红外分光光度法测定水质中石油类.pdf

J’ 口 J 2 0 1 2 年 6 月 u ， J 、 S h a n d o n g Vo 1 ． 3 4 NO ．3 J un e 2 01 2 试验研究 ； ‘ ～ ．． 、 ．． ． 、 ．．． 红外分光光度法测定水质中石油类 王华 ， 许晶 济钢集团有限公司 能源环保部 ， 山东 济南 2 5 0 1 0 1 摘要 以四氯化碳为萃取剂， 萃取水中油类物质， 将萃取物用硅酸镁吸附， 脱除动植物油等极性物质后 ， 用红外分光光度 法测定石油类， 萃取剂体积以2 0 m L 为宜， 选择的最佳分析波长为 3 ． 2 8 0 ． 0 1 m 。该方法分析成本低， 精密度和准确度 高 ， RS D n 1 0 ≤2 ． 4 ％， 相对误差 ≤3 ． 0 ％。 关键词 红外分光光度法 ； 石油类 ； 水 ； 四氯化碳 ； 波长 中图分 类号 X8 3 2 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 4 4 6 2 0 2 0 1 2 0 3 0 0 4 4 0 2 1 前言 废水中石油类是指在规定条件下能被特定溶 剂萃取并被测量 的所有物质 ， 包括被溶剂从酸化的 样品中萃取并在试验过程中不挥发的所有物质n 。 环境水中的石油类来 自工业废水和生活污水 的污染 。工业废水中石油类 各种烃类混合物 污 染物主要来 自原油和开采 、 加工 、 运输以及各种炼 制油的使用等行业 。石油类碳氢化合物漂浮于水 体表面， 影 响空气与水体界面氧的交换 ； 分散于水 中以及吸附于悬浮微粒或 以乳化状态存在于水中 的油 ， 被微生物氧化分解 ， 消耗水中的溶解氧 ， 使水 质恶化。石油类中所含 的芳烃类虽然较少 ， 但其毒 性要大得多n ] 。 2 红外测油技术 目前 国标测油方法有 3 种 ] 1 重量法。重量 法不受油品种限制 ， 但操作繁杂， 灵敏度低 ， 只适于 测定 1 0 mg ， L以上含油水样。2 红外分光光度法。 适 于0 ． O 1 m g ／ L以上 的含油水样 ， 该法不受油 品限 制 、 影 响 ， 能 比较 准确地反 映水 中石油类 污染程 度 。3 非分散红外光度法 。适用于 0 ． 0 2 m g ／ L以上 的含油水样 ， 受油品影响较大， 准确度差。 由于济钢废水中含油量一般低于 1 0 m g ／ L ， 为减 少测量误差 ， 选择红外分光光度法测定水质 中的石 油类。 2 ． 1 红外分光光度法测油原理 石油类定义 用 四氯化碳萃取经 2 9 3 0 、 2 9 6 0 、 3 0 3 0 e m 波数下有特征吸收且不被硅 酸镁吸附的 物质n 。原理 用四氯化碳萃取水 中的油类物质 ， 测 定总萃取物， 然后将萃取物用硅酸镁吸附， 经脱除 收稿 日期 2 0 1 1 0 9 1 3 作者 简介 王华 ， 女 ， 1 9 6 5 年生 ， 1 9 8 8 年毕业于河北省冶金工业学校 环保专业 ； 2 0 0 3年毕业于北大函授环境工程专业。现为济钢能源环 保部工程师 ， 从事环境管理工作。 动植物油等极性物质测定石油类⋯。 2 _ 2 技术指标 波数准确度 C H， 、 C H 的特征吸收波数误差不 超过 -4 - 5 e m～ 。稳定度 零点 、 满度变化每0 ． 5 h 不超 过 - 1-1 ％、 2 ％。测量 重复性 变 异 系数不 超过 5 ％。准确度 高浓度 14 6 4 mg ／ L 误差不超过 5 ％； 低浓度 4 ～0 ． 5 m g ／ L 误差不超过 2 0 ％。油 品变化影响度不超过 4 - 1 0 ％。 3 测量结果与讨论 3 ． 1 测定波长的选择 根据红外测油仪技术要求 ， 测定水 中石油类的 测定波长范 围为 3 ． 2 03 ． 6 0 i n ， 一般选择 3 ． 2 8 4- 0 ． 0 5 I n ， 此波长范围上 、 下波动较大 ， 其附近可能 存在大量干扰物质 ， 产生干扰图谱 ， 影响检测的准 确性 。为此 ， 对波长进行 了选择。以含油 8 ． 0 mg ／ L 标准油溶液 ， 在不同波长处重复测定 1 0 次 ， 测定结 果见表 1 。 表1 标准油溶液不同波长处的测定结果 由表 1 可以看出 含油 8 ．0 ms ／ L 标准油溶液在波 长 3 ． 2 3 i n 处测得的结果偏低 ， 在波长3 ． 3 3 I n 处 测得的结果偏高 ， 两波长处测定结果 的相对标准偏 差均超出该方法规定要求 ≤5 ％ ； 而在 3 ． 2 7 、 3 ． 2 8 、 3 ． 2 9 i n 波长处测定结果的相对标准偏差均符合该 方法规定要求 ， 而 3 ． 2 8 m波长处测定结果的相对 王华等 红外分光光度法测定水质中石油类 2 0 1 2 年第 3 期 标准偏差最小 ， 所以选择 3 ． 2 80 ． 0 1 m为最佳测 定波长。 3 ． 2 精密度和准确度⋯ 为了检验在 3 ． 2 8 0 ． 0 1 m的测定波长下， 测 定水质样 品和标准样品的精密度和准确度 ， 对 2 个 含油浓度分别为 1 5 ． 5 m g ／ L 1 样品 和4 ． 0 m g ／ L 2 样 品 水质样品分别重复测定 1 0 次， 测定结果见表 2 ； 在波 长 3 ． 2 80 ． 0 1 IX m处 ， 分析含油浓度分别为 4 7 ． 4 、 4 9 ． 6 、 2 0 ． 3 m g ／ L 的 3 个标准样品 编号分别为标 1 、 标 2 、 标3 ， 结果见表 3 。 表 2水质样 品测定结果 水质 样 品 塞 笙 里 实测 平均 RS D， ％ 标准 测定结果／ m g L 相对 相对 样品 实测 平均 标准值 不确定度 偏差， ％ 误差／ ％ 标 1 4 6 ． 6 ， 4 5 ． 8 46． 2 4 7 ． 4 3 ． 8 0 ． 9 2 ． 5 标 2 5 1 ． 4 ， 4 9 ． 5 5 0 ． 4 4 9 ． 6 3 ． 1 1 ． 9 1 ． 6 标 3 2 1 ． 1 ， 2 0 ． 7 2 0 ． 9 2 0 ． 3 1 ．4 1 ． 0 3 ． 0 由表 2 看出 2 个水质样品所测结果的相对标准 偏差均在允许范围内， 说 明在该波长处测得的结果 重复较好 ， 即精密度较好。由表 3 测定结果看 3 个 标准样 品所测结果 的相对偏差和相对误差均在允 许范围内， 说明在此波长处测定样 品具有较好的精 密度和准确度。 3 ． 3 萃取剂四氯化碳及用量的选择 由于 四氯化碳 的优劣直接影响测定结果 的准 确性 ， 所以本方法对 四氯化碳质量要求很高 ， 四氯 化碳应选择优级纯 ， 并通过操作系统建立平台观察 谱 图验证 。合格 的四氯化碳标 准谱 图， 不 出现锐 锋 。若出现锐锋 ， 则说明该批 四氯化碳不合格 ， 不 能使用 ， 必须经精制处理合格后方可使用。废水的 取样体积一般在5 0 0 mL 左右 ， 按要求萃取剂体积为 2 0 ～ 3 0 m L 。不同萃取剂体积测定结果见表4 。根 据济钢外排废水的实际， 选择2 0 m L 萃取剂作为萃 取液体积 ， 经实践证明完全能满足分析要求。 表 4不同萃取剂体 积测定 结果 mg l L 取样位置 萃取 剂体积／ mL 2 0 1 - 3 8 1 ． 1 7 2 ． 1 3 2 5 1 ． 3 6 1 ． 1 8 2 ． 1 2 3 0 1 ． 3 9 1 ． 1 6 2 ． 1 3 石河总 口 厂北 口 冷轧排 口 3 ． 4 萃取剂的回收利用 比色分析后 的废液 ， 毒性大 、 气味大 ， 直接倒 掉 ， 易污染下水道 ， 根据废液中油含量 的高低 ， 分别 收集处置 。对含油量 ≥3 ． 0 0 mg ／ L的废液收集后送 到焦化 回收车间与焦化废水一起进入系统处理 ； 对 于含油量 3 ． 0 0 m g ／ L的废液， 用充满吸附剂的玻璃 过滤柱处理 ， 经活性炭多次吸附精制 ， 空 白谱 图验 证无锐锋 出现， 说明该 四氯化碳可重复使用。该措 施大大降低了分析成本 ， 减少了环境污染。 4 结论 4 ． 1 红外分光光度法测定水中石油类 ， 最佳测定波 长为 3 ． 2 80 ． 0 1 m。 4 ． 2 在波长 3 ． 2 80 ． 0 1 m处 ， 水质中石油类于 2 9 3 0 、 2 9 6 0 、 3 0 3 0 c m 波数下有最大特征吸收 ， 且 测量结果 的重复性好 ， 标准样品测定结果具有 良好 的精密度和准确度。 4 ． 3 选择优级纯四氯化碳 ， 分析样品前作空 白谱图 实验 ， 合格后方可使用 ； 分析样品应与空 白实验用 同一瓶四氯化碳 ， 确保分析结果的准确性 、 可比性。 4 ． 4四氯化碳的回收利用 ， 每年可节 约 1 0 0 0 0 余 元 ， 降低 了分析成本 ， 减少了环境污染 。具有较好 的经济效益和环境效益。 参考文献 [ 1 J 国家环保 总局 ， 水和废水监 测分析方 法编委会 ．水 和废水监测 分析方法[ M] ．4版． 北京 中国环境科学 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 刘珍 ， 黄 沛成 ， 于世林 ， 等 ． 化验员读本 [ M] ．北 京 化学工业 出 版社 ， 2 0 0 5 ． De t e r mi n a t i o n o f t he Pe t r o l e um Oi l s i n W a t e r b y I nf r a r e d S pe c t r o pho t o me t r y WANG HH a ． XU J i n g T h e E n e r g y a n d E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n De p a r t me n t o f J i n a n I r o n a n d S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ca r b o n t e t r a c h l o r i d e i s t a k e n a s e x t r a c t i o n a g e n t f o r e x t r a c t i n g t h e o i l s i n wa t e r ． Th e e x t r a c t i s a d s o r b e d wi t h s i l i c i c a c i d ma g n e s i um． Af t e r t h e p o l a r s u b s t a n c e s l i k e a ni ma l a n d v e g e t a b l e o i l s a r e e l i mi n a t e d， t h e d e t e r mi n a t i o n o f t h e p e t r o l e u m o i l s are ma d e b y i n f r are d s p e c t r o p h o t o me t r y ．2 0 mL v o l u me o f t h e e x t r a c t i o n a g e n t i s s u i t a b l e ． Th e b e s t a na l y s i s wa v e l e n g t h s e l e c t e d i s f 3 ．2 8 0 ． O 1 m． T h i s me t h o d h a s l o w a n a l y s i s c o s t a n d h i g h p r e c i s i o n a n d a c c u r a c y ． T h e R S D 1 0 i s e q u a l o r g r e a t e r t h a n 2 -4 ％ a n d t h e 4 5