一般在工業(yè)廢水中的石油多來自于煉油廠、石油化工和石油開采等行業(yè)。之前我們介紹過利用熒光法檢測地表水中石油的步驟,但此方法不適用工業(yè)廢水或生活污水這種復雜的水體,那么下面我們就來了解下利用紅外分光光度法檢測工業(yè)廢水中的石油含量。紅外分光光度法因其靈敏度高、選擇性好、操作簡便等特點,成為檢測廢水中石油含量的常用方法,以下就是紅外分光光度法檢測工業(yè)廢水中石油含量的詳細步驟。
水質(zhì)檢測石油方法原理
該方法檢測原理是將水樣在pH≤2 的條件下用四氯乙烯萃取后,測定油類;將萃取液用硅酸鎂吸附去除動植物油類等極性物質(zhì)后,測定石油類。油類和石油類的含量均由波數(shù)分別為 2930 cm-1(C—H 鍵的伸縮振動)、2960 cm-1(C—H 鍵的伸縮振動)和 3030 cm-1( C—H 鍵的伸縮振動)處的吸光度 A2930、A2960 和 A3030,通過測量吸光度值定量分析樣品中的石油含量。該方法適用于水樣中石油類物質(zhì)的測定,尤其適用于工業(yè)廢水、地表水等復雜基質(zhì)中的石油污染檢測。 根據(jù)校正系數(shù)進行計算;
實驗前準備
儀器與試劑
-儀器:紅外分光光度計(配備石英比色皿)、分液漏斗、恒溫水浴鍋、玻璃砂芯漏斗、分析天平等。
-試劑:四氯化碳(CCl?,需經(jīng)純化處理)、無水硫酸鈉(分析純)、硅酸鎂吸附劑(用于去除極性物質(zhì))、標準油(如正十六烷、異辛烷、苯等混合配制)。
標準曲線繪制
-配制系列濃度的石油標準溶液(如0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、50 mg/L),用四氯化碳稀釋。
-在紅外分光光度計上測定各標準溶液的吸光度,以濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線。
被石油污染的水質(zhì)
檢測所需試劑
1. 鹽酸:1.19g/ml,優(yōu)級純。
2. 鹽酸溶液:1+1。
用鹽酸配制。
3. 四氯乙烯
以干燥4cm空石英比色皿為參比,在2800cm-1-3100cm-1之間使用4cm石英比色皿測定四氯乙烯,2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處吸光度應(yīng)分別不超過0.34、0.07、0。
4. 正十六烷:色譜純。
5. 異辛烷:色譜純。
6. 6苯:色譜純。
7. 無水硫酸鈉。
置于馬弗爐內(nèi)550℃下加熱4h,稍冷后裝入磨口玻璃瓶中,置于干燥器內(nèi)貯存。
8. 硅酸鎂:150um-250um(100目-60目)。
取硅酸鎂于瓷蒸發(fā)皿中,置于馬弗爐內(nèi)550℃加熱4h,稍冷后移入干燥器中冷卻至室溫。稱取適量的硅酸鎂于磨口玻璃瓶中,根據(jù)硅酸鎂的質(zhì)量,按6%(m/m)比例加入適量的蒸餾水,密塞并充分振蕩,放置12h后使用,于磨口玻璃瓶內(nèi)保存。
9. 玻璃棉
使用前將玻璃棉用四氯乙烯浸泡洗滌,晾干備用。
10. 正十六烷標準貯備液:10000mg/L。
稱取1.0g(準確至0.1mg)正十六烷于100ml容量瓶中,用四氯乙烯定容,搖勻。0℃-4℃冷藏、避光可保存1年。
11. 正十六烷標準使用液:1000mg/L。
將正十六烷標準貯備液用四氯乙烯稀釋定容于100ml容量瓶中。
12. 異辛烷標準貯備液:10000mg/L。
稱取1.0g(準確至0.1mg)異辛烷于100ml容量瓶中,用四氯乙烯定容,搖勻。0℃-4℃冷藏、避光可保存1年。
13. 異辛烷標準使用液:1000mg/L。
將異辛烷標準貯備液用四氯乙烯稀釋定容于100ml容量瓶中。
14. 苯標準貯備液:10000mg/L。
稱取1.0g(準確至0.1mg)苯于100ml容量瓶中,用四氯乙烯定容,搖勻。0℃-4℃冷藏、避光可保存1年。
15. 苯標準使用液:1000mg/L。
將苯標準貯備液用四氯乙烯稀釋定容于100ml容量瓶中。
16. 石油類標準貯備液:10000mg/L。
按65:25:10(V/V)的比例,量取正十六烷、異辛烷和苯配制混合物。稱取1.0g(準確至0.1mg)混合物于100ml容量瓶中,用四氯乙烯定容,搖勻。0℃-4℃冷藏、避光可保存1年。
17. 石油類標準使用液:1000mg/L。
將石油類標準貯備液用四氯乙烯稀釋定容于100ml容量瓶中。
18. 吸附柱
在內(nèi)徑10mm,長約200mm的玻璃柱出口處填塞少量的玻璃棉,將硅酸鎂緩緩倒入玻璃柱中,邊倒邊輕輕敲打,填充高度約為80mm。
邁德施水質(zhì)檢測設(shè)備
1. 紅外測油儀或紅外分光光度計:能在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處測量吸光度,并配有4cm帶蓋石英比色皿。
2. 水平振蕩器。
3. 采樣瓶:500ml廣口玻璃瓶。
4. 玻璃漏斗。
5. 三角瓶:50ml,具塞磨口。
6. 比色管:25ml、50ml,具塞磨口。
7. 分液漏斗:1000ml,具聚四氟乙烯旋塞。
8. 量筒:1000ml。
9. 一般實驗室常用器皿和設(shè)備。
水樣制備
油類試樣的制備
將樣品轉(zhuǎn)移至1000ml分液漏斗中,量取50ml的四氯乙烯洗滌樣品瓶后,全部轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,充分振蕩2min,并經(jīng)常開啟旋塞排氣,靜置分層;用鑷子取玻璃棉置于玻璃漏斗,取適量的無水硫酸鈉鋪于上面;打開分液漏斗旋塞,將下層有機相萃取液通過裝有無水硫酸鈉的玻璃漏斗放至50ml比色管中,用適量四氯乙烯潤洗玻璃漏斗,潤洗液合并至萃取液中,用四氯乙烯定容至刻度。將上層水相全部轉(zhuǎn)移至量筒,測量樣品體積并記錄。
石油類試樣的制備
振蕩吸附法
取25ml萃取液,倒入裝有5g硅酸鎂的50ml三角瓶,置于水平振蕩器上,連續(xù)振蕩20min,靜置,將玻璃棉置于玻璃漏斗中,萃取液倒入玻璃漏斗過濾至25ml比色管,用于測定石油類。
吸附柱法
取適量的萃取液過硅酸鎂吸附柱,棄去前5ml濾出液,余下部分接入25ml比色管中,用于測定石油類。
空白試樣的制備
用實驗用水加入鹽酸溶液酸化至pH≤2,按照試樣的制備相同的步驟進行空白試樣的制備。
檢測步驟
校準
分別量取2.00ml正十六烷標準使用液、2.00ml異辛烷標準使用液和10.00ml苯標準使用液于3個100ml容量瓶中,用四氯乙烯定容至標線,搖勻。正十六烷、異辛烷和苯標準溶液的濃度分別為20.0mg/L、20.0mg/L和100mg/L。
以4cm石英比色皿加入四氯乙烯為參比,分別測量正十六烷、異辛烷和苯標準溶液在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處的吸光度A2930、A2960、A3030。將正十六烷、異辛烷和苯標準溶液在上述波數(shù)處的吸光度按照公式聯(lián)立方程式,經(jīng)求解后分別得到相應(yīng)的校正系數(shù)X,Y,Z和F。
測定
油類的測定
將萃取液轉(zhuǎn)移至4cm石英比色皿中,以四氯乙烯作參比,于2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處測量其吸光度A2930、A2960、A3030。
石油類的測定
將經(jīng)硅酸鎂吸附后的萃取液轉(zhuǎn)移至4cm石英比色皿中,以四氯乙烯作參比,于2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處測量其吸光度A2930、A2960、A3030。
最后水樣中石油的濃度可以按照相關(guān)公式計算。
注意事項
-安全防護:四氯化碳有毒,操作需在通風櫥中進行,佩戴防護手套和口罩。
-儀器維護:比色皿使用后需用四氯化碳清洗,避免殘留污染。
-環(huán)境溫度:實驗室溫度應(yīng)保持穩(wěn)定(±2℃),避免影響萃取效率。
方法優(yōu)勢與局限性
-優(yōu)勢:靈敏度高(可檢測μg/L級)、抗干擾能力強(通過吸附凈化)、適用于多種水體。
-局限性:無法區(qū)分石油組分(如烷烴、芳烴),且四氯化碳對環(huán)境有害,需妥善處理廢液。
結(jié)語
紅外分光光度法作為工業(yè)廢水中石油含量檢測的標準方法,其規(guī)范操作和嚴格質(zhì)量控制是數(shù)據(jù)準確性的關(guān)鍵。隨著綠色溶劑的研發(fā)(如替代四氯化碳),該方法將進一步優(yōu)化,為環(huán)境監(jiān)測提供更高效、環(huán)保的技術(shù)支持。