紫外分光光度法測定水中石油類的實驗室方法驗證

郭玉 高原

（安徽省合肥生態環境監測中心，安徽 合肥 230031）

近年來，水環境污染越來越引起人們的重視，油類物質的污染也受到很大的關注。油類物質進入水體后，由于較難溶于水而且密度較低，一般會在水體表面形成油膜，阻礙了水和空氣中氧氣的交換，油類物質的降解也會消耗水中的溶解氧，導致水體嚴重缺氧，水質不斷惡化。石油類物質是反映水體有機污染程度的重要綜合指標。因此，水中石油類物質的測定是我國環境監測部門評價地表水水質和控制企業廢水排放的重要指標之一。

此前，我國環保行業在測定水中油時使用的唯一標準方法是紅外分光光度法（HJ 637-2012），該標準使用到的萃取劑為四氯化碳，有毒且危害環境，被國際蒙特利公約列為禁止使用的試劑。生態環境部于2018 年10 月發布了《水質石油類的測定 紫外分光光度法（試行）》（HJ 970-2018）,要求環境監測實驗室自2019 年1 月1 日起對地表水、地下水和海水均執行此標準。

一、實驗分析與結果

（一）實驗儀器與試劑

1.試劑

鹽酸（優級純）、無水硫酸鈉（分析純）、硅酸鎂（60-100 目）、無水乙醇（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；正己烷（色譜純）天津光復；實驗分析用水為去離子水。

2.標準物質

石油類標準貯備液（國家海洋環境監測中心1000mg/L）；石油類標準使用液（100mg/L，正己烷稀釋配制）；石油類質控樣品BW015、BW007（國家海洋環境監測中心）。

3.儀器設備

紫外可見分光光度計（日本島津UV1601）；振蕩器（吉林歐伊爾CQ-1000）；純水機（艾科浦AFZ-4001-U）。

（二）正己烷透光率

（HJ 970-2018）要求萃取劑正己烷在使用前需置于波長225nm 處，以水為參比，測定其透光率，要求大于90%。實測實驗用正己烷的透光率為91.6%，滿足使用需求。

（三）繪制標準曲線

準確移取0.00mL、0.25、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL 濃度為100mg/L 的石油類標準使用液于6 個25mL 容量瓶中，并用正己烷稀釋定容并搖勻。該標準系列濃度值分別為0.00mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、8.00mg/L、16.0mg/L。使用2cm 的石英比色皿，在225nm 波長下，正己烷作為參比測量吸光度。以石油類濃度（mg/L）為橫坐標，與之相對應的吸光度值為縱坐標繪制標準曲線。在不同時間內分別繪制了兩條標準曲線，其相關系數如圖1 和圖2 所示，結果表明，在0.00mg/L-16.0mg/L 曲線范圍內，兩條標準曲線回歸方程的相關性系數均在0.9995 以上，滿足標準（HJ 970-2018）規定相關系數≥0.999 的要求。

（四）空白實驗（純水/鹽酸酸化）

為了探究不同水樣對紫外法空白及檢出限的影響，本文分別將實驗室制備超純水和酸化后（加入鹽酸至PH<2）的超純水作為空白平行樣品，根據標準（HJ 168-2010）中的規定確定方法的檢出限。按照標準規定，對7 個空白樣品進行萃取、脫水、吸附、比色操作，將測量結果轉換為樣品中的質量濃度，計算7 個空白平行樣品的標準偏差（S）和方法檢出限（MDL）?？瞻灼叫袠悠返臏y定結果、標準偏差（S）和方法檢出限（MDL）見表2。

表1 空白實驗結果

其中MDL——方法檢出限,n=7 時，MDL=3.141*S；

N——樣品的平行測定次數；

t——自由度為n-1，置信度為99%時t 分布（單側）；

S——n 次平行測定的標準偏差。

（五）精密度與準確度測定

用石油類標準使用液（100mg/L）準確配制1.60mg/L、8.00mg/L、14.4mg/L 的標準點，每次樣品測定6 次，結果如表2 所示。對國家海洋環境監測中心標樣進行測定，本次實驗所用標準物質為正己烷中石油類，定值濃度分別為6.51mg/L（編號BW015 不確定度14%）、14.2mg/L（編號BW007 不確定度9%）、每次樣品測定6 次，結果如表2 所示。

表2 精密度與準確度測定實驗

（六）實際地表水樣品測定

在合肥市某河道斷面處采集地表水樣品，按照標準方法對樣品中石油類含量進行4 次平行測定，測定結果見表3。

表3 實際地表水樣品測定

二、分析和討論

（一）嚴格按照（HJ 168-2010）的方法要求，通過與標準方法的比對驗證，我們發現：（1）實驗用正己烷透光率為91.6%，滿足要求；（2）紫外法石油類在本實驗室標準曲線線性較好，不同時期曲線方程及線性較穩定，均超過9995；（3）將超純水和酸化后（加入鹽酸至PH<2）的超純水均作為空白平行樣品，通過7 個空白試驗的測量結果發現，兩種空白水樣算得方法檢出限均為0.003mg/L，小于方法標準中0.01 mg/L 的檢出限，符合要求；（4）實驗室對3 種濃度（1.60mg/L，8.00 mg/L，14.4 mg/L）的標準樣品和質控樣品BW015（6.51±0.91 mg/L）、BW007（14.2±1.28 mg/L）均進行了6次平行測試，實驗室內相對標準偏差為4.65%、3.60%、1.77%、2.46%、2.32%，實驗結果符合偏差范圍和質控范圍；（5）本實驗對實際地表水進行了4 次平行測定，均為0.01L，符合要求。綜上，本次方法比對驗證各項指標均能夠達到（HJ 168-2010）的相關要求，確認實驗室具備開展此方法的能力。

（二）按照標準中樣品測定的全過程進行分析后，提出以下幾點注意事項：（1）石油類紫外法與紅外法使用的標準使用液與萃取劑都不同，實驗儀器、試劑不要在一個實驗室共同操作，容易產生干擾，容量瓶、燒杯、移液管等玻璃器皿不要混用；（2）在檢測正己烷透光率時，標準規定用水做參比，為了減少水對比色的干擾，比色皿比色前應保持干燥，實驗室條件許可下，可使用吹風機自然風檔吹干；（3）實驗前，無水硫酸鈉與硅酸鎂均置于550℃下灼燒4h，冷卻后無水硫酸鈉需存放在干燥器內，硅酸鎂需按6%（m/m）的比例加入蒸餾水穩定活化處理；（4）萃取液正己烷有微毒，實驗要在通風櫥內操作，佩戴專用口罩和手套，廢液分類收集貼上標簽，有專業處理資質的公司回收處理。