红外法测定水质石油类和动植物油类注意问题

2020-12-28 00:19李欣然牛娜
中国化工贸易·下旬刊 2020年6期

李欣然 牛娜

摘 要:随着社会经济发展和社会生活水平的不断提高,水体污染加剧,监测任务也逐步加重。石油类和动植物油类为水体监测一个重要指标。以四氯乙烯为萃取剂,采用红外法测定石油类和动植物油类。为了确保石油类和动植物油类监测的准确性和可靠性,通过样品采集和实验室分析过程阐述,并对样品采集和分析过程中应该注意的问题进行分析和探讨。

关键词:红外法;石油类;动植物油类;四氯乙烯

随着社会经济发展和社会生活水平的不断提高,能源消耗日益增加,水体污染加剧。油类的污染不可被忽视。油类在水中进行好氧分解,消耗水体中氧的含量;油类在水中形成一层油膜,阻隔水体与空气的接触,影响水体自净作用。因此油类的监测对了解水体石油类和动植物类污染具有重大意义。

油类主要包含石油类和动植物油。目前常用石油类和动植物油类的测定方法有红外法、紫外法、重量法、荧光法、气相色谱法、中红外激光光谱法等[1],废水和生活污水石油类和动植物油的监测常用的为红外法[2-3],萃取剂常用有四氯化碳、四氯乙烯、三氟乙烷、三氟三氯乙烷、二硫化碳和S-316、H-997等[4]。四氯乙烯具有毒性低、挥发性小、对环境影响小等特点[5],因此通常用四氯乙烯作为萃取剂。

1 方法原理

采集水样在酸性条件下(pH≤2)用四氯乙烯进行萃取,萃取液测定为总油,将萃取液经过硅酸镁吸附柱吸附动植物油等极性物质后测定为石油类。两者差值为动植物油类。

2 实验仪器及试剂

实验试剂:四氯乙烯(红外测油专用试剂)、硅酸镁(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯)、1000mg/L石油类标准溶液(市售)

实验仪器和器皿:红外分光测油仪,OIL460型,北京华夏科创仪器技术有限公司;调速多用振荡器,HY-4金坛市荣华仪器制造有限公司;马弗炉SX-4-10,上海胜启仪器仪表有限公司。实验室常规玻璃器皿。

3 测定方法

①采样前准备:将采样瓶(棕色玻璃瓶)用四氯乙烯清洗,并置于通风处干燥;

②实验前准备:将实验所用玻璃器皿用四氯乙烯清洗,置于通风处干燥。将使用的玻璃棉浸入四氯乙烯中,隔日取出干燥。将浸泡的四氯乙烯溶液上机测定,如超出方法检出限,重复上述步骤,直至浸泡溶液测定结果小于方法检出限为止;

③采样时,要用特定油类专用采样器,以免样品采集时造成样品污染。样品采集后应立即加入盐酸,以减少水中能够消耗油类的微生物。如当日不能完成实验分析,应将样品冷藏保存;

④曲线的配置及测定。配置曲线的比色管或容量瓶应使用同一型号批次,以减小曲线配置过程中产生的误差。曲线配置:使用市售1000mg/L标准溶液,取0,0.5mL,1mL,2mL,4mL,5mL于50mL容量瓶中,用四氯乙烯定容至刻度线,配成含油浓度为0,10mg/L,20mg/L,40mg/L,50mg/L,80mg/L,100mg/L。曲线测定:将上述各浓度样品上机进行测试,得曲线为y=1.4499+1.0094(R值为0.9995)。若R值小于0.9990,曲线应重新配置;

⑤四氯乙烯检验:将四氯乙烯上机测试,测得四氯乙烯在波长为2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处测得的吸光度为0.0022、0、0,未超过0.34、0.07、0,符合《水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法》(HJ 637-2018)要求;

⑥样品前处理:萃取:采样瓶中样品倒入1000mL分液漏斗内,用50mL四氯乙烯洗涤采样瓶,将采样瓶中洗涤液倒入分液漏斗,充分振摇2min,静置分层。在振摇过程中要经常放气。如液面上有未沉降的四氯乙烯液滴,则延长静置时间,用手拍打分液漏斗瓶壁,使其沉降至四氯乙烯层。溶液若有乳化现象则加入10g氯化钠于分液漏斗内,溶解摇匀进行破乳。过滤:在玻璃漏斗中放入玻璃棉,将经高温(550℃)灼烧后无水硫酸钠放置于漏斗内,将50mL容量瓶置于漏斗下方。将四氯乙烯层通过无水硫酸钠将残余水分吸附后进入50mL容量瓶中。过滤过程中,常用玻璃棒輕压无水硫酸钠,如表面结块,则在其上重新铺一层无水硫酸钠。再取约5mL四氯乙烯清洗无水硫酸钠,将无水硫酸钠残留的四氯乙烯压入容量瓶中,最后定容。将水层倾倒至1000mL量筒中记录水样体积。石油类样品制备:将部分四氯乙烯萃取液置于装有5g经过高温(550℃)灼烧后硅酸镁三角瓶中,盖好玻璃塞。将三角瓶置于振荡器上振荡20min后取下。将玻璃棉置于玻璃漏斗中,将25mL容量瓶置于漏斗下方。将三角瓶中溶液缓慢倒入玻璃漏斗中,将溶液过滤至25mL容量瓶中;

⑦样品测定:将两份样品分别上机测定,一份测定为总油,另一份测定为石油类,用总油减去石油类得到动植物油;

⑧空白样品:取500mL蒸馏水加盐酸酸化后按上述实验步骤进行测定。测定空白结果应小于方法测定下限;

⑨废液处理:实验采用有机溶剂进行萃取,实验结束后产生的废液应倾倒于废液瓶内并加水液封,放置于特定废液存放间,定期委托有资质单位进行处置。

4 样品采集和分析过程注意问题

①采样瓶和采样器必须独立使用,并将废水采样瓶和生活污水等采样瓶分开,避免采样时交叉污染。样品采集后应立即加酸酸化,使pH≤2。如不能当日分析,则于0~4℃冷藏保存,以免水中部分微生物将油类分解造成数据不准确。采样瓶的洗涤不应使用洗涤剂清洗,而是使用四氯乙烯等溶剂进行洗涤;

②采样和实验分析过程中,人员应佩戴手套,避免手上油脂污染样品;

③实验采用四氯乙烯为萃取剂,四氯乙烯的质量直接决定石油类和动植物油类的测定结果。四氯乙烯不应使用分析纯或优级纯,应采用红外测油专用试剂或环保专用试剂。要对每一批次的四氯乙烯进行检验,不同批次四氯乙烯不应混合使用;

④由于工业废水和生活污水中污染物种类复杂,在油类萃取过程中可能会发生乳化现象对样品萃取造成干扰,此时需要加入破乳剂以减少乳化现象。可采用氯化钠或乙醇等破乳剂进行破乳,也可将萃取液置于离心管中采用离心方式进行破乳[6];

⑤实验所用玻璃器皿干洁程度对样品测定有一定影响。在测试过程当中应保证玻璃器皿干洁无水。测定时,将石英比色皿用四氯乙烯清洗2-3次,并用镜头纸擦净,保持比色皿清洁。将玻璃器皿及石英比色皿同其他分析实验所使用玻璃器皿及石英比色皿分离,避免交叉污染对测定结果造成影响;

⑥上机测试前,应将红外分光测油仪开机预热30min,

使仪器的光电路稳定后再进行测量,以免测定的结果不稳定;

⑦空白实验结果主要受试剂纯度、玻璃器皿干洁程度、实验环境的温湿度、红外分光测油仪稳定性及仪器周边是否有电流干扰等条件影响。实验过程中注意这些问题使得空白值小于方法测定下限;

⑧上机测定时,结果如超出曲线范围,应将萃取液稀释后测定,尽量使测定结果处于曲线中间位置;

⑨如测定样品石油类和动植物油类数值较小,也可配置浓度范围较小曲线,以便测定更为准确。

参考文献:

[1]殷惠民,张辉,李玲玲,董亮,刘金林,钮珊.水环境中石油类物质分析方法探讨[J].化工环保,2017,37(1):25-29.

[2]王慧梅.水质石油类和动植物油类监测过程注意事项[J].当代化工研究,2017,(12):65-67.

[3]黄钟霆,彭锐,于磊.红外分光光度法测定水体中石油类及萃取剂的选择[J].光谱实验室,2010,27(2):656-657.

[4]陈燕.水中油类测定方法对比探讨[J].资源节约与环保,2020(1):70.

[5]刘雅.红外法测定水中石油类萃取剂四氯化碳替代物的研究[J].环境保护与循环经济2018(7):65-67.

[6]程毅,李庆云,叶挺进.离心法破乳在测定石油类项目中的应用[J].中国给水排水,2008,24(16):91-92.