紅外測(cè)油儀在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

吳德景

摘要： 隨著我國(guó)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(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。油是我國(guó)實(shí)行污染物達(dá)標(biāo)排放總量控制的項(xiàng)目之一，水中油類物質(zhì)的測(cè)定就變得十分重要。紅外分光光度法是測(cè)定水中油類物質(zhì)含量的重要方法之一，因而紅外測(cè)油儀在環(huán)境監(jiān)測(cè)中對(duì)含油量的測(cè)定起到了至關(guān)重要的作用。本文將就紅外測(cè)油儀的工作原理，檢測(cè)方法以及影響紅外測(cè)油儀檢測(cè)結(jié)果的因素進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述與分析。

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

0 前言

隨著我國(guó)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(gè)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(huì)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(shí)需要耗水中的氧氣，從而就會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)變差。為了更好地保護(hù)環(huán)境，我們需要對(duì)水中的含油量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)防油類物質(zhì)污染水體。

為了能更加準(zhǔn)確地檢測(cè)含油量，需要選擇合適的檢測(cè)方法。目前，測(cè)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(cè)定含油量時(shí)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)首選方法。

1 紅外測(cè)油儀的工作原理

要研究一臺(tái)儀器，首先要理解它的原理。紅外測(cè)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(jì)來測(cè)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(zhǎng)范圍的紅外光線照射樣品時(shí)，如果樣品物質(zhì)分子中某一個(gè)鍵的振功頻率和它一樣，該鍵就會(huì)吸收紅外線而增加能量，振動(dòng)就會(huì)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(huì)被吸收，振動(dòng)就不會(huì)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(cè)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(jì)算油類物質(zhì)的特征吸收波長(zhǎng)2930cm-1（CH2基團(tuán)中的C-H鍵的伸縮振動(dòng)）、2960cm-1 （CH3基團(tuán)中C-H鍵伸縮振動(dòng)）和3030cm-1 （芳香環(huán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng)）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(cè)物質(zhì)的濃度成比例，將吸光度轉(zhuǎn)化為含油量。其計(jì)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(zhǎng)的校正系數(shù)，和儀器的特性相關(guān)。

2 用紅外測(cè)油儀測(cè)定水中的油類物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法

理解了紅外測(cè)油儀的工作原理以后，就可以根據(jù)原理來進(jìn)行測(cè)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(dòng)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(cè)定四個(gè)步驟。

2.1萃取前處理

對(duì)待測(cè)對(duì)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(dòng)植物油的測(cè)定紅外光度法》對(duì)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(dòng)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(cè)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(jì)中，測(cè)定其在3030cm-1、2960cm-1、2930cm-1三點(diǎn)處的吸光度，最后由計(jì)算機(jī)根據(jù)含油量的公式計(jì)算出含油量。

3 紅外測(cè)油儀檢測(cè)結(jié)果的影響因素分析

通過總結(jié)平時(shí)工作中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將檢測(cè)過程中常常遇到的影響檢測(cè)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(gè)條件。水樣的PH值偏高將會(huì)影響檢測(cè)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(huì)導(dǎo)致萃取液中混有水分，轉(zhuǎn)移到比色皿后會(huì)導(dǎo)致比色皿中含有小水珠而影響吸光度，從而影響檢測(cè)結(jié)果。所以在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)靜置足夠的時(shí)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(huì)影響儀器的穩(wěn)定性，從而影響測(cè)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(duì)檢測(cè)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(cè)之前我們應(yīng)用四氯化碳少量多次潤(rùn)洗石英比色皿。比色皿因?yàn)殚L(zhǎng)期使用，極易附著雜質(zhì)，在使用以后需要對(duì)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(rùn)洗或清洗不干凈將會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。

3.5四氯化碳揮發(fā)對(duì)檢測(cè)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(cè)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該及時(shí)對(duì)萃取液和吸附液進(jìn)行測(cè)定以防止四氯化碳揮發(fā)影響檢測(cè)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(cè)過程中帶進(jìn)污染物會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果

在測(cè)定地表水含油量的時(shí)候，地表水的含油量比較低，如果在測(cè)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(huì)帶到水樣中來，導(dǎo)致檢測(cè)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(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染變得越來越嚴(yán)重。我們?cè)谧⒅亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)也不能忽視對(duì)環(huán)境的保護(hù)。油是我國(guó)實(shí)行污染物達(dá)標(biāo)排放總量控制的項(xiàng)目之一，我們應(yīng)該做好對(duì)油類物質(zhì)的檢測(cè)。本文通過簡(jiǎn)要介紹紅外測(cè)油儀的工作原理，進(jìn)而闡述了紅外測(cè)油儀測(cè)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(gè)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，并提出對(duì)策，以期為今后提升檢測(cè)水平提供參考！

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