紫外分光光度法快速测定废水中油含量的研究

朱 丹，孙世艳，廖绍华，田春梅

（大理学院农学与生物科学学院，云南大理 671003）

长期以来在水质监测中，油类是一项重要的监测项目，这是因为水中的油浮在水面，会影响水体与大气间的养气交换，而分散于水中以及吸附于悬浮颗粒上或以乳化状态存在于水中的油易被微生物氧化分解，并将消耗水中的溶解氧，从而导致水质恶化。此外，矿物油类中所含芳烃类虽然较烷烃类少得多，但其毒性要大得多，对水环境和人体健康有很大危害〔1-2〕。因此，监测水体中油的污染程度已成为水环境保护的重要工作。由于废水中油的成分比较复杂，无法用单一标准进行对照，此外不同地区、不同行业所产生的废水中的油类也不相同，不能以同种油标为标准进行分析测定，因此，废水中油类物质含量的测定问题是环境分析化学中一个古老、重要而又困难的问题〔3〕。

目前，对水质石油类和动植物油的国标测定多采用红外分光光度法，该方法测定结果重现性好，准确度高，但是所需仪器“红外分光光度计”价格昂贵，萃取过程繁琐、萃取剂毒性大、有时准确度偏低等问题〔4〕。而且该标准方法相对比较复杂，不能适应快速测定的要求。当前餐饮业迅速发展，动植物油的测定成为经常性测定项目，寻找一种快速、准确的测定方法是成为水质监测中的迫切需求〔5-6〕。

本文利用紫外分光光度计测定已知浓度的含油污水水样中石油类和动植物类油的方法，研究了不同油类对同一波长紫外吸收情况的差异，筛选出合适的萃取剂，以寻求提高实验室分析的准确度和精密度的分析步骤。

1 材料与方法

1.1试验材料

1.1.1 试验仪器 紫外可见分光光度计；旋转蒸发器；电子天平；磁力搅拌器；分液漏斗；玻璃砂芯漏斗等。

1.1.2 试验试剂 四氯化碳；正己烷；石油醚；硫酸；无水硫酸钠（300℃烘1 h后备用）；硅酸镁（300℃烘2 h后备用）。以上试剂均为分析纯。

1.2试验方法紫外分光光度法测定水中的油，是基于油中含有带有的共轭双键和苯环的芳香族化合物在紫外区有特征吸收为基础，通过测定具有共轭双键结构的物质的含量来确定环境水样中油的含量〔7-8〕。废水中油含量可通过郎伯-比尔光吸收定律计算得出：

其中，A为吸光度；k为吸光系数；b为光程；c为浓度。

2 结果与讨论

2.1萃取剂的筛选萃取剂是用来从水样中提取油的溶剂，提取能力越强的溶剂，标样测试的回收率则越高〔9-10〕。对于油类的测定，一般选用乙醚、石油醚、四氯化碳、正己烷等作为萃取剂。由于紫外分光光度法中用于测定的溶剂其测试波长处的透光率必须≥80%，而一般市售乙醚，由于带有芳烃，含有杂质，透光率远不及测定要求。因此以水作为参比，只测定正己烷，四氯化碳，石油醚在190～500 nm范围内的透光曲线。测定结果见图1。通过透光曲线可以发现石油醚、正己烷、四氯化碳由于带有芳烃或含有杂质，在200 nm内透光率都达不到测定要求。另外，由于四氯化碳毒性较大，因此为了提高透光率，只将正己烷与石油醚进行磺化、蒸馏及重蒸后再次做透光曲线。重蒸后的正己烷和石油醚纯度进一步提高，且正己烷透光度相对较高，测试波长处的透光值≥80%，因此选择正己烷作为萃取溶剂。该试验结果与万楚筠等人研究结果相同〔11〕。

图1 萃取剂在紫外区的透光曲线

2.2样品油溶液测定波长的确定与标准曲线的绘制为了确定不同油的正己烷溶液最大吸收波长和吸光系数，选取菜籽油、花生油、调和油、黑芝麻油等常用植物油和0＃柴油为试验对象，绘制扫描曲线。试验结果见图2-3。

从试验结果可以看出：菜籽油、花生油、调和油和黑芝麻油等植物油为脂肪酸甘油酯复杂混合物，属于极性物质〔12〕，其最大吸收波长位于195 nm附近；0#柴油则分别在193 nm和227 nm处有2个吸收峰。因此，为了避免将195 nm作为测定波长时植物油与矿物油所产生的相互干扰，在测定植物油时可以先测出总含油量，然后采用227 nm作为测试波长，测定柴油等矿物油的含量，两者之差即是植物油的含量。此外，考虑到国产紫外分光光度计的波长范围（如751或752型分光光度计），并综合考虑正己烷提纯后的透光率，因此将205 nm作为废水中油类物质的测试波长。

图2 植物油的正己烷溶液在190～200 nm间的波长扫描图

图3 0#柴油和黑芝麻油在紫外区的吸收图

在确定测定波长后，分别于205 nm、227 nm处绘制植物油与柴油标准曲线，并计算线性方程，结果见表1。从线性方程可以看出菜籽油、花生油、调和油的正己烷溶液浓度在0～50 mg/L，0#柴油的正己烷溶液浓度在0～25 mg/L时，吸光值与对应的油浓度符合朗伯-比尔定律。

表1 不同油的标准曲线数据

2.3紫外法的准确度、精密度实验为了验证本方法的准确度和精密度，取已知浓度的菜籽油，配成已知浓度的含油污水，使用正己烷作为萃取剂，试验结果见表2。从表2中的数据可以看出，紫外法测污水中油含量准确度高，相对误差不超过5%，变异系数不超过0.7%。

表2 紫外法准确度与精密度实验数据

2.4紫外法与红外法对比试验为了验证紫外分光光度法测定含油废水的可行性，试验采用某学校回族食堂的污水作为实验用水样，分别采用红外法与紫外法测定废水中的含油量。由于该食堂用油主要为菜籽油，故用紫外测定水样时采用菜籽油标准曲线进行计算。测定结果见表3。试验结果证明：紫外分光光度法测定废水中的油含量，方法可行，结果可靠。

表3 紫外法与红外法对比实验数据

3 结论

本试验对应用紫外分光光度法测定水中油含量进行了研究。通过透光率对萃取剂进行筛选，最终确定以正己烷作为萃取剂，并以205 nm和227 nm分别作为植物油和矿物油的测定波长。通过对精密度与准确度试验发现：以紫外分光光度法测定水中油含量，准确度及精密度均较高。在与红外法测定实际样品油含量的试验发现两种方法并无显著性差异。因此，用紫外分光光度法测定废水中油含量具有快速、简便的优点，测定结果准确可靠。

〔1〕国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法〔M〕.北京：中国环境科学出版社，2002.

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〔7〕庞艳华，丁永生，公维民.紫外分光光度法测定水中油含量〔J〕.大连海事大学学报，2002，28（4）：68-71.

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