紫外分光光度法测定水中石油类

紫外分光光度法测定水中石油类

李大鹏,迟爱玉,刘侃水

山东省青岛生态环境监测中心，山东青岛266003

摘要：随着对石油资源使用需求的增加，水环境中的石油类含量对人类健康、渔业和生态系统构成了严重威胁。而新制定的环境标准对于水环境中石油类含量提出了更高的要求。在对地表水、地下水、黑臭水体和海水样品的常规监测过程中我国各个监测站都采用《水质石油类的测定紫外分光光度法》HJ970-2018（试行）法测定。

关键词：紫外分光光度法；水环境；石油类；测定方法

前言：含油污水是造成水体污染和恶化的重要因素，特别是生活饮用水水源地的污染直接影响人居环境。随着公众对地表水水质特别是饮用水安全的重视，水质石油类的监测变得尤为重要和迫切。采用紫外分光光度法测定石油类时，选用225nm的吸收波长，主要是针对含有共轭双键的非饱和烃类的石油类，即轻质油及炼油厂油品污染。试验发现，用正己烷做萃取剂的紫外分光光度法测定石油类，具有灵敏度高、设备简单等特点。基于此，文章详细分析了紫外分光光度法测定水中石油类，以供参考。

1紫外分光光度法概述

紫外分光光度法用于生命科学、环境科学、农业科学、食品安全、卫生和化学品等领域。其工作方式不同，使用不同的物质吸收可见光范围(波长在200至760nm之间)内的紫外线，是根据Lambert-bill定律对材料进行定性和定量分析的方法。该方法是以与溶液层厚度和溶液浓度呈正相关的线性关系和紫外光吸收为基础，每种物质都有广泛的紫外线可见光吸收范围。随着科技的不断发展，紫外分光光度计的灵敏度和精度大大提高，因此其应用范围不断扩大。

2油类分析目前存在的问题

石油是当前重要的能源材料，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，当前水质油类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。重量法、荧光法、紫外法存在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，不适合应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，导致准确度下降；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。

3紫外分光光度法测定水中石油类

3.1仪器和试剂

3.1.1仪器及设备

紫外分光光度计、马弗炉、分液漏斗振荡器、砂芯漏斗、硅酸镁吸附柱、具塞比色管（10mL）、石英比色皿（10mm、20mm）、分液漏斗（1000mL）、量筒（1000mL）、容量瓶（100mL）、移液管等。

3.1.2试剂

正己烷（色谱纯）、盐酸（优级纯）、硫酸（优级纯）、无水乙醇（分析纯）、无水硫酸钠（550℃下灼烧4h）、硅酸镁（550℃下灼烧4h）、石油类标准贮备液（1000μg/mL）、石油类标准使用液（取10mL石油类标准贮备液放入100mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度并摇匀，此标准使用液浓度为100mg／L）。

3.2流程

3.2.1标准曲线的测定

按照《水质石油类的测定紫外分光光度法》HJ970-2018（试行）绘制标准曲线。

3.2.2硅酸镁震荡吸附对石油类分析的影响实验

取50.0ml浓度为0.050mg/l和0.500mg/l的油标样各4份加入6g无水硫酸钠和6g硅酸镁依照分析方法震荡吸附，每隔十分钟各取25.0ml样品分析测定结果，剩余25.0ml待用，重复7次。

3.2.3硅酸镁二次吸附对石油类分析的影响实验

将上述25.0ml待测液加入3g无水硫酸钠和3g硅酸镁震荡吸附20min后分析测定结果，重复7次。取10.0ml浓度为0.050mg/l和0.500mg/l的油标样使用全自动紫外测油仪回抽过柱后测定结果，重复7次。

3.2.4硅酸镁二次吸附对乳化、脱水不完全样品的影响实验

1）取6个会产生乳化现象的实际水样加入75.0ml正己烷进行实验分析，萃取时先收集1.0ml乳化液，除去水相后加入4滴无水乙醇破乳分析，取25.0ml待测液测定水样真实值。2）向剩余50.0ml待测液中加入事先收集的1.0ml乳化液，摇匀后取25.0ml分析测定结果。3）将剩余25.0ml待测液进行二次硅酸镁吸附后，分析测定结果。4）对比结果分析验证硅酸镁二次吸附对石油类乳化脱水不完全的影响。

3.3结果

3.3.1标准曲线的绘制

通过线性回归方法能够计算得到工作曲线为：y=0.0461X-0.0027（r=0.9999），根据《水质石油类的测定紫外分光光度法》HJ970-2018（试行）中规定标准曲线回归方程的相关系数应≥0.999，故本实验构建的

标准曲线符合要求。

3.3.2硅酸镁吸附时间对石油类分析的影响

硅酸镁会吸附走待测液中动植物油类等极性物质，但增加硅酸镁的吸附时长对石油类的测定结果影响不大。

3.3.3硅酸镁二次吸附对石油类分析的影响

对于不同浓度的样品，加入新的硅酸镁和无水硫酸钠会引入部分误差。

对于不同浓度的样品，待测液中极性物质已经被硅酸镁第一次吸附除去，硅酸镁的多次吸附并不会使石油类测定值降低。

3.3.4硅酸镁二次吸附对乳化、脱水不完全样品的影响

利用硅酸镁小柱或者硅酸镁对石油类分析过程中乳化、脱水不完全的待测液进行二次吸附，能够使检测结果有效降低且不会低于真实数值。

3.4结论

硅酸镁会吸附走待测液中动植物油类等极性物质，但增加吸附时长对石油类测定结果影响不大，可以忽略不计。待测液中极性物质已经被硅酸镁第一次吸附除去，多次使用硅酸镁吸附并不会使石油类测定值降低。但是需要注意的一点是，加入了新的无水硫酸钠和硅酸镁可能会引入新的误差，导致通过紫外分光光度法测定的结果偏大。硅酸镁的吸附时长和吸附次数增加不会导致实际水样中石油类的真实值测定偏低。利用硅酸镁小柱或者硅酸镁对石油类分析过程中乳化、脱水不完全的待测液进行二次吸附，能够使检测结果有效降低且不会低于真实数值。建议全自动紫外测油仪分析实际水样时增加测定结果判定，一旦测定数值高于0.05mg/l时增加待测液回抽二次过柱后测定的操作。尽量避免因为测定结果异常就导致重新采样的结果。

结束语：

石油作为当前的主要能源和化工原料，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。紫外分光光度法测定石油类在精密度和准确度方面均能达到相关要求，适用于地表水、地下水和海水中石油类的测定。较之前的测定方法相比，进一步提高了实验操作的安全性。为此文章对此进行了分析，以期得到最准确的监测数据，真实的反应当前水环境中石油类污染的程度，为水环境治理提供基础数据。

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