用红外光度法测定水体中的油
- 来宝网2007年9月7日 14:34 点击：3194
关键词：红外分光光度法
测定
油类
水体
1 前言
长期以来油类物质对水体的污染一直是全球关注的焦点。随着我国经济的迅猛发展，监测水体中油的污染程度，已成为水环境保护的重要工作。对油类的监测方法主要有重量法、紫外分光光度法、荧光法和红外光度法等[1]。由于测定方法长期没得到统一，因此一直存在方法与方法之间，以及数据之间的不可比性，从而影响了判断油污染的准确性。目前，国家环保总局已经颁发GB/T16488-1996文件[2]，将红外光度法确定为油类物质测定的标准方法。红外光度法包括红外分光光度法和非分散红外光度法2个部分，本文主要讨论红外分光光度法的应用。通过实际应用，进一步表明推广和应用该标准方法是切实可行的。
2实验内容
2.1主要仪器
JDS-100Z型红外分光测油仪，吉林北光分析仪器厂；
CQQ-500型全玻射流萃取器，吉林北光分析仪器厂。
2.2主要试剂
四氯化碳(分析纯)：要求在浓度3.03～3.85μm之间扫描，用1cm比色皿的吸光度不超过0.03。
硅酸镁（60～100目）：经高温炉内500℃加热2h，冷却后置于磨口玻璃瓶内保存，使用时按6%(质量比)的比例加适量水，密塞振摇，放置12h后使用。
混合烃标准油品：用正十六烷、异辛烷和苯按体积比65：25：10混合而成。
2.3实验方法
取一定体积的水样，全部倾入玻璃射流萃取器中，加盐酸调整至pH≤2。用20mL四氯化碳洗涤采样瓶后，倒入射流萃取器中，加约为水样的4%（质量/体积）的氯化钠，射流萃取2min静置分层，将萃取液经过已放置无水硫酸钠的玻璃砂心漏斗流入50mL容量瓶内。用20mL四氯化碳重复萃取1次。再取10mL四氯化碳萃取1min后，将3次萃取液一并移入容量瓶中定容至标线。测定时将萃取液分成2份，1份直接用于测定总萃取物，另1份经硅酸镁吸附后，用于测定石油类。
2.4 测定条件
用标准油品测定仪器的校正系数，将萃取物置于4cm或1cm石英比色皿中，测出在3.0~3.5μm红外吸收光谱中，波长分别为3.41、3.38、3.30μm的吸光度，并由此求得浓度值。
石油类含量 (mg/L )= 经硅酸镁吸附后滤出液的含量
动植物油含量(mg/L )= 总萃取物含量 - 石油类含量
3实验结果与讨论
3.1四氯化碳萃取剂的制备
四氯化碳萃取剂的质量是红外分析的关键之一，市售的分析纯四氯化碳试剂经红外扫描检查，往往不能满足红外法测定的要求，须经过处理后才能使用。四氯化碳的纯化方法有蒸馏法和活性炭吸附法2种。对2种方法进行试验，认为蒸馏法在操作上较烦琐，并且纯化效果较活性炭吸附的效果差。我们将不合格的四氯化碳引入装有活性炭的45 cm×5cm的玻璃层析柱，仅吸附1次后，四氯化碳滤液就能达到满意的效果。测定其透光率可提高30%左右。经红外扫描后观察在3.38~3.42μm处没有吸收峰，用1cm石英比色皿测定的吸光度小于0.03。
3.2检出限
以四氯化碳作为空白样品，置于蒸馏水中，按照2.3的实验方法，采用4cm比色皿每天进行2个平行样的测定，共测定10d，求出批内标准偏差Swb（见表1），计算出该方法的检出限L为0.12。
表1
空白溶液测定值1）(mg/L)
|
次数 |
测定值 |
次数 |
测定值 | ||||
|
1 |
0.072 |
0.098 |
6 |
0.074 |
0.064 | ||
|
2 |
0.193 |
0.170 |
7 |
0.077 |
0.054 | ||
|
3 |
0.132 |
0.102 |
8 |
0.114 |
0.212 | ||
|
4 |
0.072 |
0.050 |
9 |
0.042 |
0.052 | ||
|
5 |
0.058 |
0.080 |
10 |
0.062 |
0.061 | ||
1）平均值为0.184 mg/L，标准偏差Sb为0.026。
3.3线性范围
在JDS-100Z型红外测油仪上进行测定，并且绘制成标准曲线。用4 cm比色皿的测定上限为70mg/L，用1cm的比色皿测定上限为400mg/L。经过10次测定的相关系数r值均在0.9993～0.9997之间，斜率范围在0.991～1.01之间。
3.4精密度
配制3种不同浓度的样品，进行连续5d的测试，每次测定2个平行样，求得其相对标准偏差在1.5％～2.5％之间，结果见表2。
表2
精密度测定结果 (mg/L)
|
测定次数 |
A |
|
B |
|
C |
（1） （2） |
（1） （2） |
（1） （2） | |||
|
1 |
6.54 |
|
20.7 |
|
34.2 |
|
2 |
6.48 |
|
20.7 |
|
35.6 |
|
3 |
6.58 |
|
20.6 |
|
33.0 |
|
4 |
6.74 |
|
20.4 |
|
33.3 |
|
5 |
6.49 |
|
20.7 |
|
34.2 |
|
平均值 x |
6.60 |
|
20.7 |
|
34.0 |
|
标准偏差 S |
0.10 |
|
0.25 |
|
0.85 |
| 相对标准偏差RSD (%) |
1.5 |
|
1.2 |
|
2.5 |
3.5 对比试验
我们采用国家环境监测总站标准样品研究所研制的矿物油质控样品进行对比实验。其测定结果均在保证值范围内，结果见表3。
表3
质控样测定结果（mg/L）
|
批号 |
保证值 |
|
测定值 |
|
平均值 |
相对误差（%） |
| （1） （2） （3） | ||||||
|
7390811 |
22±1.8 |
|
22.9 22.3 22.4 |
|
22.5 |
2.3 |
3.6
回收率试验
由于废水中油的成分较复杂，其组成很不稳定，因此回收率试验的取样和测定的难度也较大。我们采集本地区生活废水和餐饮废水，将食用油直接加入样品中，进行加标回收测定，测定方法同2.3，测定结果见表4。
表4
废水回收率试验（mg/L）
|
样品名称 |
样品含量 |
加标量 |
样品加标后含量 |
回收率(%) |
|
生活废水1# |
14.5 |
30.5 |
43.5 |
95 |
|
生活废水2# |
5.8 |
11.4 |
17.2 |
79 |
|
生活废水3# |
11.3 |
39.2 |
42.7 |
80 |
|
餐饮废水1# |
19.4 |
40.3 |
58.1 |
96 |
|
餐饮废水2# |
34.0 |
79.0 |
118.5 |
107 |
|
餐饮废水3# |
10.5 |
39.2 |
43.8 |
85 |
3.7 萃取率试验
本地区的特点是以餐饮业及商务楼为主，废水[b]监测油类物质的主要成份是动植物油[/b]。因此,着重进行了动植物油的萃取效率试验。在蒸馏水中分别加入各种油品，经过四氯化碳萃取后测得浓度，求出四氯化碳对各类油品的萃取率。测定方法同2.3，测定结果见表5。
表5
四氯化碳萃取效率的测定(mg/L)
|
油品名称 |
加入水中的油品浓度 |
萃取后的浓度 |
回收率(%) |
|
混合烃矿油 |
173.4 |
173.5 |
100 |
|
金龙鱼调和油 |
157.9 |
154.8 |
98 |
|
小磨麻油 |
97.2 |
98.6 |
101 |
|
猪油 |
59.7 |
57.0 |
95 |
|
大豆色拉油 |
75.8 |
73.2 |
97 |
4 结论
4.1 红外分光光度法利用了烷烃中甲基、亚甲基及芳烃的碳氢伸缩振动3个波长在红外区的特征吸收。根据我国原油组分的特点，用混合烃配制成统一的标准样品进行对照测定，可以保证各地区、各实验室之间的数据可比性和准确性。
4.2 多次实验结果表明，用四氯化碳作红外法油的萃取剂萃取率较好，对5种油品的回收率可达95%～101%范围。实际样品的加标回收率偏低，主要原因是取样过程中存在的误差所致。
4.3 对低浓度的同一批水样，可以先做红外扫描观察其光谱图。如果在3.30μm
波长处没有特征的吸收峰，可以采用非分散红外光度法测定。
4.4 采用全玻射流萃取器代替原来的分液漏斗，可以防止萃取过程中四氯化碳溶液不慎漏出，并且可以防止四氯化碳接触皮肤，减少对操作人员的毒害。
4.5红外光度法测定油类物质的方法具有灵敏度高、适用范围广等优点，不仅可以用于水体中的油测定，在环境监测中还可用于餐饮业的厨房油烟的测定。实验表明，用四氯化碳经过2次超声提取金属滤筒中的油烟样品效果较好，提取率均在90%～99%之间。因此我们认为用红外光度法作为油类物质的统一分析方法具有实际意义。
5 参考文献
1 国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.第三版,中国环境科学出版社, 1989，368～375.
2
中华人民共和国国家标准 . 水质 石油类和动植物油的测定红外光度法. GB/T16488-1996.
第一作者俞沪明，女，1952年生，1975年毕业于安徽省巢湖卫生学校，工程师。
联系邮箱：kefu@labbase.net
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