紅外分光光度法測定石油類的操作與數(shù)據(jù)分析

艾維嘉

（延安水文水資源勘測中心,陜西 延安 716000）

水環(huán)境中石油類的污染物含量是反映水體狀況的重要指標之一,而石油類污染主要是由于工業(yè)廢水和生活污水的排放所造成的。石油類物質(zhì)在廢水中對整個水體有極大的破壞性,例如石油類碳氫化合物,幾乎是漂浮在水體的表面,隔絕氧氣的進入,再加上水體內(nèi)部存在的石油化合物,微生物在分解它們的過程中,會消耗大量的氧氣,最終導致整個水體嚴重缺氧,水體惡化。因此,要對污水中石油類物質(zhì)進行有效測定是非常復雜的。紅外分光光度法是目前工業(yè)廢水檢測中常用的方法之一,本文從標準曲線的建立、檢出限檢驗、標準樣品的測定以及加標回收率的測定等方面進行驗證。經(jīng)過數(shù)據(jù)的整理和分析,最終確定紅外分光光度法對工業(yè)廢水和生活污水中石油類監(jiān)測資料是可適用性的。

1 方法內(nèi)容

（1）方法原理

方法原理：當pH ≤2 的水樣使用四氯乙烯萃取后再測定油類；用硅酸鎂將萃取液吸附,去除動植物油類等極性物質(zhì),最終測定石油類。油類和石油類的含量分別由波數(shù)為2930 cm-1（CH2基團中C-H 鍵的伸縮振動）、2960 cm-1（CH3基團中C-H 鍵的伸縮振動）和3030 cm-1（芳香環(huán)中C-H 鍵的伸縮振動）處的吸光度A2930、A2960和A3030,根據(jù)校正系數(shù)然后進行計算；動植物油類的含量等于油類與石油類含量的差值[1]。

（2）方法依據(jù)

紅外分光光度法（HJ 637-2018）。

（3）方法適用范圍

本標準規(guī)定了測定水中石油類和動植物油類的紅外分光光度法。適用于工業(yè)廢水和生活污水中石油類和動植物油類的測定。

當取樣體積為500 mL,萃取液體積為,使用4 cm 石英比色皿時,方法檢出限為0.06 mg/L,測定下限為0.24 mg/L。

（4）實驗儀器及試劑

1）儀器設備

OL1020 型紅外分光油分析儀。

2）試劑材料

鹽酸：ρ（HCl）=1.19 g/mL,優(yōu)級純；鹽酸溶液：1+1；四氯乙烯（C2Cl4）；硅酸鎂（MgSiO3）：150μm～250μm（100 目～60 目）分析純；無水硫酸鈉（Na2SO4）；石油類標準使用液：ρ=1000 mg/L。

2 實驗部分

2.1 測定條件控制

實驗室配有空調(diào)和溫濕度表從而能夠?qū)嶒炇业臏貪穸冗M行調(diào)控,以及通風櫥進行通風換氣。實驗室的溫度需要滿足5℃～35℃的范圍,濕度應≤85%的要求,全程對溫濕度進行監(jiān)控。

2.2 標準曲線的建立

根據(jù)標準《水質(zhì) 石油類和植物油類的測定 紅外分光光度法》（HJ 637-2018）條款8.2,將萃取液轉(zhuǎn)移至4 cm 石英比色皿中,以四氯乙烯作參比,標準曲線需含4 個校準標準濃度點,其濃度分別為0.00 mg/L、5.0 mg/L、25.0 mg/L 和50.0 mg/L。以石油類的濃度（mg/L）為橫坐標,以相對應的吸光度值為縱坐標,連續(xù)做7 天,并繪制標準曲線[1]。

使用紅外分光油分析儀分析,檢測的標準曲線相關(guān)系數(shù)需達到0.999 以上。測定值與標準值的相對誤差在±10%以內(nèi),則校正系數(shù)可采用,否則必須重新測定校正系數(shù)并進行檢驗,直至滿足條件為止。

2.3 標準樣品的測定

（1）對石油類有證標準樣品（編號：BW021001Z；名稱：四氯乙烯中石油類；批號：337202；標準值：40.1 ug/mL；擴展不確定度（K=2）3.2）進行測定,每天測定1 批,每批次樣品平行測定2 次,連續(xù)7 天,并分別計算平均值、相對誤差。

（2）稀釋方法為從安培瓶取5 mL 溶液,迅速移入100 mL容量瓶內(nèi),用四氯乙烯定容至刻度線混勻后使用。

2.4 空白樣品的測定

（1）空白樣品為實驗所用的超純水,每次量取500 mL。

（2）按照實驗步驟,連續(xù)7 天進行測定。

3 測定數(shù)據(jù)的分析

3.1 標準曲線的數(shù)據(jù)分析

該次試驗實驗室環(huán)境不變,連續(xù)做7 天,以50.0 mg/L 的標準溶液為最高濃度點,以濃度0.00 mg/L、5.0 mg/L、25.0 mg/L和50.0 mg/L 為橫坐標,相對應的吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線圖,見表1。

3.2 相關(guān)系數(shù)

根據(jù)表1 數(shù)據(jù),連續(xù)7 天測定的相關(guān)系數(shù)分別為0.99920、0.99982、0.99982、0.99941、0.99941、0.99942、0.99920,每天測定的標準曲線的相關(guān)系數(shù)均滿足儀器R＞0.9990 的要求。

3.3 檢出限檢驗

（1）操作步驟

按照樣品分析的全部步驟,重復n=7 次（n ≥7）空白實驗,將測定結(jié)果換算成樣品中的濃度或含量,計算7 次平行測定的標準偏差,按照公式方法進行方法檢出限的計算。

式中：MDL 為方法檢出限；n 為樣品平行測定次數(shù)；t 為自由度為n-1,置信度為99%時的t 分布（單側(cè)）；S 為n 次平行測定的標準偏差。其中,當n 次自由度為n-1,置信度為99%時的t 分布（單側(cè)）值。

（2）結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

檢驗結(jié)果表明以純水為空白樣品,取實驗室超純水做7天空白測定,其濃度為0.002 mg/L～0.004 mg/L,計算出平行測定的標準偏差,方法檢出限,并滿足（HJ 637-2018）相關(guān)的要求,見表2。

表2 檢出限記錄表 單位：mg/mL

3.4 標準物質(zhì)測定數(shù)據(jù)分析

對有證的標準樣品分批次進行檢測,每日分別測定1 批次,而每批次樣品需平行測定2 次,經(jīng)過7 天不間斷連續(xù)檢測后,計算出平均值X、相對誤差RE（%）。其中相對誤差不得超過5%,見表3。

表3 標準樣品測試數(shù)據(jù) 單位：ug/mL

3.5 天然水樣加標回收率的測定分析

（1）工業(yè)廢水加標回收率的測定

對工業(yè)廢水進行加標回收測定,取樣體積是500mL,加標量是5 mL（使用液濃度是100 mg/L）,進行14 次平行測定,計算回收率測定平均值?；厥章式Y(jié)果測定見表4。

（2）生活污水加標回收率的測定

對生活污水進行加標回收測定,取樣體積是500 mL,加標量是10 mL（使用液濃度是100 mg/L）,進行14 次平行測定,計算回收率測定平均值。回收率結(jié)果測定見表5。

表5 生活污水回收率測定表

4 實驗過程中注意事項

1）實驗過程中產(chǎn)生的廢液和廢物應分類收集并委托具有資質(zhì)的單位處理。

2）實驗中應按規(guī)定正確穿戴防護服及面罩,由于實驗中使用的四氯乙烯具有毒性且揮發(fā),所以該實驗應在通風的櫥中進行操作。

3）樣品和空白試樣制備所使用的四氯乙烯應為同一批號。

4）石英比色皿壁上的水印及污漬會影響測定數(shù)據(jù),因此在每日在使用前都需仔細檢查。

5 結(jié)論

在實驗室條件不變情況下,通過標準曲線的建立,檢出限檢驗,標準樣品的測定以及加標回收率的測定最終得出各項數(shù)據(jù),均符合標準HJ 637-2018 的相關(guān)要求。結(jié)果表明,紅外分光光度法對工業(yè)廢水和生活污水中石油類的監(jiān)測資料是可適用的。