃取机是一种萃取效率高、体积小、溶剂用量小的装置,脱酚率可达99%。美国、日本、德意志联邦共和国已用于生产。
蒸汽脱酚法 采用较早的脱酚方法,操作简单,适用于处理含挥发酚为主的废水。此法的实质在于酚与水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚转入蒸汽中而使废水得到净化,再用碱液洗涤含酚蒸汽以回收酚。脱酚率约80% 左右。美国有的工厂用此法处理来自焦油提取、对异丙基苯-酚生产等废水,曾获得97%的脱酚效率。此法不用有机溶剂,回收酚的质量好,处理水量较大,操作较简单;但只能回收挥发酚,蒸汽用量大,脱酚塔塔体庞大,废水中剩余酚浓度较高。
吸附法 应用较多的是活性炭吸附。美国、英国用此法从水质较单纯的化工厂、农药厂废水中回收酚。英国菲逊·比斯特农业化学公司的废水经活性炭吸附处理,酚含量由800毫克/升降为8毫克/升,脱酚效率达99%。用活性炭滤器作为炼油厂废水高度净化设备,已在中国湖南长岭炼油厂、北京东方红炼油厂使用。捷克斯洛伐克相当普遍地用廉价的吸附剂炉渣处理焦化厂含酚废水,除酚效率可达75%。美国用大孔吸附树脂从含酚废水中回收酚获得成功。
离子交换法 用离子交换剂脱酚,以弱碱性阴离子交换树脂吸附和再生回收酚的效果为最好。德意志联邦共和国早在50年代就用弱碱型阴离子交换树脂从煤气厂、焦化厂等废水中回收大量的酚。中国在医药工业中已广泛应用磺化煤滤器脱酚,上海第六制药厂的磺化煤吸附脱酚效率可达98%以上。
化学沉淀法 投加化学药剂使废水中的酚生成沉淀物而分离回收,如树脂厂中的高浓度含酚和甲醛的废水经进一步蒸发浓缩后使酚与甲醛缩合成酚醛树脂;用氧化钙使泥煤煤气站废水中的酚、脂肪酸转变为钙盐再进一步回收。
生物法 浓度较低没有回收价值的含酚废水,或经回收处理后每升含酚数十至数百毫克的废水需进行净化处理,然后排放或回用。常用的净化处理方法有:①活性污泥法:处理效果好,费用较低。随活性污泥生物学研究的进展,活性污泥培育技术的提高,特别是高效破酚菌种的驯化和应用,以及新型高效能装置的出现,使此法成为处理各种含酚废水的主要方法。除酚效率可达到95~99%。②生物滤池法:对负荷变动的适应性强,操作管理简单。近年来出现了塑料滤料滤池、塔式生物滤池、生物转盘等,克服了普通滤池占地面积大、处理效率低的缺点,已应用于焦化厂、煤气厂、化学纤维厂的含酚废水处理。③氧化塘法:利用自然生物作用进行净化。美国使用较多,用于处理炼油厂、焦化厂等的含酚废水。此法处理费用低,但占地面积大,如具备土地条件,可考虑采用。
近年来,。随着电力工业的发展,特别是近代大力发展水力发电和核电,电能成本降低,为电化学在治理废水方面的应用开辟里很好的前景。
用于废水处理的电化学方法有电解法(氧化或还原),电气俘法,电凝聚法和电渗析法等。电化学方法已用于电镀废水,化工废水,染料废水,造纸废水,皮革废水,生化废水和制药废水等废水治理。以及用于水处理剂的电化学合成。
电解絮凝法处理有机废水 电解絮凝法实验用石墨做阴极,阳极分别用不锈钢,铝板和铁板实验,发现用铝电极效果好,槽电压为10V,电流密度12.5/Am2 ,电解12 h.原水COD2458mg/L ,BOD5355.80mg/ L ,TP 7078mg/ L , TN 37.59mg/L, 悬浮物670 mg/ L ,色度160,电凝聚后,悬浮物去除率100%,COD去除率94.62%,BOD5去除率90.83%,tp去除率为100%,TN去除率为77.76%,色度去除率为100%,表明有明显的处理效果,具有设备简单,操作容易,处理费用很低等优点。
间接氧化法处理污水 间接氧化法是在阳极反应过程中,先生成具有较强氧化性质的化学活性物质,再利用这些物质对难降解物质进行分解,氯气、次氯酸跟等均可作为有机物的氧化中介,其还原电势越弱,氧化中介效果越好。间接氧化已经在苯、苯酚、油和氯化物的氧化过程中得到验证。由硝基氯苯生产对硝基酚的废水,进沉淀、萃取分离后,酚的质量浓度仍有数百毫克每升 ,并含有大量的氯化钠,可用电解法生产氯与次氯酸根氧化废水中的有机物,氧化后尾液中仍含有次氯酸根,再与原水混合作进一步氧化,脱酚率达99%。