紫外分光光度法測定養殖區海水油類問題的探討

馬琳　張秀妍

摘 要：目前海水增養殖區中油類監測采用的是紫外分光光度法。該方法中樣品的萃取、標準曲線、分析空白等因素能夠影響測定結果的準確性，通過實驗數據對上述因素進行了分析探討，總結了該方法在實驗過程中需要注意的問題。

關鍵詞：油類；紫外分光光度法；萃取；標準曲線；空白值；乳化層

石油類物質是各種烴類的混合物，海水中以乳化狀態存在，其含量是影響海水增養殖區環境質量的一項重要指標。目前，海水增養殖區水質油類分析的測定采用的是《海洋監測規范》[1]中紫外分光光度法，本文對使用紫外分光光度法（以下簡稱紫外法）測定海水中石油類物質的過程中所存在的問題及解決方法等做了簡要總結。

1 樣品的萃取

1.1 萃取溶劑的種類和純度要求

紫外法測定石油類物質常用的萃取溶劑有石油醚、正己烷。二者在使用前需要經過純化處理，而純化用的活性炭層析柱制備過程較為繁瑣。對于分析純正己烷的純化除了使用活性炭層析柱之外，也可使用濃硫酸萃洗，棄去酸層后用二次蒸餾水萃洗至透光率大于90%即可，有條件的實驗室也可直接購買高純度的正己烷，無需純化可直接使用。

1.2 萃取過程

萃取過程是石油類物質分析中的關鍵環節，它能直接影響分析結果的準確性和精密度，若方法不當將導致萃取失敗。因此在萃取過程中需要注意以下幾個問題：

（1）不能使用含油性的潤滑劑（如凡士林、丙三醇等）潤滑分液漏斗的旋塞處。可采用水潤滑，即拔出旋塞用水沖洗后塞上，反復旋轉幾次。但使用水作潤滑劑密封不夠好，旋塞不夠牢固，操作時要特別注意。

（2）首次萃取應將萃取溶劑放入采樣瓶中洗滌一次，避免遺漏樣品中部分附著在瓶壁的石油類物質，從而達到完全提取。

（3）萃取過程中要充分振蕩，平行樣間用力要一致，用力不能過于劇烈，避免萃取溶劑被乳化而趨于溶解狀態，影響分層效果，萃取時要注意放氣。

1.3 萃取溶劑用量與水樣量的比例

使用多大量的萃取溶劑能夠將海水樣品中的石油類物質完全提取出來，涉及到萃取溶劑使用量與水樣量分配系數問題。《海洋監測規范》中給出的比例是1∶25。為了在實驗中使用的萃取溶劑用量既能達到定量萃取的要求，又能節省萃取溶劑，做了如下實驗：取500 mL養殖區海水，使用不同量的正己烷在酸性條件下對水樣進行三次萃取，測定結果見表1。

《海洋監測規范》里給出紫外法測定石油類的檢出限為3.5×10-3mg/L，小于檢出限則為未檢出。從表1可以看出500 mL海水用5 mL正己烷萃取了三次還沒有萃取完全，用10 mL正己烷萃取兩次可達到要求，用20 mL和30 mL正己烷萃取一次即可達到要求。因此對于清潔的海水樣品，一般使用20 mL正己烷萃取一次即可達到分析要求，對于污染嚴重的海水樣品，一般需使用 20 mL以上正己烷多次萃取亦可滿足要求。

2 標準曲線的穩定性

使用國家海洋環境監測中心提供的油標準物質，連續五天分別做了高、低兩種濃度系列的標準曲線，其測定結果見表2和表3。

從表2和表3的數據可以看出，五天中無論低濃度還是高濃度系列標準曲線各個濃度點吸光值相對標準偏差均在5%以內，精密度良好，但低濃度區域相對于高濃度區域吸光值變異要大，這說明低濃度區域吸光值不穩定，而高濃度區吸光值相對穩定。兩種濃度系列的曲線方程的斜率相對標準偏差亦在5%以內，比較穩定，而曲線截距主要受空白值影響較大。

因此，在實際工作中，低濃度系列標準曲線在每次測定樣品前，最好都重新配制，高濃度系列標準曲線無需每次配制，但測定樣品前要進行高、中、低三種濃度點校準，如果相對差值在5%以內，則原標準曲線仍可使用。

3 分析空白

紫外法在測定海水中石油類時會發現有時使用實驗室蒸餾水配置的人工海水作為分析空白其測定值比海水測定值反而高，此時若仍用待測海水樣品測得的吸光度減去分析空白吸光度，計算含油量會出現負值，因此分析空白用水的質量會直接影響樣品的測定結果。

將實驗室蒸餾水分別經過活性炭、重蒸處理后，扣除試劑空白之后的吸光值測定結果見表4。

從表4可看出，使用未經處理的蒸餾水配置的人工海水作分析空白的吸光值最高，經過重蒸后的蒸餾水空白吸光值雖有降低，但降低程度不明顯，經活性炭處理后的蒸餾水，吸光值明顯降低，與娃哈哈純凈水吸光值接近。因此，使用經活性炭處理過的蒸餾水配置人工海水作為分析空白是可行的，而用重蒸餾法處理后并不能很好地降低空白值。

4 乳化層的消除

當海水中含有較多懸浮物和石油類物質時，常常會產生乳化現象，在萃取振蕩后會形成乳化層，使分層不明顯。對于乳化層的消除，可采用重復萃取、加入少量無水乙醇和離心等方式進行處理[2-4]。其中以加入少量無水乙醇的方式最為簡便，具體操作是在按通常方法，在正己烷萃取分出水層后，向萃取液中緩慢加入1 mL無水乙醇，邊加邊振搖，直至泡沫完全消失，靜置使之分層，將渾濁液棄去，其余操作相同。

取500 mL左右海水，按上述方法操作，分別測定加入無水乙醇前、后二者的吸光值，其測定結果見表5。

將兩組數據進行顯著性檢驗，計算t=0077，t（0.05，5）=2.571>t，兩組數據結果無顯著性差異，說明無水乙醇對石油類測定結果無明顯影響。因此，使用無水乙醇消除乳化層方法可行。

4 結論

綜上所述，采用紫外分光光度法測定海水中石油類的過程中應注意：

萃取溶劑可選擇石油醚和正己烷，但使用前必須保證其透光率在90%以上。

萃取過程中要注意分液漏斗的密封性，以免振蕩過程中漏液；要避免遺漏樣品瓶中的待測物質；振蕩時要掌握好用力程度，以免產生乳化現象。

對于較清潔的海水樣品，500 mL左右的樣品可一次用10 mL萃取溶劑萃取，共萃取兩遍，合并兩次萃取溶劑后進行測定；也可以一次性用20 mL萃取溶劑進行萃取，兩種方法都能夠保證將樣品中的石油類物質提取完全。對于污染樣品則要使用20 mL以上萃取溶劑進行提取。

低濃度系列標準曲線最好現用現配，而高濃度系列標準曲線在使用之前可用高、中、低三種濃度的標準溶液進行校正，若相對差值在5%以內，可使用原曲線對樣品進行測定。

使用活性炭處理過的蒸餾水能夠有效降低分析空白吸光值，能夠避免測定結果出現負值情況的發生。

當萃取過程中發生乳化現象時，最簡便的方法是向萃取液中緩慢加入無水乙醇，達到消泡目的，而不影響測定結果。

參考文獻：

[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB17378.4-2007 海洋監測規范 第4部分：海水分析[S].北京：中國標準出版社，2008

[2] 余儉，董錚.水中石油類測定破乳方法的改進[J].中國環境監測，2003，19（5）：41

[3] 張雅玲.水中石油類測定時乳化層的消除[J].環境監測管理與技術，2000，12（2）：38

[4] 程毅，李慶云，葉挺進.離心法破乳在測定石油類項目中的應用[J].中國給水排水，2008，24（16）：91-92

（收稿日期：2016-04-15；修回日期：2016-04-26）