紅外分光光度法測定水中石油類的方法

摘" 要：通過OIL 480型紅外分光測油儀，運用四氯乙烯作為萃取劑，采用HJ 637-2018水質(zhì)：石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法測定水質(zhì)中的石油類。該試驗的校準曲線相關(guān)系數(shù)為0.9993，回收率為81.0%～124.0%，標準偏差為0.53 %，方法檢出限為0.01647 mg/L，符合方法的要求，使其能夠廣泛應用到工作中。

關(guān)鍵詞：石油類；四氯乙烯；紅外分光測油儀

中圖分類號：X832；O657.33文獻標志碼：C

文章編號：1674-2419（2024）04-0512-03

基金項目：新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金項目“基于碳、氮（磷）循環(huán)的池塘尾水治理關(guān)鍵方法構(gòu)建與應用（編號：2022D01A123）”。

作者簡介：王雪（1987.8- ），女，碩士，工程師，主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖與環(huán)境監(jiān)測工作。E-mail：1051775244@qq.com。

通訊作者：熱比古麗·沙吾提（1979.4- ），女，工程師，本科，主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖與環(huán)境監(jiān)測工作。E-mail：50405408@qq.com。

石油被稱為經(jīng)濟乃至整個社會的“黑色黃金”“經(jīng)濟血液”，作為一種重要的能源，適用范圍廣，消耗量大。在石油開采、工業(yè)排放、生活污水以及各種漏油事故中可造成水體油類污染，其中人類活動帶來的油類污染占比超過90%。水體中存在石油類物質(zhì)不僅影響水的色、味及溶解氧，還會造成水體缺氧，影響水體自凈能力，惡化水質(zhì)，危害水生生物健康，造成嚴重的環(huán)境、社會和經(jīng)濟損失。當水中石油類濃度過高時，其可通過生物富集、食物鏈累積等方式影響海產(chǎn)品質(zhì)量，其中具有“三致作用”生物毒性的芳烴類物質(zhì)，甚至可以通過食物鏈富集作用，最終對人體生命健康構(gòu)成嚴重威脅。

2019年1月1日前，污水中石油類的分析方法為《水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》（HJ 637-2012），以四氯化碳為萃取劑測定地表水、污水中石油類。由于萃取劑為四氯化碳屬于國際公約《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》限制生產(chǎn)和使用試劑之一，為履行國際公約和保障實驗人員身體健康，2018年10月10日中國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》（HJ 637-2018），該標準使用的萃取劑四氯乙烯，相對于四氯化碳毒性更低、易揮發(fā)、更環(huán)保。

該實驗通過紅外分光光度法，測定了檢出限、精密度和準確度等參數(shù)，并探討了用紅外分

光光度法

測定水中石油類的方法。

1" 材料與方法

1.1" 儀器和試劑

紅外分

光測油

儀（OIL

480型，

北京華

夏科創(chuàng)

股份有

限公司

）；自動萃取器（AE03型，北京華夏科創(chuàng)股份有限公司生產(chǎn)）；馬弗爐（KSW型，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司生產(chǎn)）；分析天平；4cm石英比色皿；玻璃漏斗；玻璃棉。

試驗用水均為實驗室二級用水；石油類標準儲備液：ρ≈1000 μg/mL；無水硫酸鈉（含量不少于99.0%，天津市光復精細化工研究所生產(chǎn)，優(yōu)級純）；硅鎂型吸附劑（吸附月桂酸大于120 mg/g，國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)）；四氯乙烯（環(huán)保試劑，天津市科密歐化學試劑有限公司生產(chǎn)）；鹽酸：1.19 g/mL，優(yōu)級純。

1.2" 試驗方法

1.2.1" 試驗原理

水樣經(jīng)預處理后，在波數(shù)分別為2930 cm-1、2960 cm-1和 3030cm-1處對應的CH2基團中的C-H鍵、CH3基團中的C-H鍵和芳香環(huán)中C-H鍵發(fā)生伸縮振動測得吸光度A2930、A2960和A3030，其濃度由軟件中公式（1）計算所得，濃度和萃取液體積與水樣體積之比的積為水中濃度。

1.2.2" 樣品處理及測定

取500 mL pH值≤2水樣（鹽酸酸化），于自動萃取器中，加入50 mL四氯乙烯，自動萃取3 min，再靜置3 min，待出現(xiàn)明顯分層，下層有機相萃取液用裝有無水硫酸鈉（馬弗爐500℃燒制4 h）的玻璃漏斗過濾，用四氯乙烯沖洗定容至50 mL比色管中測定油類；將其中30 mL的過濾液倒入裝有硅酸鎂的玻璃漏斗（硅酸鎂馬弗爐500℃燒制4 h，6%純水活化前5 mL的過濾液舍去），過濾至25 mL比色管中測定石油類。

采用實驗室用水經(jīng)處理后獲得空白試樣，按照上述的步驟處理樣品，樣品中石油類濃度按下列公式計算：

ρ=X·A2930+Y·A2960+Z·A3030－A2930F·V0·DVW－ρ0

式中：ρ—樣品中油類或石油類的濃度，mg/L；

ρ0—空白樣品中油類或石油類的濃度，mg/L；

X—與CH2基團中C—H鍵吸光度相對應的系數(shù)，mg/L吸光度；

Y—與CH3基團中C—H鍵吸光度相對應的系數(shù)，mg/L吸光度；

Z—與芳香環(huán)中C—H鍵吸光度相對應的系數(shù)，mg/L吸光度；

F—脂肪烴對芳香烴影響的校正因子，即正十六烷在2930 cm-1與3030 cm-1處的吸光度之比。

A2930、A2960、A3030—各對應波數(shù)下測得的吸光度；

V0—萃取溶劑的體積，mL；

VW—樣品體積，mL；

D—萃取液稀釋倍數(shù)。

由OIL 480型紅外分光測油儀水中油軟件提供，X=48.9，Y=71.4，Z=461，F(xiàn)=60.9，D=1，結(jié)果由計算機計算所得。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 校準標準系列配制

分別移取0.05 mL、0.25 mL、0.50 mL、0.75 mL、1.00 mL、1.25 mL石油類標準溶液（C=1000.00 μg/mL）于25.00 mL容量瓶中，用四氯乙烯定容，混勻。得到標準曲線如表1所示。

2.2" 精密度試驗

取6份水樣按本方法進行處理檢測，符合RSD≤10%的要求，具體見表2。

2.3" 準確度試驗

分別對9份水樣加標處理檢測，測得加標回收率在81.0%～124.0%，符合標準中加標回收率在75%～138%之間，該試驗空白水樣中空白有值且不超過測定下限，其原因可能在于四氯乙烯作為油類萃取劑有一定影響，以及吸附劑等影響。具體見表3。

2.4" 檢出限

對7份標準空白進行平行測定，根據(jù)水質(zhì)質(zhì)量控制公式DL=3Sb/S（Sb為標準偏差，S為標準曲線斜率），用三倍空白水中濃度值的標準偏差除以標準曲線斜率得出方法檢出限為0.01647 mg/L，小于方法檢出限0.06 mg/L。具體見附表4。

3" 討論

3.1" 所有使用的玻璃器皿都要清洗干洗，漏斗用硫酸浸泡清洗，若萃取器較臟和掛壁污漬加入碳酸鈉清洗并沖洗。

3.2" 無水硫酸鈉和硅酸鎂處理過程中應防止污染，石英棉要用四氯乙烯浸泡潤洗晾干。

3.3 "四氯乙烯應放置在干燥陰涼處，防止試劑變質(zhì)，在開始實驗前通過儀器驗證試劑的品質(zhì)，在2800 cm-1～3100 cm-1之間點擊開始測定四氯乙烯，在2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1處吸光度應分別不超過0.34、0.07、0。

4" 結(jié)論

綜上所述，采用《水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定》（HJ 637-2018）紅外分光光度法測定水質(zhì)中的石油類，測定了標準曲線的繪制、精密度實驗、準確度實驗驗證和檢出限，結(jié)果均符合標準要求，可用于工業(yè)廢水和生活污水中石油類和動植物油類的測定。

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生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司，生態(tài)環(huán)境部法規(guī)與標準司.水質(zhì)：石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法：HJ 637—2018. 北京：中國環(huán)境出版社，2019.

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Method for determination of petroleum in water by infrared spectrophotometry

WANG Xue， REBIGULI·Sawuty

（Northwest Fishery Resources and Environment Scientific Observation and Experiment Station of Ministry of Agriculture， Xinjiang Fisheries Science Research Institute， Urumqi 830000， Xinjiang China）

Abstract：Using tetrachloroethylene as extractant， OIL in water quality was determined by HJ637-2018 with OIL 480 infrared spectrophotometer. The correlation coefficient of the calibration curve is 0.9993， the recovery rate is 81.0%～124.0%， the standard deviation is 0.53%， and the detection limit of the method is 0.01647 mg/L， which meets the requirements of the method， so that it can be widely used in work.

Keywords： petroleum; Tetrachloroethylene; Infrared spectroscopic oil meter