水體中油類物質(zhì)測定方法——紅外光度法和重量法的比較
油是指由多種高級脂肪酸與甘油生成的酯,它包括各類動物油和植物油,而礦物油(石油類)的主要成分是指各種烴類。油是國家環(huán)保決策實行污染物達(dá)標(biāo)排放和總量控制項目之一,在水質(zhì)污染物中,油污染的危害性僅次于CODcr。我國每年有近8萬多噸的油類污染物排放,油漂浮在水體表面,影響空氣與水體界面間的氧交換;分散于水中的油可被微生物氧化分解,消耗水中的溶解氧,使水質(zhì)惡化。油類物質(zhì)對水體的污染已成為全球關(guān)注的問題。水體中油類物質(zhì)的測定是一個十分重要但又是十分復(fù)雜的問題,因此油類物質(zhì)的測定方法又長期沒有得到統(tǒng)一。測定油類物質(zhì)的主要方法有:重量法、比重瓶法、比濁(變換溶劑)法、比濁(超聲波)法、氣相色譜法、電阻法、熱解法、紫外分光光度法、熒光法、非分散紅外法、三波數(shù)紅外分光光度法等等,各種方法都存在局限性。根據(jù)本人長期從事污水檢測的經(jīng)驗,將重量法和紅外光度法分別從以下幾個方面進(jìn)行了一系列的比較。
一.方法原理
重量法(CJ/T51-2004)的原理:以硫酸酸化樣品,用石油醚從樣品提取油類,蒸發(fā)去除石油醚,再稱其重量。
紅外光度法(GB/T16488-1996)的原理:用四氯化碳萃取水中的油類物質(zhì),測定總萃取物,然后將萃取液用硅酸鎂吸附,經(jīng)脫除動植物油等極性物質(zhì)后,測定石油類??傒腿∥锖褪皖惖暮烤刹〝?shù)分別為2930 cm-1(CH2基團(tuán)中C—H鍵的伸縮振動)、2960 cm-1(CH3基團(tuán)中的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)譜帶處的吸光度A2930、A2960、A3030進(jìn)行計算。動植物油的含量按總萃取物與石油類含量之差計算。
從以上兩種方法的原理中可看出,重量法測定的是酸化樣品中可被石油醚萃取的、且在試驗過程中不揮發(fā)的物質(zhì)總量。在溶劑去除過程中,部分輕質(zhì)油隨之揮發(fā),會有明顯損失。又由于石油醚對油有選擇性的溶解,石油類中的較重組分中可能含有不為溶劑萃取的物質(zhì)。因此用石油醚萃取的重量法測定油類物質(zhì)往往不徹底,測定結(jié)果偏低。而且重量法測定的只是水中可被石油醚萃取的物質(zhì)總量,不能準(zhǔn)確測出樣品中石油類和動植物油的含量。紅外光度法不受油品成分結(jié)構(gòu)的影響,在紅外吸收光譜中,不但考慮了亞甲基CH2基團(tuán)中C—H鍵,甲基CH3基團(tuán)中C—H鍵,還考慮了芳香環(huán)中的C—H鍵,因此測定油類物質(zhì)比較完全。而且用此方法萃取時用的是四氯化碳溶劑,此溶劑只含有C—Cl鍵,因此不會影響上述三種C—H鍵的紅外吸收。用此方法可以準(zhǔn)確地測定出石油類和動植物油。由此可見,紅外光度法比重量法更適合水中油類物質(zhì)的分析測定,這也是分析方法的一種進(jìn)步。
二.方法的適用范圍及排放標(biāo)準(zhǔn)
重量法(CJ/T51-2004)只適用于測定城市污水中的油,適用范圍狹窄。而紅外光度法(GB/T16488-1996)適用于地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水中石油類和動植物油的測定。另外在環(huán)境監(jiān)測中還可用于餐飲業(yè)的廚房油煙的測定,適用范圍相當(dāng)廣泛。在中華人民共和國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中,將紅外光度法作為檢測油類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。在中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3082-1999)中,分別將重量法和紅外光度法作為檢測油類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。
用不同的方法測定油類物質(zhì),其排放標(biāo)準(zhǔn)也不同。
排放標(biāo)準(zhǔn)見下表1。
排放標(biāo)準(zhǔn)編號 | 污染物 | 排放標(biāo)準(zhǔn)值(mg/L) | ||
CJ 3082-1999 | 油脂 | 100 | ||
礦物油類 | 20 | |||
GB8978-1996 | 污染物 | 一級標(biāo)準(zhǔn) | 二級標(biāo)準(zhǔn) | 三級標(biāo)準(zhǔn) |
石油類 | 10 | 10 | 30 | |
動植物油 | 20 | 20 | 100 | |
三.萃取溶劑
重量法萃取時使用的是石油醚溶劑,此溶劑沸程為30℃-60℃,極易揮發(fā),易燃,其蒸氣與空氣能形成爆炸性混合物,因此一般當(dāng)溫度超過30℃時此方法就不能使用,這樣就給城市污水的監(jiān)測帶來了極大的局限性。而紅外光度法萃取時使用的溶劑是四氯化碳,四氯化碳對于油類是一種優(yōu)良的溶解溶劑,而且四氯化碳沸點為76.5℃,其使用不會受到外界溫度的限制。紅外光度法對四氯化碳的純度要求較高,有時不同批號的四氯化碳空白值也存在較大差異。因此當(dāng)同批樣品較多時,應(yīng)將多瓶四氯化碳混和后使用,以減少四氯化碳空白值的變動對最終測定結(jié)果的影響。但必須注意到四氯化碳是一種有毒溶劑,長期使用會影響操作者的身體健康,吸入過量會引起中毒,因此必須在通風(fēng)良好的環(huán)境下操作。
四.操作過程
重量法測定樣品時,操作時間長,方法繁瑣,對于油含量很低的樣品測定誤差大,但其測定成本相對來說較低。紅外光度法測定樣品時,簡便快速,方法成熟,而且目前國內(nèi)外有許多自動化程度相當(dāng)高的紅外測油儀,其操作簡單,分析效率高,精度也相當(dāng)高。
五.檢出限
重量法的檢出限為5mg/L,小于5 mg/L的樣品誤差大。而紅外光度法的檢出限可達(dá)到0.1mg/L,對于油含量很小的樣品其測定結(jié)果也準(zhǔn)確可靠,這是紅外光度法最顯著的優(yōu)點。
六.準(zhǔn)確度
對于重量法(CJ/T51-2004),目前國內(nèi)還沒有一種專門的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來測定其回收率。該方法也沒有明確指出所能達(dá)到的精密度。而對于紅外光度法,可使用專門由國家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所研制的礦物油標(biāo)準(zhǔn),通過測定標(biāo)準(zhǔn)樣品的回收率和加標(biāo)回收率來確定檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。
以下是對礦物油標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回收率和加標(biāo)回收率的測定,測定結(jié)果見表2,表3。
表2 回收率測定
測定次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
標(biāo)準(zhǔn)值(mg/L) | 5.55 | 10.4 | 29.8 | 56.9 | 74.5 |
測定值(mg/L) | 5.64 | 10.3 | 29.7 | 57.7 | 73.6 |
回收率% | 102 | 99.0 | 99.7 | 101 | 98.8 |
實驗結(jié)果表明,用該方法測定的回收率可達(dá)到98.8%—102%。
-
YC9000雙通道離子色譜儀該儀器是我公司在單通道基礎(chǔ)上研發(fā)的高精度雙通道離子色譜儀。具有自主知識產(chǎn)權(quán),采用防腐、抗信號干擾金屬機殼,一體化整機、數(shù)字化控制 ;人性化設(shè)計,操作簡單,增強人機互動,便于隨時了解儀器運行狀態(tài)。使用戶對分析儀器運行情況一目了然。 儀器性能穩(wěn)定,功能更為完善,一機多用,滿足多種使用場景,更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。 普遍適用于衛(wèi)生防疫、自來水、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)土壤、質(zhì)量檢驗、石油化工、地質(zhì)勘探、醫(yī)藥生產(chǎn)檢驗等領(lǐng)域中 陰、陽離子的分析。 -
AL-ICP9090型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀AL-ICP9090型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀是一款全新的全譜直讀型ICP-OES產(chǎn)品,采用高可靠性的射頻電源、穩(wěn)固的恒溫二維分光系統(tǒng)、制冷的防溢出高速CCD傳感器、易用的炬室與進(jìn)樣系統(tǒng),結(jié)合獨創(chuàng)的光譜校正技術(shù),為您打造一款性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的創(chuàng)新產(chǎn)品。儀器廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、食品安全、地質(zhì)礦產(chǎn)、治金、有色金屬、稀土、化工、臨床醫(yī)藥、石油制品、半導(dǎo)體、農(nóng)業(yè)研究等各個領(lǐng)域。 -
YC-H988便攜式離子色譜儀YC-H988便攜式離子色譜儀是對中國離子色譜儀發(fā)展多樣性的一種有力補充,是我公司在傳統(tǒng)離子色譜儀基礎(chǔ)上,吸收國際極新技術(shù)成果,研發(fā)出的高便捷、高即時性和高精度的新型離子色譜儀,采用微型高壓恒流泵、智能溫度管理系統(tǒng),電源管理模塊及整機系統(tǒng)設(shè)計,是集成度和便攜性很高的一款實用型離子色譜儀。 -
YC9000+雙通道離子色譜儀該儀器是我公司最新推出的智能雙通道離子色譜儀,采用獨有的雙核心處理系統(tǒng),雙管齊下,效率提升一倍,實現(xiàn)陰陽離子同時檢測,智能高效。 儀器性能穩(wěn)定,功能更為完善,陰陽兩個通道可同時獨立運行,也可選擇其一單獨運行,靈活選擇,一機多用,滿足多種使用場景,更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。 普遍適用于衛(wèi)生防疫、自來水、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)土壤、質(zhì)量檢驗、石油化工、地質(zhì)勘探、醫(yī)藥生產(chǎn)檢驗等領(lǐng)域中陰、陽離子的分析。

