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环境中有毒有害气休及其检测——光气
【来源/作者】周世华 【更新日期】2017-07-08

一、污染来源

光气是由一氧化碳和氯气在日光作用下,或在200℃时用活性炭催化下生成的,是用途广泛的有机化工原料。以光气为原料可以生产农药、染料、制药、橡胶、塑料和合成纤维等多种有机化合物。美国光气年生产能力为100多万吨。氯仿、四氯化碳等分解也产生光气。光气在制造和使用过程中常排放到空气中造成大气污染。

二、理化性质

光气(COCl2)又名碳酰氯、氯化甲酰氯。为无色气体,沸点7.60C,熔点一127.9℃,易液化,具有强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机溶剂。光气能与醇作用生成酯。遇水后易分解生成二氧化碳和氯化氢,能与氨作用生成尿素。

三、毒性作用

光气是一种剧毒气体、主要通过呼吸道进入机体,并有累积作用。生产环境中浓度达到5mg/m3时可嗅出烂苹果味;10~20mg/m3时可引起眼睛和上呼吸道刺激症状;20~50mg/m3时可引起急性中毒;100~300mg/m3时接触15~30s可引起重度中毒甚至死亡。急性中毒的主要症状表现为接触初期出现流泪、咳嗽、胸闷、恶心等症状。经1.5h~3d潜伏期后,出现呼吸急促、咳嗽频繁、口唇紫绀、烦躁不安等症状。X射线可见胸片异常,易患支气管炎、肺水肿、扁桃腺炎,甚至急性呼吸紧迫综合征(ARDS)。

光气对呼吸系统有毒性,作用靶器官主要是肺脏。光气可直接损害肺泡毛细血管内膜而出现肺水肿。研究发现,在扫描电镜下可见,光气对下呼吸道的损伤特点为纤毛的断裂、脱失和倒伏,并有纤毛细胞坏死、脱落,即对纤毛一黏液排送系统有损伤作用。光气中毒后,肺毛细血管收缩;肺神经内分泌细胞(NE细胞)数量和细胞内生物活性物质的颗粒数目都明显减少;肺内血管紧张素转化酶活力增高,致使肺内血管紧张素的浓度大大升高。另外,在光气中毒所致肺水肿的研究中发现,能够减少自由基生成或有剃于自由基清除的药物,均可以显著减轻光气所致的肺水肿。这表明自由基的生成在光气所致肺水肿的发生、发展中有很重要的作用。

四、检测方法

(一)苯胺光度法

1、原理

光气同苯胺或苯胺衍生物作用生成二苯基碳酰型的化合物,可用于光度法测定光气。苯胺与光气作用生成二苯脲。

2、试剂配制

①0.025%苯胺吸收液。O.25g苯胺溶于500mL水中,用盐酸调节pH值6~7,加水至1L。

②萃取液。正己烷和戊醇等体积混合。

③1,3-二苯脲标准液。94.96mg二苯脲溶于100mL甲醇中。分取此液10mL用水稀释至1L,配成1mL相当于1μL光气的标准液。

3、分析步骤

(1)采样 串联2个各盛有10mL O.025%苯胺吸收液的吸收瓶,以1~2L/min的速度抽取大气样品,经过20~60min(O.01~O.05mg/L时取样20L即可),停止采样,记录气体体积和温度。合并吸收液。

(2)测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。分离两相,水相再用己烷一戊醇(1∶1)萃取1次。弃去水相,合并有机相于干燥的25mL容量瓶中,用己烷一戊醇(1∶1)稀释至刻度。在220nm、257nm、280nm测吸光度。同时作空白与标准。

(二)二苯卡巴肼铜比色法

1、原理

光气含有两个流动性的氯原子,能和过量的烷基肼及芳基肼发生快速的定量反应,形成对称的碳酰肼类化合物。苯肼和光气反应形成二苯基碳酰二肼(又名二苯卡巴肼)。

在微碱性溶液中,二苯卡巴肼和铜离子作用生成深紫色的螯合物,可在水溶液中或用有机溶剂(如苯、氯仿等)萃取后光度或比色测定。

2、试剂配制

①O.3%苯肼吸收液。O.3g苯肼溶于500mL水,用盐酸调节pH值6~7,加水至1L。

②二苯卡巴肼标准液。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相当于10μg光气的标准液,或相当于2.24μL升光气。

3、分析步骤

(1)采样 串联2个各盛有10mL 0.03%苯肼的吸收液的大型气泡吸收管,以1~2L/min的速度抽取大气样品,经过20~60min后停止采样,记录气体体积和温度。

(2)比色合并吸收液于分液漏斗中,加1mL 0.01%硫酸铜和2mL饱和磷酸钠溶液,混匀。用5mL氯仿萃取,振摇1min。分离红色有机相,于540hm测吸光度或目视比色。

参考资料:环境中有毒有害物质与分析检测


【关键词】光气,一氧化碳,氯气,氯仿,四氯化碳,奥科官网,北京世纪奥科 

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