環境中有毒有害氣休及其檢測——光氣

發布時間:2017-07-22  瀏覽次數:1657

一、污染來源

光氣是由一氧化碳和氯氣在日光作用下，或在200℃時用活性炭催化下生成的，是用途廣泛的有機化工原料。以光氣為原料可以生產農藥、染料、制藥、橡膠、塑料和合成纖維等多種有機化合物。美國光氣年生產能力為100多萬噸。氯仿、四氯化碳等分解也產生光氣。光氣在制造和使用過程中常排放到空氣中造成大氣污染。

二、理化性質

光氣(COCl2)又名碳酰氯、氯化甲酰氯。為無色氣體，沸點7.60C，熔點一127.9℃，易液化，具有強烈的刺激性和窒息性，不易燃，微溶于水，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳和乙酸等有機溶劑。光氣能與醇作用生成酯。遇水后易分解生成二氧化碳和氯化氫，能與氨作用生成尿素。

三、毒性作用

光氣是一種劇毒氣體、主要通過呼吸道進入機體，并有累積作用。生產環境中濃度達到5mg／m3時可嗅出爛蘋果味；10～20mg/m3時可引起眼睛和上呼吸道刺激癥狀；20～50mg／m3時可引起急性中毒；100～300mg／m3時接觸15～30s可引起重度中毒甚至死亡。急性中毒的主要癥狀表現為接觸初期出現流淚、咳嗽、胸悶、惡心等癥狀。經1.5h～3d潛伏期后，出現呼吸急促、咳嗽頻繁、口唇紫紺、煩躁不安等癥狀。X射線可見胸片異常，易患支氣管炎、肺水腫、扁桃腺炎，甚至急性呼吸緊迫綜合征(ARDS)。

光氣對呼吸系統有毒性，作用靶器官主要是肺臟。光氣可直接損害肺泡毛細血管內膜而出現肺水腫。研究發現，在掃描電鏡下可見，光氣對下呼吸道的損傷特點為纖毛的斷裂、脫失和倒伏，并有纖毛細胞壞死、脫落，即對纖毛一黏液排送系統有損傷作用。光氣中毒后，肺毛細血管收縮；肺神經內分泌細胞(NE細胞)數量和細胞內生物活性物質的顆粒數目都明顯減少；肺內血管緊張素轉化酶活力增高，致使肺內血管緊張素的濃度大大升高。另外，在光氣中毒所致肺水腫的研究中發現，能夠減少自由基生成或有剃于自由基清除的藥物，均可以顯著減輕光氣所致的肺水腫。這表明自由基的生成在光氣所致肺水腫的發生、發展中有很重要的作用。

四、檢測方法

(一)苯胺光度法

1、原理

光氣同苯胺或苯胺衍生物作用生成二苯基碳酰型的化合物，可用于光度法測定光氣。苯胺與光氣作用生成二苯脲。

2、試劑配制

①0.025%苯胺吸收液。O.25g苯胺溶于500mL水中，用鹽酸調節pH值6～7，加水至1L。

②萃取液。正己烷和戊醇等體積混合。

③1，3-二苯脲標準液。94.96mg二苯脲溶于100mL甲醇中。分取此液10mL用水稀釋至1L，配成1mL相當于1μL光氣的標準液。

3、分析步驟

(1)采樣 串聯2個各盛有10mL O.025％苯胺吸收液的吸收瓶，以1～2L／min的速度抽取大氣樣品，經過20～60min(O.01～O.05mg／L時取樣20L即可)，停止采樣，記錄氣體體積和溫度。合并吸收液。

(2)測定吸收液合并后移人分液漏斗中，加1mL硫酸，用10mL己烷-戊醇(1∶1)混合液萃取。分離兩相，水相再用己烷一戊醇(1∶1)萃取1次。棄去水相，合并有機相于干燥的25mL容量瓶中，用己烷一戊醇(1∶1)稀釋至刻度。在220nm、257nm、280nm測吸光度。同時作空白與標準。

(二)二苯卡巴肼銅比色法

1、原理

光氣含有兩個流動性的氯原子，能和過量的烷基肼及芳基肼發生快速的定量反應，形成對稱的碳酰肼類化合物。苯肼和光氣反應形成二苯基碳酰二肼(又名二苯卡巴肼)。

在微堿性溶液中，二苯卡巴肼和銅離子作用生成深紫色的螯合物，可在水溶液中或用有機溶劑(如苯、氯仿等)萃取后光度或比色測定。

2、試劑配制

①O.3％苯肼吸收液。O.3g苯肼溶于500mL水，用鹽酸調節pH值6～7，加水至1L。

②二苯卡巴肼標準液。O.242g二苯卡巴肼溶于100mL甲醇中。取此液1mL用甲醇稀至100mL，配成1mL相當于10μg光氣的標準液，或相當于2.24μL升光氣。

3、分析步驟

(1)采樣 串聯2個各盛有10mL 0.03％苯肼的吸收液的大型氣泡吸收管，以1～2L／min的速度抽取大氣樣品，經過20～60min后停止采樣，記錄氣體體積和溫度。

(2)比色合并吸收液于分液漏斗中，加1mL 0.01%硫酸銅和2mL飽和磷酸鈉溶液，混勻。用5mL氯仿萃取，振搖1min。分離紅色有機相，于540hm測吸光度或目視比色。

參考資料：環境中有毒有害物質與分析檢測