海洋生物體中石油烴檢測方法概況

王 璐，陳 穎，許 巖*

（大連市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站 遼寧，大連 116023)

1 引言

石油烴，一類有機(jī)污染物，目前廣泛存在于環(huán)境之中。在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展過程中，能源的需求量在日常中不斷擴(kuò)大，石油已成為人類最主要的能源之一。但在利用石油的過程中，比如在對(duì)其開采加工等過程中，可能會(huì)進(jìn)入海洋從而污染和破壞水質(zhì)。過量石油烴進(jìn)入海洋，會(huì)在海洋生物體內(nèi)聚集，隨著食物鏈進(jìn)入人體，危害人類健康，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致癌癥、畸形，甚至基因突變。防范消除石油烴帶來的這種危害，首先就是能夠準(zhǔn)確地測得其含量。因此，有效地利用石油烴檢測方法來減少和避免危害就顯得尤為重要。目前，石油烴檢測方法種類較多，比較成熟的方法主要有重量法、紫外分光光度法、熒光分光光度法、氣相色譜法等。各方法在具體應(yīng)用過程中適用程度有所不同。文章對(duì)其進(jìn)行綜合比較與分析，依實(shí)驗(yàn)需求確定適宜的檢測方法。

2 石油烴檢測方法

2.1 重量法

重量法是對(duì)石油烴含量進(jìn)行檢測中非常直接的一種方法，不需要標(biāo)準(zhǔn)油品。首先將被測樣品中石油烴萃取收集于已知質(zhì)量器皿中，再進(jìn)行萃取劑揮發(fā)，最后稱量殘留組分，通過質(zhì)量變化確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該法測定的是石油烴總量而非其中某些代表性組分，所以測得結(jié)果科學(xué)性更強(qiáng)。但此法也存在缺陷，比如測定結(jié)果存在較大的誤差，且只適合于對(duì)石油烴含量較高（10mg/L 以上）的樣品進(jìn)行測定。重量法在用來測定海洋生物體中石油烴含量時(shí)，結(jié)果不僅包含需要測定的烴類物質(zhì)，還包含了海洋生物體自身存在物質(zhì)，對(duì)結(jié)果存在影響，所以極少有研究涉及此法測定海洋生物體中石油烴含量。

2.2 紫外分光光度法

紫外分光光度法是利用待測樣品中芳香族化合物和含共軛雙鍵化合物在紫外區(qū)215-260nm的特征吸收來確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該法適宜石油烴含量較高的樣品測定。紫外分光光度法測定石油烴含量，由于在紫外區(qū)225nm 有吸收的溶劑很多，萃取溶劑和測定波長的合理選擇至關(guān)重要。通常選用石油醚作為萃取劑。采用雙波長進(jìn)行測定，以減少其它因素產(chǎn)生的影響。通常情況下，以紫外區(qū)254nm吸光度為定量依據(jù)，溶劑干擾會(huì)相對(duì)較小。

2.3 熒光光度法

熒光光度法是利用待測樣品中芳烴組分經(jīng)激發(fā)光源照射后產(chǎn)生分子躍遷，當(dāng)分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)發(fā)出分子熒光，根據(jù)其強(qiáng)度進(jìn)行定量分析確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。熒光光度法在用來測定海洋生物體中石油烴含量時(shí)，首先需對(duì)其進(jìn)行皂化處理，再利用溶劑提取，并去除脂肪酸，再經(jīng)硅酸鎂吸附劑及氧化鋁吸附柱除色素及殘留脂肪酸，最后用熒光光度法進(jìn)行測定。GB17378.6-1998海洋監(jiān)測規(guī)范中列出熒光分光光度法測定海洋生物體中的石油烴含量。該法靈敏度高，但僅對(duì)芳烴和含有共軛雙鍵的化合物有響應(yīng)，無法測定直鏈烷烴和支鏈烷烴的含量，結(jié)果容易受樣品中油品組成的影響干擾。近年來，隨著高分辨率熒光技術(shù)的不斷發(fā)展，利用動(dòng)態(tài)性測量技術(shù)，更多展現(xiàn)出過程細(xì)節(jié)信息，已經(jīng)部分解決了這種干擾，但對(duì)于如何有效地將外部污染與環(huán)境固有組分進(jìn)行區(qū)分仍需要相應(yīng)的技術(shù)支持。

2.4 氣相色譜法

氣相色譜法是將被測樣品中各組分進(jìn)行分離后依次進(jìn)入氫火焰離子檢測器，根據(jù)色譜上保留值來確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該法靈敏度高、可定性檢測石油烴組分，但標(biāo)樣復(fù)雜，不適合總石油烴含量測定。Farrington等對(duì)氣相色譜法測定石油烴進(jìn)行了研究，采用特殊的萃取技術(shù)并和其它檢測技術(shù)，以得到石油烴中有機(jī)污染組分更詳細(xì)的信息。馬永安等采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)-特征離子選擇法測定海藻中石油烴和多環(huán)芳烴，該法樣品前處理簡便，選擇性好，抗干擾力強(qiáng)，不僅適用于海洋植物樣品，亦可應(yīng)用于海洋生物體。Dudley 等利用表面聲波傳感器作為檢測器，研制出一種便攜式氣相色譜儀，已成功用于定量測定C6-C12 的正構(gòu)烷烴和BTEX(苯、乙基苯、對(duì)二甲苯、甲苯)。但儀器價(jià)格較高，普及推廣存在困難。

2.5 紅外分光光度法

紅外分光光度法是以四氯化碳對(duì)皂化后的海洋生物體組織進(jìn)行萃取，去除脂肪和蛋白，再經(jīng)硅酸鎂吸附劑及氧化鋁吸附柱除色素及殘留脂質(zhì)。通過在2930cm-1，2960cm-1 和3030cm-1 三個(gè)波段處的吸光度來計(jì)算其濃度確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該法不受其成分結(jié)構(gòu)影響，能全面準(zhǔn)確高效地檢測樣品中石油烴含量，靈敏度高，易于操作，同時(shí)該法對(duì)烷烴和芳香烴的共同影響進(jìn)行了充分考慮，但該法在用來測定海洋生物體中石油烴含量時(shí)，極易受到動(dòng)物油脂殘留的干擾，仍需進(jìn)一步研究。目前，該法為我國檢測石油烴含量的國家標(biāo)準(zhǔn)方法之一。

2.6 非分散紅外光度法

非分散紅外光度法是利用油類物質(zhì)的甲基和亞甲基在近紅外區(qū)（2930cm-1）的特征吸收進(jìn)行測定。不同種的油品在此波長內(nèi)靈敏度相同，光能的吸收與待測樣品中油濃度成正比。該法采用規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)油，通常情況下，不易產(chǎn)生過大誤差，石油烴含量較高時(shí)會(huì)引起很大誤差。

2.7 無溶劑膜萃取紅外掃描法

無溶劑膜萃取紅外掃描法是將一定量樣品通過萃取膜，萃取膜吸附油和脂，萃取膜烘干后，在2920cm-1波數(shù)下建立校準(zhǔn)曲線，用傅立葉紅外（FTIR）或其它紅外光譜儀測定，監(jiān)測范圍為5-200mg/L。該方法優(yōu)點(diǎn)是無需使用試劑萃取，安全無污染，無ODS排放的優(yōu)勢(shì)將是監(jiān)測領(lǐng)域新趨勢(shì)，但檢出限太高，無法滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。在美國常使用紅外測定無溶劑膜萃取動(dòng)植物油（ASTM D7575-2011）。

3 小結(jié)

石油烴是目前環(huán)境中廣泛存在的有機(jī)污染物之一，進(jìn)入海洋會(huì)引起海洋水質(zhì)的污染和破壞。過量石油烴進(jìn)入海洋，會(huì)在海洋生物體內(nèi)聚集，隨著食物鏈進(jìn)入人體，危害人類健康，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致癌癥、畸形，甚至基因突變。因此，對(duì)其采取有效的方法檢測來減少和避免危害就顯得尤為重要。石油烴檢測方法種類繁多，各方法在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)適用范圍和其優(yōu)勢(shì)方面有所不同。重量法測定的是石油烴總量而非其中某些代表性組分，所以測得結(jié)果科學(xué)性更強(qiáng)，但此法也存在缺陷，比如測定結(jié)果存在較大的誤差，且只適合于對(duì)石油烴含量較高的樣品進(jìn)行測定。紫外分光光度法靈敏度低，適宜石油烴含量較高的樣品測定。對(duì)于石油烴含量較低的樣品，宜采用紅外法測定，結(jié)果更具代表性，該法不受其成分結(jié)構(gòu)影響，能全面準(zhǔn)確高效地檢測樣品中石油烴含量，靈敏度高，易于操作。熒光光度法靈敏度高，適宜測定含微量油的樣品，結(jié)果容易受樣品中油品組成影響。氣相色譜法靈敏度高、可定性檢測石油烴組分，但標(biāo)樣復(fù)雜，不適合總石油烴含量測定。因此，在選擇檢測石油烴含量方法時(shí)，依實(shí)驗(yàn)需求確定適宜的檢測方法。