水體中油類物質(zhì)測(cè)定方法——紅外光度法和重量法的比較
水體中油類物質(zhì)測(cè)定方法——紅外光度法和重量法的比較
一.方法原理
重量法(CJ/T51-2004)的原理:以硫酸酸化樣品,用石油醚從樣品提取油類,蒸發(fā)去除石油醚,再稱其重量。
紅外光度法(GB/T16488-1996)的原理:用四氯化碳萃取水中的油類物質(zhì),測(cè)定總萃取物,然后將萃取液用硅酸鎂吸附,經(jīng)脫除動(dòng)植物油等極性物質(zhì)后,測(cè)定石油類。總萃取物和石油類的含量均由波數(shù)分別為2930 cm-1(CH2基團(tuán)中C—H鍵的伸縮振動(dòng))、2960 cm-1(CH3基團(tuán)中的C—H鍵的伸縮振動(dòng))和3030 cm-1(芳香環(huán)中C—H鍵的伸縮振動(dòng))譜帶處的吸光度A2930、A2960、A3030進(jìn)行計(jì)算。動(dòng)植物油的含量按總萃取物與石油類含量之差計(jì)算。
從以上兩種方法的原理中可看出,重量法測(cè)定的是酸化樣品中可被石油醚萃取的、且在試驗(yàn)過程中不揮發(fā)的物質(zhì)總量。在溶劑去除過程中,部分輕質(zhì)油隨之揮發(fā),會(huì)有明顯損失。又由于石油醚對(duì)油有選擇性的溶解,石油類中的較重組分中可能含有不為溶劑萃取的物質(zhì)。因此用石油醚萃取的重量法測(cè)定油類物質(zhì)往往不徹底,測(cè)定結(jié)果偏低。而且重量法測(cè)定的只是水中可被石油醚萃取的物質(zhì)總量,不能準(zhǔn)確測(cè)出樣品中石油類和動(dòng)植物油的含量。紅外光度法不受油品成分結(jié)構(gòu)的影響,在紅外吸收光譜中,不但考慮了亞甲基CH2基團(tuán)中C—H鍵,甲基CH3基團(tuán)中C—H鍵,還考慮了芳香環(huán)中的C—H鍵,因此測(cè)定油類物質(zhì)比較完全。而且用此方法萃取時(shí)用的是四氯化碳溶劑,此溶劑只含有C—Cl鍵,因此不會(huì)影響上述三種C—H鍵的紅外吸收。用此方法可以準(zhǔn)確地測(cè)定出石油類和動(dòng)植物油。由此可見,紅外光度法比重量法更適合水中油類物質(zhì)的分析測(cè)定,這也是分析方法的一種進(jìn)步。
二.方法的適用范圍及排放標(biāo)準(zhǔn)
重量法(CJ/T51-2004)只適用于測(cè)定城市污水中的油,適用范圍狹窄。而紅外光度法(GB/T16488-1996)適用于地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水中石油類和動(dòng)植物油的測(cè)定。另外在環(huán)境監(jiān)測(cè)中還可用于餐飲業(yè)的廚房油煙的測(cè)定,適用范圍相當(dāng)廣泛。在中華人民共和國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中,將紅外光度法作為檢測(cè)油類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。在中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3082-1999)中,分別將重量法和紅外光度法作為檢測(cè)油類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法。
用不同的方法測(cè)定油類物質(zhì),其排放標(biāo)準(zhǔn)也不同。
排放標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) | 污染物 | 排放標(biāo)準(zhǔn)值(mg/L) | ||
CJ 3082-1999 | 油脂 | 100 | ||
礦物油類 | 20 | |||
GB8978-1996 | 污染物 | 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) |
石油類 | 10 | 10 | 30 | |
動(dòng)植物油 | 20 | 20 | 100 |
三.萃取溶劑
重量法萃取時(shí)使用的是石油醚溶劑,此溶劑沸程為30℃-60℃,極易揮發(fā),易燃,其蒸氣與空氣能形成爆炸性混合物,因此一般當(dāng)溫度超過30℃時(shí)此方法就不能使用,這樣就給城市污水的監(jiān)測(cè)帶來了極大的局限性。而紅外光度法萃取時(shí)使用的溶劑是四氯化碳,四氯化碳對(duì)于油類是一種優(yōu)良的溶解溶劑,而且四氯化碳沸點(diǎn)為76.5℃,其使用不會(huì)受到外界溫度的限制。紅外光度法對(duì)四氯化碳的純度要求較高,有時(shí)不同批號(hào)的四氯化碳空白值也存在較大差異。因此當(dāng)同批樣品較多時(shí),應(yīng)將多瓶四氯化碳混和后使用,以減少四氯化碳空白值的變動(dòng)對(duì)最終測(cè)定結(jié)果的影響。但必須注意到四氯化碳是一種有毒溶劑,長(zhǎng)期使用會(huì)影響操作者的身體健康,吸入過量會(huì)引起中毒,因此必須在通風(fēng)良好的環(huán)境下操作。
四.操作過程
重量法測(cè)定樣品時(shí),操作時(shí)間長(zhǎng),方法繁瑣,對(duì)于油含量很低的樣品測(cè)定誤差大,但其測(cè)定成本相對(duì)來說較低。紅外光度法測(cè)定樣品時(shí),簡(jiǎn)便快速,方法成熟,而且目前國(guó)內(nèi)外有許多自動(dòng)化程度相當(dāng)高的紅外測(cè)油儀,其操作簡(jiǎn)單,分析效率高,精度也相當(dāng)高。
五.檢出限
重量法的檢出限為5mg/L,小于5 mg/L的樣品誤差大。而紅外光度法的檢出限可達(dá)到0.1mg/L,對(duì)于油含量很小的樣品其測(cè)定結(jié)果也準(zhǔn)確可靠,這是紅外光度法最顯著的優(yōu)點(diǎn)。
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