水中石油類(lèi)物質(zhì)檢測(cè)方法的探討及研究

張磊 李雅靜

摘 要：水中石油類(lèi)物質(zhì)對(duì)人體的危害程度不容忽視，近年來(lái)對(duì)石油類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)手段越來(lái)越多。本文對(duì)水中石油類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析，為檢測(cè)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：石油類(lèi)物質(zhì);檢測(cè);危害

Abstract：The harm degree of Petroleum substances in water to human body can not be ignored. In recent years， there are more and more methods to detect petroleum substances in water. This paper analyzes the detection methods of petroleum substances in water to provide reference for the detection personnel.

Key words：Petroleum Substances; Detection; Hazard

中圖分類(lèi)號(hào)：X832

水是生命的源泉，是人類(lèi)生存和發(fā)展不可缺少的物質(zhì)資源，因此對(duì)水的檢測(cè)及保護(hù)尤為重要。水中常見(jiàn)的污染物有陰離子洗滌劑、氫化物、揮發(fā)酚、石油類(lèi)物質(zhì)等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展、工業(yè)廢水的大量排出及石油產(chǎn)業(yè)的不斷開(kāi)發(fā)，石油類(lèi)物質(zhì)的污染程度越來(lái)越嚴(yán)重。我國(guó)每年通過(guò)工業(yè)廢水排入河流及海洋的石油類(lèi)物質(zhì)高達(dá)上萬(wàn)噸，是環(huán)境水體的主要污染物之一[1]。

1 石油烴類(lèi)污染物危害

石油中所含的稠環(huán)芳香烴對(duì)生物體有劇毒，經(jīng)生物富集和食物鏈傳遞最終傳遞到人體內(nèi)，對(duì)人體有致癌作用。石油烴使水生植物體內(nèi)的葉綠索及其它脂溶性色素在植物體外或細(xì)胞外溶解析出，使之無(wú)法進(jìn)行光合作用而大量死亡，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡[2]。石油再開(kāi)采加工等過(guò)程中排放的有機(jī)污染物進(jìn)入土壤中導(dǎo)致土壤被破壞[3]，使土壤的透水性降低對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

2 不同領(lǐng)域檢測(cè)方法的應(yīng)用及研究進(jìn)展

石油烴的檢測(cè)方法包括重量法、紫外分光光度法、熒光分光光度法、紅外分光光度法等。不同的檢測(cè)方法對(duì)不同種類(lèi)的水資源應(yīng)用范圍不同。根據(jù)飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5750.7-2006[4]和GB 3097-1997[5]中規(guī)定有3種檢測(cè)方法，分別為稱量法、紫外分光光度計(jì)法、熒光分光光度法。

2.1 稱量法

該方法測(cè)定的是水中可被石油醚萃取的物質(zhì)的總量。水樣經(jīng)石油醚萃取后經(jīng)蒸發(fā)去除石油醚后稱量，計(jì)算水中石油的含量。該方法可能的干擾物有環(huán)烷酸及磺化環(huán)烷酸鹽類(lèi)，需用硫酸進(jìn)行酸化消除。此方法適關(guān)鍵控制點(diǎn)在于對(duì)石油類(lèi)化合物提取完全，每次提取震蕩要充分，具有操作簡(jiǎn)單、不需要特殊設(shè)備、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是靈敏度低[6]。石油醚屬于中等毒性物質(zhì)，操作不當(dāng)會(huì)對(duì)檢驗(yàn)人員的健康產(chǎn)生影響，工作效率低不適合大批量的水樣檢測(cè)。

2.2 紫外分光光度計(jì)法

石油中含有共軛體系的物質(zhì)在紫外區(qū)有特征吸收。利用這一性質(zhì)可選用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定。此方法適用于大批量樣品的檢測(cè)，但在檢測(cè)前需明確樣品中含有石油烴的類(lèi)別或需要檢測(cè)具體石油烴的種類(lèi)。一般原油類(lèi)物質(zhì)有2個(gè)吸收峰，而其他油品僅1個(gè)吸收峰，精煉油有些則無(wú)峰。因此，測(cè)定時(shí)要注意選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及波長(zhǎng)，由于水中石油烴的種類(lèi)復(fù)雜，各種物質(zhì)的紫外吸收的差異性較大，因此此方法的準(zhǔn)確性也較弱。

為尋求紫外分光光度法的適應(yīng)性，促進(jìn)《關(guān)于消耗臭氧物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》的順利進(jìn)行，黃蕙

等[7]利用紫外分光光度法代替紅外分光光度法，對(duì)此方法進(jìn)行優(yōu)化。用四氯化碳代替正己烷作為萃取劑，從實(shí)驗(yàn)方法、檢出限、精密度、連續(xù)性4個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證，得到較理想的結(jié)果，此方法的檢出限小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法檢出限，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.02%～0.08%較好。

2.3 熒光分光光度法

用萃取劑將水中的石油類(lèi)物質(zhì)萃取出來(lái)，在激發(fā)光的照射下根據(jù)熒光的強(qiáng)度對(duì)石油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行定量。能夠產(chǎn)生熒光的物質(zhì)主要是芳香族類(lèi)化合物和共軛雙鍵化合物。雖然此方法受樣品組成成分的影響較大，但目前我國(guó)海水的測(cè)定中常用此法。陳曉平等[8]對(duì)熒光分光光度法測(cè)定石油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，探討了影響石油類(lèi)物質(zhì)測(cè)定的主要因素，設(shè)計(jì)消除2個(gè)主要因素的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)對(duì)比結(jié)果滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的要求。石油類(lèi)物質(zhì)化學(xué)組成復(fù)雜，難溶于水，通過(guò)振蕩的形式使油分散在水中，由于不能形成穩(wěn)定的溶液其熒光發(fā)射強(qiáng)度微弱影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。無(wú)論原油還是其工業(yè)產(chǎn)品一般是由多種碳?xì)浠衔飿?gòu)成的混合物，包含相同或相似結(jié)構(gòu)的芳香烴等熒光成分，其熒光光譜是不同組分熒光疊加的產(chǎn)物[9]。膠束增敏技術(shù)提高熒光效率來(lái)增強(qiáng)熒光分析的靈敏度，潘釗等[10]利用十二烷基硫酸鈉作為熒光增敏試劑，測(cè)量不同石油類(lèi)樣品在膠束溶液環(huán)境中的熒光發(fā)射光譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合膠束溶液中石油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行整體的定性與定量測(cè)定。

2.4 其他檢驗(yàn)方法

近年來(lái)對(duì)水中石油類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)越來(lái)越重視，檢測(cè)方法多種多樣，除了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的的幾種檢驗(yàn)方法外，常見(jiàn)的還有紅外分光光度計(jì)測(cè)定法、儀器測(cè)定法等[11]。

2.4.1 儀器測(cè)定法

目前實(shí)驗(yàn)室測(cè)定油的儀器有很多種，大致分為固定式、全自動(dòng)式以及便攜式測(cè)油儀。姚亮等[12]通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比幾種測(cè)油儀優(yōu)缺點(diǎn)，為快速、準(zhǔn)確地應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型的石油類(lèi)監(jiān)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。便攜式測(cè)油儀體重輕、體積小、攜帶方便、測(cè)定過(guò)程簡(jiǎn)單，但只能進(jìn)行初期定性或半定量檢測(cè)，儀器的檢出限較高，適用于精度要求低的檢測(cè)。半自動(dòng)式測(cè)油儀較方便，加標(biāo)回收率高，但測(cè)定過(guò)程有機(jī)物與人接觸時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)健康有一定影響。全自動(dòng)式測(cè)油儀不適合測(cè)定濃度低的樣品。操作方便，適合快速檢測(cè)。

2.4.2 氣流內(nèi)循環(huán)萃取法

以紅外分光光度法為基礎(chǔ)，對(duì)樣品的前處理進(jìn)行優(yōu)化，采取氣流內(nèi)循環(huán)動(dòng)力用四氯化碳為萃取劑使樣品經(jīng)脫水、吸附等處理過(guò)程后比色。通過(guò)侯保兵等[13]的實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.8%～6.6%，加標(biāo)回收率為91.3%～106.7%，能滿足石油類(lèi)檢測(cè)質(zhì)量控制要求。

2.4.3 脫水柱——吸附柱自動(dòng)液液萃取

秦松[14]利用硅酸鎂吸附柱來(lái)吸附水中的油類(lèi)物質(zhì)，再利用無(wú)水硫酸鈉脫水柱脫去有機(jī)相中的水，這種液液萃取法效果較好、操作簡(jiǎn)單、用時(shí)短、準(zhǔn)確性及精密性良好滿足實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的需求。

3 結(jié)語(yǔ)

檢測(cè)水中石油類(lèi)物質(zhì)的方法有很多，檢驗(yàn)生活飲用水的方法主要有重量法、紫外分光光度法。檢測(cè)海水中石油類(lèi)物質(zhì)的方法主要有紅外分光光度法、熒光分光光度法等。此外還要根據(jù)水中水含有的石油種類(lèi)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及不同的吸收波長(zhǎng)。

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