王國軍

(成都市雙流縣環(huán)境監(jiān)測站,成都 610200)

1 前 言

紅外分光光度法是測定水中油類的國家標準方法,該法規(guī)定,水樣分兩次用四氯化碳萃取,用裝有無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗過濾吸水,定容。萃取物一部分用紅外分光測油儀測定總油的含量,另一部分使用硅酸鎂在吸附柱中過濾吸附其中的動、植物油等極性物質(zhì)后,再使用紅外分光測油儀測定石油類的含量,動、植物油的含量為總萃取物與石油類含量之差[1]。靈敏度較高,選擇性好。但是,用無水硫酸鈉吸附萃取液中的水份,由于過濾的玻璃砂芯漏斗易堵塞,時間過長,器皿難洗滌,并且兩次萃取的時間過長,操作繁瑣[2];對于每個樣品均使用 20g左右的氯化鈉來鹽析,當樣品較多時,需要試劑也多,且稱量麻煩[3];每個樣品萃取后水相和四氯化碳相中的油類物質(zhì)含量相同,所以用四氯化碳定容后,四氯化碳相中的油類物質(zhì)濃度降低[4]。使得萃取過程比較繁瑣,測定結(jié)果的準確性降低。

本文對紅外分光光度法測定水和廢水中油類物質(zhì)的操作過程做了改進,采用一次萃取,直接在普通漏斗中吸水和吸附的簡單、快速、準確的測定水和廢水中油類的方法,不僅節(jié)約試劑、簡化操作、達到實驗的準確性,并且降低了萃取劑對人體的危害和環(huán)境的污染。

2 實驗部分

2.1 主要儀器及設(shè)備

紅外分光測油儀 (JDS-109U型)能在 3400～2400cm-1之間進行掃描操作,并配有 1cm和4cm帶蓋石英比色皿。

分液漏斗 1000mL,活塞上不得使用潤滑劑,并配置有 GGC800萃取射流裝置。

采樣瓶帶刻度的廣口玻璃瓶 (500mL和1000mL)。

普通定性濾紙 (Φ15 cm)用合格的四氯化碳充分潤洗晾干。

比色管 25 mL和 50 mL

容量瓶 100 mL

普通漏斗

2.2 主要藥品及試劑

四氯化碳：在2600～3300cm-1之間掃描,其吸光度不超過0.03(1cm比色皿,空氣池作參比)。

硅酸鎂：60～100目,取硅酸鎂于瓷蒸發(fā)皿中,置于馬弗爐內(nèi) 500℃加熱 2h,在爐內(nèi)冷卻到200℃后,移入干燥器中冷卻至室溫,轉(zhuǎn)入磨口玻璃瓶中保存。

無水硫酸鈉：取硫酸鈉于瓷蒸發(fā)皿中,置于馬弗爐內(nèi)300℃加熱2h,冷卻后裝入磨口玻璃瓶中保存。

鹽酸溶液 (1+5)氯化鈉

2.3 實驗操作方法

2.3.1 萃取

將按規(guī)定采集的水樣 (采集時加鹽酸酸化至PH＜2)全部倒入分液漏斗中,用 20mL四氯化碳洗滌采樣瓶后移入分液漏斗中,再用量筒加 20mL四氯化碳于該分液漏斗中,打開 GGC800射流裝置,充分震蕩萃取 2min。靜置分層后,將萃取液經(jīng) 10mm厚無水硫酸鈉 (用實驗同一批次的合格四氯化碳充分潤洗,經(jīng)測定潤洗液不含油為止)的普通漏斗流入比色管內(nèi)。一部分用于測定總萃取物質(zhì),另一部分用于硅酸鎂吸附測定石油類。

2.3.2 吸附

取比色管內(nèi)部分濾液經(jīng)硅酸鎂 (用試驗同一批次的合格四氯化碳充分浸潤,經(jīng)測定潤洗液不含油為止)的普通漏斗吸附流入比色管內(nèi)[5],用于測定石油類。

2.3.3 測定

用同一批次的四氯化碳調(diào)節(jié)滿度并建立平臺,把各種影響消失在平臺中。取出四氯化碳分別加入待測水樣的萃取液和經(jīng)硅酸鎂吸附后的濾出液,分別測定總萃取物和石油類的含量,按總萃取物與石油類含量之差計算動、植物油的含量。

3 實驗與討論

3.1 標準樣品的測定

采用環(huán)境標準樣 GSB07-1198-2000石油類205934,對紅外分光測油儀 (JDS-109U型)進行校驗,取標樣石油類 205934,5mL于 100mL容量瓶,用四氯化碳定容至 100mL。測定結(jié)果如表 1。

表1 以石油類 205934標樣對 JDS-109U型紅外分光測油儀校驗結(jié)果Tab.1 The result of calibrating JDS-109U infrared oil analyzer using the petroleum standard spec imen 205934

根據(jù)測定結(jié)果,其測定值在標準樣品的保證值范圍內(nèi),表明儀器的校正系數(shù)可用;儀器的滿度大小調(diào)節(jié)適當,平臺建立正確、可靠。

3.2 現(xiàn)場水樣的對比測定

嚴格按照水和廢水監(jiān)測分析方法 (第四版)的水樣采集的要求對雙流縣三星鎮(zhèn)污水處理站的水樣分別進行平行采集 4次,每份水樣 500mL,并加鹽酸至 pH小于 2。取其中兩份水樣進行對比實驗,一份按照實驗改進的方法進行處理,得到濾液(1#);另一份用國標法進行處理,得到濾液 (2#)。再用紅外分光測油儀(JDS-109U型)測定石油類和動、植物油的結(jié)果分別如表 2、表 3。

表2 現(xiàn)場采集水樣的石油類的測定結(jié)果Tab.2 Determination result of petroleum in the on-site sampled water

表3 現(xiàn)場采集水樣的動、植物油的測定結(jié)果Tab.3 Determination result of an imal and vegetable oil in the on-site sampled water

根據(jù)測定結(jié)果,濾液 1#和濾液 2#的標準偏差分別為 2.79×10-3和 3.41×10-3;變異系數(shù)分別為 0.65%和 0.80%。兩者的標準偏差和變異系數(shù)都比較接近,且濾液 1#和濾液 2#的測定結(jié)果相差0.005 mg/L,表明兩種方法無顯著差別,改進后的測量能滿足滿足日常環(huán)境監(jiān)測分析要求。

根據(jù)測定結(jié)果,濾液 1#和濾液 2#的標準偏差分別為 4.05×10-3和 3.90×10-3;變異系數(shù)分別為 1.86%和 1.98%。兩者的標準偏差和變異系數(shù)都比較接近,且濾液 1#和濾液 2#的測定結(jié)果相差0.21 mg/L,表明兩種方法無顯著差別,改進后的測量能滿足日常環(huán)境監(jiān)測分析要求。

3.3 現(xiàn)場水樣加標回收率的對比測定

將上述平行采集的另外兩份水樣,利用環(huán)境標準樣 GSB07-1198-2000石油類 205934直接加入水樣中,通過兩種不同方法進行處理,得到濾液 3# (實驗改進的方法)和濾液 4#(國家標準方法),測定的石油類的加標回收率結(jié)果如表 4。

表4 現(xiàn)場水樣加標回收率的測定結(jié)果Tab.4 Deter mination of spike recovery using on-site sampled water

根據(jù)現(xiàn)場水樣加標回收的測定結(jié)果,濾液 3#和濾液 4#的加標回收率分別為 91.8%和 93.5%非常接近,表明兩種方法測得的結(jié)果無顯著差別,改進后的測量能滿足日常環(huán)境監(jiān)測分析要求。

3.4 實驗操作注意事項

3.4.1 四氯化碳必須經(jīng)檢驗合格后才能使用,且同一次實驗要使用同一批次的四氯化碳,以免除試劑帶來的誤差。

3.4.2 油污是普遍現(xiàn)象,實驗過程中的玻璃儀器,要嚴格按照規(guī)定對采樣瓶和分析器皿進行洗滌和保存。在使用硅酸鎂和無水硫酸鈉之前必須檢驗其受油污染程度。

3.4.3 標準液中正十六烷在小于 16℃時結(jié)晶,因此,在使用儀器前,在穩(wěn)定的電壓下運行預熱半個小時以上,且室內(nèi)環(huán)境保持在 17℃～25℃,20%～80%RH,否則影響測量結(jié)果的準確性。

4 結(jié) 論

4.1 方法改進后,在普通漏斗中用無水硫酸鈉過濾吸收萃取液中的水分和用充分潤濕的硅酸鎂吸附過濾液中的動、植物油的操作,可以避免國標方法中使用玻璃砂芯漏斗容易堵塞、長期使用不易洗滌、過濾緩慢等問題。

4.2 在萃取過程中加入四氯化碳的量,根據(jù)現(xiàn)場采集的水樣的實際情況加入30 mL以上,以免出現(xiàn)水樣太臟吸附大量的四氯化碳,使儀器測定的萃取液過少,光路通過萃取液的表面,影響測定的重現(xiàn)性。4.3 本實驗改進后的方法和國標方法測得的結(jié)果無顯著差別,能夠滿足實驗室測定水和廢水中油類的準確度和精確度要求。

[1] 國家環(huán)境保護總局〈水和廢水監(jiān)測分析方法〉編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京：中國環(huán)境科學出版社, 2002.491-497.

[2] 吳 艷.紅外分光光度法測定石油類萃取方法的改進[J].環(huán)境科學與管理,2007,32(5)：145-146.

[3] 蔡立根.快速測定飲用水中的石油類[J].污染防治技術(shù), 2007,20(6)：88-89.

[4] 魏光濤,等.紅外分光光度法測定焦化廢水中的油[J].冶金分析,2007,27(4)：95-97.

[5] 呂 紓.紅外分光光度法測定石油類、動植物油前處理的改進[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2004,16(5)：93.