吳德景

摘要： 隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，環(huán)境污染也變得越來越嚴(yán)重，為了控制環(huán)境污染物的排放總量，就需要加強(qiáng)對環(huán)境的監(jiān)測。油是我國實(shí)行污染物達(dá)標(biāo)排放總量控制的項目之一，水中油類物質(zhì)的測定就變得十分重要。紅外分光光度法是測定水中油類物質(zhì)含量的重要方法之一，因而紅外測油儀在環(huán)境監(jiān)測中對含油量的測定起到了至關(guān)重要的作用。本文將就紅外測油儀的工作原理，檢測方法以及影響紅外測油儀檢測結(jié)果的因素進(jìn)行簡要的闡述與分析。

關(guān)鍵詞：紅外測油儀；環(huán)境監(jiān)測；原理；檢測

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，環(huán)境污染變得日益嚴(yán)重，油污染是環(huán)境污染的一個重要組成部分。眾所周知，油和水是互不相容的兩種液體，油的密度比水小，所以油就會漂浮在水面上，影響到水中氧氣的交換，水中的微生物在分解水中的油時需要耗水中的氧氣，從而就會導(dǎo)致水質(zhì)變差。為了更好地保護(hù)環(huán)境，我們需要對水中的含油量進(jìn)行監(jiān)測，預(yù)防油類物質(zhì)污染水體。

為了能更加準(zhǔn)確地檢測含油量，需要選擇合適的檢測方法。目前，測定水中含油量的方法有很多，有重量法、比濁法、氣相色譜法、電阻法、熒光法、紫外分光光度法等。但這些方法都不如紅外分光光度法，紅外分光光度法在測定含油量時結(jié)果更加的準(zhǔn)確且不受油品成分結(jié)構(gòu)的限制，是與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的國家標(biāo)準(zhǔn)首選方法。

1 紅外測油儀的工作原理

要研究一臺儀器，首先要理解它的原理。紅外測油儀的原理就是首先將廢水中的油萃取到四氯化碳中，然后通過紅外分光光度計來測定吸光度，最后將吸光度轉(zhuǎn)化為濃度即可得到水中油的含量。用一束指定波長范圍的紅外光線照射樣品時，如果樣品物質(zhì)分子中某一個鍵的振功頻率和它一樣，該鍵就會吸收紅外線而增加能量，振動就會加強(qiáng)；如果樣品物質(zhì)分子中沒有同樣頻率的鍵，紅外線就不會被吸收，振動就不會加強(qiáng)。通過樣品吸收池的紅外線，有的區(qū)域較強(qiáng)，有的區(qū)域較弱，從而產(chǎn)生了紅外吸收光譜。根據(jù)朗伯比爾定律：光被吸收的強(qiáng)弱與被測物質(zhì)的濃度成比例，光的吸收強(qiáng)弱用吸光度A表示，通過計算油類物質(zhì)的特征吸收波長2930cm-1（CH2基團(tuán)中的C-H鍵的伸縮振動）、2960cm-1 （CH3基團(tuán)中C-H鍵伸縮振動）和3030cm-1 （芳香環(huán)中C-H鍵的伸縮振動）下的吸光度A2930、A2960、A3030。再通過朗伯比爾定律：光被吸收的強(qiáng)弱與被測物質(zhì)的濃度成比例，將吸光度轉(zhuǎn)化為含油量。其計算公式為：含油量=X*A2930+Y*A2960+Z*（A3030-A2930/F），其中X、Y、Z、F分別是上述波長的校正系數(shù)，和儀器的特性相關(guān)。

2 用紅外測油儀測定水中的油類物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法

理解了紅外測油儀的工作原理以后，就可以根據(jù)原理來進(jìn)行測定水中油類物質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)了，油類物質(zhì)包括石油類和動植物油。本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容包括萃取前處理、萃取、吸附、測定四個步驟。

2.1萃取前處理

對待測對象要先進(jìn)行取樣，我站采用廣口采樣瓶進(jìn)行采樣。采完樣后，向水樣中加入1：3的鹽酸，使得水樣的PH值≤2。將水樣充分搖勻，然后慢慢倒入射流瓶中，再量取50mL四氯化碳萃取劑分兩次將采樣瓶洗滌后轉(zhuǎn)入到射流瓶中，等待萃取。

2.2萃取

打開射流萃取器電源開關(guān)，讓四氯化碳和水樣通過射流瓶尾部細(xì)孔全部吸到射流瓶中再由射流瓶中流回射流瓶尾部，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行三次，使得四氯化碳與水樣能夠充分接觸，達(dá)到充分萃取的目的。靜置2分鐘以上，液體分層以后擰開排液閥即可得到萃取液。

2.3吸附

GB/T16488-1996《水質(zhì) 石油類和動植物油的測定紅外光度法》對石油類的定義是用四氯化碳萃取，不被硅酸鎂吸附的物質(zhì)；動植物油的定義為用四氯化碳萃取，被硅酸鎂吸附物質(zhì)。用四氯化碳萃取后得到萃取液，再用硅酸鎂將萃取液進(jìn)行吸附處理以后得到吸附液。

2.4測定

將萃取液與吸附液轉(zhuǎn)移到適當(dāng)光程的的比色皿中，再將比色皿放入紅外分光光度計中，測定其在3030cm-1、2960cm-1、2930cm-1三點(diǎn)處的吸光度，最后由計算機(jī)根據(jù)含油量的公式計算出含油量。

3 紅外測油儀檢測結(jié)果的影響因素分析

通過總結(jié)平時工作中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將檢測過程中常常遇到的影響檢測結(jié)果的因素歸類如下：

3.1水樣的PH值

四氯化碳在PH值≤2的條件下才能夠充分地將水樣中的油類物質(zhì)完全地萃取出來，所以在萃取之前要用PH試紙檢驗(yàn)水樣在加入鹽酸之后是否達(dá)到PH值≤2這個條件。水樣的PH值偏高將會影響檢測結(jié)果。

3.2萃取后是否靜置2min以上

萃取結(jié)束后不充分靜置會導(dǎo)致萃取液中混有水分，轉(zhuǎn)移到比色皿后會導(dǎo)致比色皿中含有小水珠而影響吸光度，從而影響檢測結(jié)果。所以在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)靜置足夠的時間，保證四氯化碳與水充分分層。

3.3儀器使用環(huán)境的影響

儀器所處的環(huán)境的溫濕度變化較大的話會影響儀器的穩(wěn)定性，從而影響測定出來的濃度值。實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意環(huán)境溫濕度的變化以保證儀器能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4比色皿污染對檢測結(jié)果的影響

為了確保比色皿不被其他物質(zhì)污染，在檢測之前我們應(yīng)用四氯化碳少量多次潤洗石英比色皿。比色皿因?yàn)殚L期使用，極易附著雜質(zhì)，在使用以后需要對其進(jìn)行徹底的清洗，清洗以后再晾干備下次使用，如果不潤洗或清洗不干凈將會影響檢測結(jié)果。

3.5四氯化碳揮發(fā)對檢測結(jié)果的影響

四氯化碳具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，特別是在炎熱的夏天更容易揮發(fā)，影響檢測結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該及時對萃取液和吸附液進(jìn)行測定以防止四氯化碳揮發(fā)影響檢測結(jié)果。根據(jù)實(shí)際需要，夏天溫度過高可以安裝空調(diào)來適當(dāng)降低溫度。

3.6檢測過程中帶進(jìn)污染物會影響檢測結(jié)果

在測定地表水含油量的時候，地表水的含油量比較低，如果在測定過程中儀器沒有清洗干凈或者是手上沾有其他的油類物質(zhì)，就會帶到水樣中來，導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高。所以在實(shí)驗(yàn)過程中我們應(yīng)將用到的玻璃容器以及我們的手清洗干凈。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染變得越來越嚴(yán)重。我們在注重經(jīng)濟(jì)增長的同時也不能忽視對環(huán)境的保護(hù)。油是我國實(shí)行污染物達(dá)標(biāo)排放總量控制的項目之一，我們應(yīng)該做好對油類物質(zhì)的檢測。本文通過簡要介紹紅外測油儀的工作原理，進(jìn)而闡述了紅外測油儀測量水體中油類物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法和步驟，最后歸納了日常實(shí)驗(yàn)過程中常見的幾個影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，并提出對策，以期為今后提升檢測水平提供參考！

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