红外分光光度法测定水质中石油类和动植物油的分析

周 舒 邵 楠 姜益善

(1.扬中市环保服务中心，江苏 镇江 212200； 2.国电环境保护研究院，江苏 南京 210031)

近几年，随着HJ 637—2012石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法的颁布与执行，在实际环境监测工作中，石油类和动植物油的测定方法，已基本上统一为三波长红外分光光度法和非分散红外法。在多年的实验室分析与化验工作实践中，虽然感受到该方法有很多优点，但也能够深刻体会到,由于该方法大量使用有毒试剂四氯化碳，其对人体所产生的危害，以及对环境造成的二次污染，是一个值得认真探讨并需要解决的问题。

1 萃取剂的危害、防护及回收利用现状

测试与化验方法中，采用四氯化碳作为采取剂。四氯化碳是一种生物难降解有机氯化合物，对生物具有极大的毒性，化学性质稳定，因而对生态环境造成长期的危害。四氯化碳是破坏臭氧层的污染物，根据“蒙特利尔公约”，我国已经禁止出口四氯化碳。

由此可见，四氯化碳是一种对生物和环境危害极大的化学物质。而目前，国标在油类测定中仍采用四氯化碳作为萃取剂。因此，在监测工作中，化验人员必须讲究科学的工作态度，操作时在通风橱内进行，配戴乳胶手套，谨慎小心，尽量避免吸入或皮肤接触。同时，还要有良好的职业道德，使用过的四氯化碳不随便倾倒，也不能焚烧，回收到废液瓶中，密封保存。

目前，对于大多数实验室来说，废四氯化碳怎样处置，还是一个难以解决的问题[1,2]。由于红外分光光度法测定油类，对四氯化碳的纯度有特定的要求，化验室简单的蒸馏，达不到要求的纯度，而四氯化碳特殊的化学性质，也使其无法焚烧处置。由于缺乏专门的回收部门，因此如何处置四氯化碳废液就成为困扰分析与化验实验室的一个令人头痛的问题[3,4]。据了解，目前在大多数实验室，四氯化碳废液，只能是随着时间的推移，慢慢挥发到空气中。因此，四氯化碳废液的回收再利用或无害化处理是一个亟待解决的问题。

2 分析工作中萃取剂四氯化碳的用量及流失量

为了说明测油过程中四氯化碳的用量和流失量,按照方法规定，作如下的实验：

1)取500 mL自来水倾入射流萃取器中，加盐酸酸化至pH≤2，加入20 mL四氯化碳，射流萃取1 min，静置分层后，将萃取液经已放置约10 mm厚度无水硫酸钠的玻璃砂芯漏斗流入50 mL容量瓶内，用20 mL四氯化碳重复萃取一次。取10 mL四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗，洗涤液一并流入容量瓶内。用移液管移取四氯化碳稀释至标线，准确记录移液管加入的四氯化碳体积V1。

2)分取25 mL四氯化碳，通过硅酸镁吸附柱，滤出液全部接入25 mL容量瓶内。用移液管移取四氯化碳标线，准确记录移液管加入的四氯化碳体积V2。

以上两次实验结果详见表1。

表1 四氯化碳用量及挥发量

由表1可以看出，测定一个样品，四氯化碳的最少用量为76 mL，其中进入水相、无水硫酸钠及硅酸镁试料粘附和挥发到空气中的四氯化碳体积要达到38 mL。由此可见，在测油大量使用四氯化碳的过程中，有1/2的量不可回收而进入环境，这是一个不容忽视的量。以某年的测试结果为例，实验室共做石油类和动植物油样品184个，由此可以计算出四氯化碳年流失量约为7 000 mL，约11.2 kg。

按照全国300多个地级市及以上环境监测站来估算，因测油的四氯化碳年流失总量就约达到3.7 t。另外，加上全国约3 000多个三级环境监测站,以及还有很多相关的实验室，那么，可以估算整个环境监测系统相关的仅测油一项四氯化碳年流失总量将达到几十吨。所以根据污染物累积效应，长期流失到环境中的四氯化碳的数量非常大。由于四氯化碳难降解，在自然环境中能够长期稳定地存在，因而对环境造成的危害是极大的。

3 环境样品的监测结果与局限性分析

3.1 环境样品的监测结果

根据调研某地级市的一个完整年份地面水和废水重点污染源石油类、动植物油监测结果统计见表2。

表2 某地级市地面水、废水重点污染源石油类、动植物油监测结果统计 mg/L

从表2统计结果来看，该完整年份共监测地面水样品94个，结果均未检出(<0.03 mg/L)。

重点污染源共监测样品56个，其中石油类监测样品30个，动植物油监测样品26个。石油类样品监测值大于20 mg/L的9个，其余21个样品监测值均小于10 mg/L，并且监测值在小于0.3 mg/L～3.41 mg/L之间的样品19个。动植物油26个样品的监测结果最大值为9.32 mg/L，其中24个样品的监测结果在小于0.3 mg/L～2.90 mg/L之间。

以上统计结果表明，调研的该地级市地面水中石油类均未检出，说明在这些水体中，没有受到石油类物质的明显污染。重点污染源中，动植物油含量均远低于评价标准30 mg/L；石油类的样品70%监测结果远低于评价标准。几年的监测结果表明,超过评价标准(20 mg/L)的9个样品，主要集中在市区四个企业。

3.2 方法局限性分析

由于红外分光光度法测定的石油类和动植物油均是一种能被四氯化碳萃取的混合物的含量，因此有时水样的直观和监测结果有较大出入时，经常会使分析人员产生一种疑惑：测出的结果虽然是方法中定义的石油类或动植物油的含量，但它们是否能真正代表“油”的含量。针对这一情况，作如下实验：

称取70 g优质大米，用500 mL蒸馏水洗涤，然后把500 mL洗涤液转移到分液漏斗中，用四氯化碳萃取，测定总萃取物(石油类和动植物油含量之和)含量达4.88 mg/L。

以上实验可以说明，红外分光光度法测定石油类和动植物油存在一定的局限性，方法本身实际上测定的是四氯化碳萃取物的含量，并不一定能真正反映出“油”的含量。在工作中，也发现有些化工企业，在工艺中不使用“油”，但测出的“石油类”含量却很高，分析原因，主要是含有一些可被四氯化碳所萃取的有机物所致。因此，有时出报的监测结果，会给管理部门以误导，在这样的情况下，可能有针对性地测定某些有机物更能说明问题。

4 相关建议

根据常年的实践工作经验，以及相关的理论分析和类比分析，针对红外光光度法测定水质中石油类和动植物油提出以下建议：

1)四氯化碳废液应有专门的机构回收处置，这样既对保护环境有利，又可节省资源，实现节能减排。鉴于监测部门很难联系到回收四氯化碳废液的机构，建议行政管理部门指定四氯化碳供应厂家对四氯化碳废液强制回收。

2)在无法统一回收的情况下，建议监测部门以及相关实验室购置专门的四氯化碳蒸馏装置，自行回收利用。

3)在确定测定石油类和动植物油项目时应有针对性，要重点加强超标企业的监督监测，而对于常年监测结果均为未检出的地面水以及石油类和动植物油含量长期监测结果较低的企业，建议降低监测频次，避免流失的四氯化碳可能造成更大的环境污染。

4)必要时，应在出报石油类和动植物油的监测结果的同时，增加对样品的描述内容，以避免引起结果分析上的偏差。

参考文献：

[1] 张雪容,林燕春,叶 欣,等.石油类和动植物油测定中萃取设备与脱水方法的改进[J].中国环境监测,2011,27(1):27-29.

[2] 吉晓敏.红外分光光度法测定石油类萃取方法的改进[J].环境研究与监测,2007,20(2):19-20,33.

[3] 潘 蓉.红外分光光度法测定水质中石油类和动植物油[J].泸天化科技,2006(3):217-218.

[4] 吴震球.影响红外分光光度法测定地表水中石油类实验室测量结果的探讨[J].化学工程与装备,2009(7):192-194.