油污土壤中石油烃含量测定方法探究

卢飞龙

（深圳市国恒检测有限公司，广东 深圳 518101）

石油及其副产品在人类日常生产生活中得到了大范围的应用，而在其应用过程中，不可避免的会产生各种烃类或非烃类污染物。石油烃类污染物又可称之为石油烃，其具有较强的毒害性，对水、植物、土壤均具有较大的影响。这种情况下，探究土壤中石油烃类污染物含量测定方法就具有非常重要的意义。

1 实验部分

1.1 试剂

红外分光光度法专用环保型四氯化碳；优级纯石油醚（沸程30.0～60.0℃）；色谱纯正己烷；色谱纯三氯甲烷；无水硫酸钠；分析纯二氯甲烷；分析纯环己烷；红外分光测油仪用标准溶液；石油烃类标准储备溶液（1000.0mg/L）。

1.2 仪器设备

ASE-350 型快速溶剂萃取仪；AL300 电子天平；KQ-300B 型超声清洗器；RE52-100 型旋转蒸发仪；OIL-500 型红外分光测油仪；X-H350B 型超声——微波组合萃取仪；WSZ-600-B 离心机。

1.3 模拟石油及副产物污染土样制备

试验土样选择石油及其副产物区域上游没有受到石油及其副产物污染的土样[1]，将土样在自然环境中晾干后，经0.20m 筛反复抽提至无目标产物检出。随后将事先准备的石油烃类标准溶液，与石油醚均匀搅拌0.50h。同时与自然晾干土样均匀混合，放置在通风橱内将石油醚完全挥发[2]。最后可以获得理论层面上质量分数一定的模拟石油及其副产物污染土样。

1.4 萃取过程

1.4.1 快速溶剂萃取

取事先制备的石油及其副产物污染土样2g（精确至0.01g）与其体积一致的无水硫酸钠混合。在1.03×107Pa 压力环境下，控制萃取温度为100.0℃，利用丙酮-二氯甲烷（1+1）快速萃取液进行四次循环萃取。同时利用氧气吹扫0.75min。在萃取完毕之后，将萃取液放置在35.0℃旋转蒸发仪内，蒸干后，用少量四氯化碳多次溶解残渣于10mL 容量瓶中，用四氯化碳定容。随后利用OIL-500 型红外分光测油仪进行测试。

1.4.2 索氏萃取

称取2g（精确至0.01g）已制备好的污染土样，加入与其体积相同的无水硫酸钠。随后利用定量滤纸，将土样包裹之后放置在索氏提取器提取筒内。在圆底烧瓶内加入40mL 二氯甲烷及若干粒沸石。在电炉内加热至液体微微沸腾，索式萃取0.5d。将萃取后溶剂放置在旋转蒸发仪内蒸干。随后在常温下冷却，用少量四氯化碳多次溶解残渣于10mL 容量瓶中，用四氯化碳定容。同样的方式制作五个平行样品。用OIL-500 型红外分光测油仪进行测试。

1.4.3 超声萃取

称取2g（精确至0.01g）已制备好的污染土样，加入与其体积一致的无水硫酸钠，混合均匀后静置0.5h，在20.0mL 离心管内添加6.0mL 二氯甲烷。混合均匀后在X-H350B 型超声——微波组合萃取仪内超声15.0min。随后以25000.0r/min 速度，在WSZ-600-B 离心机内离心600s。重复一次后合并上清液，在旋转蒸发仪内（54.0℃）内蒸发0.5h。将溶剂引入10mL 容量瓶中，用四氯化碳溶液定容。用OIL-500 型红外分光测油仪进行测试。

1.4.4 微波萃取

称取2g（精确至0.01g）已制备好的污染土样，与等体积无水硫酸钠混合。在微波萃取罐内与12.0mL 二氯甲烷混合。随后将萃取罐放入XH350B 型超声——微波组合萃取仪内，预热300.0s，在90.0℃环境中萃取600.0s。随后以2500.0r/min 速度，在离心机内离心600.0s。放入旋转蒸发仪内蒸发后在10mL 容量瓶内定容。随后进行红外测量。

1.5 红外测定过程

事先启动OIL-500 型红外分光测油仪，调整仪器工作温度至5.0～35.0℃；以专用环保型四氯化碳作为空白对照，设定工作时间温度变化幅度在每

8.0 小时5.0℃以下；扫描速率为每次30.0s～60.0s 之间；设定波数范围在2941.0～4167.0nm 之间。

2 结果与讨论

2.1 石油污染土壤中石油烃类污染物萃取方法选择

利用超声萃取、快速溶剂萃取、索氏萃取、微波萃取，对模拟石油及其副产物污染土壤样品进行萃取。随后利用OIL-500 型红外分光测油仪进行测试，平行试验五次后，得到的不同萃取方法下萃取结果如表1 所示：

表1 石油及其副产物污染土壤中石油烃类物质不同萃取方法下萃取结果（n=5）

由表1 数据可知，由于部分半挥发性石油烃类物质在微波环境下损耗，导致上述四种方法中微波萃取率较低，且萃取时间较长；而超声萃取率、索式萃取率低于快速溶剂萃取方法。且相较于传统索式萃取而言，快速溶剂萃取重复性较好，萃取时间较短[3]。

2.2 快速溶剂萃取——红外分光光度单因素实验

首先，控制其他实验条件不变，调整萃取温度分布至60.0℃、100.0℃、140.0℃。进行红外测量。得出：在60.0℃至100.0℃范围内，随着萃取温度的上升石油及其副产物污染土样中石油烃类物质萃取率也不断升高[4]。并在100.0℃上升至最高值，为95.2%，随后随着温度的上升不断下降。确定快速溶剂萃取最佳温度为100.0℃。

其次，控制其他实验条件不变，分别利用正己烷、丙酮-二氯甲烷（1+1）快速萃取液、四氯化碳、丙酮对石油及其副产物污染土样中石油烃类物质进行快速萃取。最终得出丙酮-二氯甲烷（1+1）快速萃取液对石油及其副产物污染土样中石油烃类物质萃取效率最高[5]。

再次，控制其他实验条件不变，调整氮气吹扫时间至40.0s、45.0s、50.0s。得出45.0s 时丙酮-二氯甲烷（1+1）快速萃取液对石油烃类物质萃取率最高。因此，选择氮气吹扫时间为45.0s。最后，控制其他实验条件不变，调整快速溶剂萃取时间分别至2.50min、5.0min、10.0min。得出在2.5min-5.0min 时间段内，随着静态萃取时间延长，石油及其副产物污染土样中石油烃类物质萃取率也不断上升。且在5.0min 时达到最大萃取率——95.2%。随后不断下降，由此可确定最佳静态萃取时间为5.0min[6]。

3 结论

通过对石油及其副产物污染土壤中石油烃含量进行测定，对比提取时间、提取效率、提取结果重复性，得出快速溶剂萃取法萃取效果较好。随后通过对快速溶剂萃取——红外分光光度进行单因素实验，得出丙酮-二氯甲烷（1+1）快速萃取液提取速率最佳。萃取时间为5.0min，氮气吹扫时间45.0s，萃取温度为100.0℃，石油及其副产物污染土样内石油烃类物质提取率可达到95.2%。