红外分光光度法测定水中油类的实践研究

红外分光光度法测定水中油类的实践研究

李孝青,韩雷,付胜南 ,秦鹏飞,杨学勇

通标标准技术服务有限公司东莞分公司  广东 东莞 523000

摘要：石油类是上千种烃类和非烃类组成的混合体，芳烃类物质有很强的毒性与致癌性，海水中的含油类为0.001ppm时候会产生油臭味，部分致癌物质会进入到人体里给人们的身体健康带来危害，所以准确而快速测定石油类含量就成为评价水质及污染状况的重要手段。目前所使用的检测标准存在缺陷和不足。本文通过论述加以分析，证明红外光光度法测定在水中油类物质的测定上可行，通过试验证明该方式的可行。

关键词：红外光光度法；油类；国际分析；可行

石油作为当前的主要能源和化工原料，这种产品广泛运用在经济生活的多个领域内。石油以及产品生产都会对环境造成重要的危害。现代社会不断发展，检测水中油类物质的污染程度，已经成为水环境保护的重要工作。环境水中的油类物质主要来自工业废水、生活污水，这些物质漂浮在水体的表面，影响到空气和水体界面氧的交换让水质恶化。当前测定油类物质的方式有重量法、红外分光光度法、非分散红外光度法，在具体的测定中，由于测定方式有差异，加上数据之间的不可比性进而影响到判断油污的准确性的。

1.油类分析存在的问题

石油是当前严重的能源材料，广泛运用在生活的各个领域内，在石油以及产品的使用中会不可避免对环境造成危害，如渤海中海油蓬莱油田和绥中油田油污染事故等，对海洋环境造成巨大的破坏，当前水油水质分析国标方法存在适用性和代表性，在环境评价和事故仲裁的时候缺乏可比性。当前使用的重量法、荧光法、紫外法存在有很强的实用性和代表性的问题，重量法测量的优势是不需要标准油样品直接测量，缺陷是分析时间长，需要消耗大量的溶剂，不适合运用在水中油类的检测评定中。此外，溶剂蒸发和油类提取的时候部分易挥发成分易损失，导致精密度下降；荧光法的检出限低灵敏度高，但是只能检测石油中的芳烃，不能检测占比更大的烷烃与烯烃，芳烃中各种原油占比为6%~30%不等，数据无可比性。紫外法测定方式简单，缺陷是检出限高，不易获得成品，如果选择单一波长测定很容易受到干扰，所以测定的数据缺乏代表性，数据可比性较差。

为增强检测的精度，国家环保部门颁布了水质、石油类与植物油类的测定标准，将红外分光光度法作为地表水、地下水与工业废水测定的国标方法[1]。和其他技术相比，测定石油代表性强，既可以检测含有烃类的油，含芳烃组分的油也可以检测出来，能够全面检测出油类物质总量，定性分析也可以很快实现，很容易得到标准油。在实际的测定中，红外光光度法与国际接轨，测定的数据有很强的代表性，适用范围广。在测定的过程中最主要问题是石油类物质组分很复杂，所以红外光光度法也不能完全而准确的测定污染物的种类。

2.实验关注要点

石油测定方式中，红外分光光度法是测定水中石油类检测方式最常用，多于废水中的石油类测定。石油是多种物质混合的液体的，由各种烃类物质组成，石油中不同馏分会对人、生物产生不同的影响。低沸点烃类的通常会将进入动植物体内干扰生理机能；高沸点的则在植物表面形成薄膜影响植物的光合作用。在试验萃取中，生态环境部门发布HJ 637-2018标准，将萃取剂改为四氯乙烯，原理是用四氯乙烯对PH值为2以下的污水进行萃取测定油类。所以红外分光光度法测定废水中石油类物质操作更简单，在具体操作中，试验环境、试剂、分析过程等都会对测定结果产生影响。实验检测需要具体流程进行，过程严谨精细，如果检测中操作步骤不合理就会影响到检测结果，极有可能导致实验结果不够精确，因此实验必须要按照既定流程详细开展，技术人员在作业中必须要专注、重视实验进展[2]。

（1）样品的采集与存储

采集样品之前将存放样品的容器清洗干净，等待放置样品，使用清洁的容器单独取样。现实生活中塑料瓶会吸附油以及固体杂质，所以实验中排除这一类容器。采样之前应该先破坏水面上的油膜防止水污染。采样瓶在使用之前，使用专门流程清洗，在取样现场按照取样步骤，采集样品放置在500mL干燥清洁的玻璃瓶中，现场加入浓度为50%的HCI，5mL，测量样品PH≤2。之后按照规范将水样带回实验室，作为实验的样品，尽量在当天全部实现测定，这样结果会相对精准，假设当天不能测定应该将水样放置在0~4℃的冰箱中冷藏，在一周内测定完毕。

（2）测定中空白值的影响

HJ 637-2018规格中有对空白试验结果的测定标准，实际检验中部分水样检测值低于测定下限，空白值过高会影响到实验的精准度。所以实验中，可以看作“空白试验结果应低于方法检出限”作为标准，如果按照标准来处理都难以满足检出限，则还要进行下一步的处理。

（3）测定中的酸度的影响

水油测定中，PH≤2时，会抑制水中生物的降解导致检测结果不够精准；测定C2CI4的时候，当PH≤2时会充分萃取水中油类物质，所以实验之前可以测试PH值，可以使用PH试纸检测水样酸度，水样的PH值高会影响到检测结果。

（4）测定中的MgSiO3的影响

MgSiO3是动植物吸附剂，样品测定中，技术人员可以根据检测需要进行添加；使用之前，应该在550℃高温下加热4h，按照6%的质量加入蒸馏水，这一条件是动植物油最佳功能的条件。

表1 测定中的MgSiO3的影响

3.红外分光光度法测定水中油类的试验

3.1 仪器

市场上的红外分光测油仪、多功能翻转萃取其、恒温振荡器、聚四氟乙烯分液漏斗[3]。

3.2 试剂

传统使用的测定萃取的溶剂是四氯化碳，在红外分光光度法测定的时候，四氯化碳中有很多干扰物质，会影响最终的测定结果，让结果无法定性，因此使用之前要使用红外分光光度法的来测定，检验之前需要进行提纯处理。本次试验使用四氯乙烯，使用洁净的空石英比色皿为参比，深度为4cm，测定四氯乙烯的范围为2800~3100-1，测定标准刻度为2930、2960、3030这三个地方，这三个位置吸光度不超过0.34、0.07、0为合格。

无水硫酸钠，将该溶液放在马弗炉之内，于550℃下加热4h，之后等待液体冷却，装入提前准备的容器内，放置在干燥的器皿内存储备用。准备硅酸镁，将其放置在瓷蒸发皿之内，放置在马弗炉内，在550℃下持续加热4h，等待液体稍微冷却之后转移在干燥的器皿内，等待冷却。根据硅酸镁质量比，按照比例加入蒸馏水，之后拧紧瓶盖，晃动液体，之后将其倒入玻璃瓶内，静置12h后使用。

实验中需要的设备提前清洁，提前准备玻璃棉作为辅助实验材料，玻璃棉与四氯乙烯浸泡一定时间，之后将其洗涤晾干，最后放置在马弗炉内，高温550℃下加热4h，之后等待其冷却，最后将其转移在磨口玻璃瓶中，进行实验测定。实验中的四氯乙烯中石油标准溶液10000mg/L。

3.3 检测

（1）检测之前，对样品进行处理。称取50mL的四氯乙烯，装入500mL玻璃瓶中，将玻璃瓶盖上内塞拧紧， 将容器放置在多功能翻转萃取器上，启动开关萃取：调整速度 58 r/min，正反运行6min，将样品完全转移到分液漏斗中，分液漏斗规格为1000mL，放置在室温下，等待溶液分层，使用镊子拾取适量的玻璃棉，置于玻璃漏斗上，将无水硫酸铺在上面打开分液漏斗旋塞，此时玻璃漏斗内有无水硫酸钠和玻璃棉，将下层有机萃取液通过漏斗，将液体过滤在50mL的比色管中，部分萃取液可用来测定油类。

选择50mL的三角瓶，倒入5g硅酸镁，倒入25mL的萃取液，放置在恒温振荡器上，调整转速200 r/min ，20min，之后将其放置在室温下，玻璃棉按照之前的顺序放置在容器内导入玻璃漏斗中，进行过滤，比色管得到液体，作为测定油类的液体。

（2）制备空白试样

准备试验用水，加入5mL、浓度为50%的HCI溶液，测试PH=2，按照试样步骤制备空白试样[4]。

（3）绘制标准溶液

配置100mg/L石油类标准使用液：准备吸取10mL的1000 mg/L溶液加入100 mL容量瓶，再加入四氯乙烯溶液混合均匀，稀释均匀。分别吸取标准溶液在50mL的容量瓶中配制溶液，绘制标准曲线如下：

表2 标准曲线绘制表

（4）样品检测

将空白试验萃取转移在石英比色皿内，以四氯乙烯做参比，在2930、2960、3030处测量吸光度，测定中仪器会自动计算出浓度值，在空白测定值小于检出限的情况下调整为0，再使用同样的步骤测定空白试样。

某水务公司下属主城区的12个水质净化厂选取12份水样，按照文本检测方式测定其中含有的油类性质，得到具体结果，看出试验中的标样测定值在允许误差的范围之内，符合标准，经过测定之后的水质含石油类和动植物油类的浓度，结合标准可知，水质含石油和植物油类均小于限值，合格率为100%。

4.结语

综上，将红外分光光度法检测水油的过程有具体的流程，按照既定流程进行实验，即可得到结果。本文对其进行简要分析，验证红外分光光度法检测在水油中的可行性，具体操作简单、可靠，监测精准，具有很好的代表性。

参考文献：

[1]戴巧玉, 周恒, 谷川. 红外分光光度法测定水中石油类和动植物油类的方法验证[J]. 化工设计通讯, 2020, 46(12):2-2.

[2]冯艳, 平华伟, 章水明,等. 地表水中石油紫外分光光度法不确定度计算[J]. 中国资源综合利用, 2020, 38(2):4-4.

[3]张晗. 红外分光光度法测定水中石油类影响因素及改进方法探讨[J]. 科技创新导报, 2020, 17(6):2-2.

[4]何雅仙, 杨华, 夏娴娴,等. 地表水中石油类紫外分光光度法验证研究[J]. 绿色科技, 2020(6):3-3.