環境中水中的石油類來自工業廢水和生活汙水的汙染。油類物質在水麵形成油膜,影響了空氣和水的氣體交換;分散於水中以及吸附於顆粒上或以乳化狀態存在於水中的油,被微生物分解時,將消耗水中溶氧,容易使水質惡化。
礦物油是由烷烴、環烷烴及芳香烴組成的混合物。本文參照“GB/T16488-1996《水質 石油類和動植物油的測定紅外光度法》”選擇三波長紅外光譜法測定地表水,測定結果準確,避免使用“標準油”。
一、原理:
水中油類物質是由烷烴、環(huan)烷(wan)烴(ting)及(ji)芳(fang)香(xiang)烴(ting)組(zu)成(cheng)的(de)混(hun)合(he)物(wu),可(ke)用(yong)四(si)氯(lv)化(hua)碳(tan)萃(cui)取(qu),測(ce)定(ding)總(zong)萃(cui)取(qu)物(wu)。然(ran)後(hou)將(jiang)萃(cui)取(qu)液(ye)用(yong)矽(gui)酸(suan)鎂(mei)吸(xi)附(fu)其(qi)中(zhong)動(dong)植(zhi)物(wu)油(you)等(deng)極(ji)性(xing)物(wu)質(zhi)後(hou),測(ce)定(ding)石(shi)油(you)類(lei)含(han)量(liang)。石(shi)油(you)類(lei)和(he)動(dong)植(zhi)物(wu)油(you)的(de)紅(hong)外(wai)譜(pu)圖(tu)在(zai)2930cm-1、2960cm-1或3030cm-1處有吸收,可根據上述三個波數位置的吸光度值計算其含量。
二、實驗條件:
儀器及附件:
FTIR-650傅裏葉變換紅外光譜儀
1cm 石英比色皿
試劑:
四氯化碳(CCl4):環保用,天津基準試劑有限公司;
正十六烷[CH3(CH2)14CH3] 分析純:成都市科龍化工試劑廠;
姥鮫烷(2,6,10,14-四甲基十五烷)分析純:北京百靈威科技有限公司;
甲苯(C6H5CH3)分析純:天津市江天化工技術有限公司;
無水硫酸鈉(Na2SO4)分析純:北京化工廠;
氯化鈉(NaCl)分析純:天津化學試劑有限公司;
鹽酸(HCl)分析純:天津化學試劑一廠。
三、樣品前處理:
將水樣全部轉移至分液漏鬥中,用20ml四氯化碳洗滌采樣瓶,洗滌液並入分液漏鬥中,調PH≤2,加入20g氯化鈉,充分震蕩2min充分靜置,將萃取液流經鋪有10mm無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏鬥,用容量瓶收集濾液。取20ml四氯化碳再次萃取、用適量四氯化碳洗滌玻璃砂芯漏鬥,將萃取液、洗滌液一並放入容量瓶中。用四氯化碳標至刻線、搖勻。
四、測定結果:
1、校正係數的測定:
以四氯化碳為溶劑,分別配置濃度為100mg/L正十六烷、100mg/L姥鮫烷、400mg/L甲苯溶液,用四氯化碳作參比溶液,采用10mm×10mm比色皿,分別測量三種溶液在2930cm-1、2960 cm-1和3030cm-1處的吸光度A2930、A2960、A3030。這三種溶液在上述波數處的吸光度滿足公式:
C=X·A2930 Y·A2960 Z (A3030- A2930/F),
式中:
C-萃取溶劑中化合物的含量,mg/L;
A2930、A2960、A3030-各對應波數下測得的吸光度值;
X、Y、Z-與各C-H鍵吸光度對應的校正係數;
F-脂肪烴對芳香烴的校正因子,即正十六烷在2930 cm-1和3030 cm-1處的吸光度之比;
對於正十六烷(H)和姥鮫烷(P),由於其芳香烴含量為零,即A3030- A2930/F =0,則F=A2930(H)/A3030(H);
C(H)=X×A2930(H) Y×A2960(H);
C(P)=X×A2930(P) Y×A2960(P);
由此可求出X、Y、F的值。
對於甲苯(T),則有:C(T)=X·A2930(T) Y·A2960(T) Z [A3030(T)- A2930/F],由此式可得Z值。
經過計算校正係數X、Y、Z、F值分別為:126.6、242.5、1575和63。
2、校正係數的檢驗:
按體積比5:3:1分別準確量取正十六烷、姥鮫烷及甲苯配成混合烴。準確稱取適量的混合烴配置不同濃度的係列溶液,測量其在A2930、A2960、A3030的吸光度並計算混合烴的濃度、回收率。
五、總結
使用“三波長”紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)法(fa)測(ce)定(ding)水(shui)中(zhong)油(you)含(han)量(liang)時(shi),可(ke)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)樣(yang)品(pin)中(zhong)特(te)性(xing)基(ji)團(tuan)的(de)化(hua)合(he)物(wu)相(xiang)對(dui)含(han)量(liang)的(de)突(tu)變(bian)而(er)引(yin)起(qi)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)。根(gen)據(ju)國(guo)標(biao)公(gong)式(shi)計(ji)算(suan)的(de)混(hun)合(he)烴(ting)的(de)濃(nong)度(du)與(yu)真(zhen)實(shi)值(zhi)比(bi)較(jiao),回(hui)收(shou)率(lv)滿(man)足(zu)環(huan)境(jing)檢(jian)測(ce)要(yao)求(qiu),是(shi)測(ce)定(ding)油(you)類(lei)物(wu)質(zhi)的(de)理(li)想(xiang)方(fang)法(fa)。
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