何 晨 ，劉學(xué)蕊 ，馬少華，習(xí) 麗

（1.長慶油田公司 第一采氣廠，陜西 榆林 718500；2.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300；3.西安瑞杰油田物資實業(yè)開發(fā)有限公司，陜西 西安 717500）

環(huán)境水中石油類是反映環(huán)境水質(zhì)質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，它同pH值、COD、甲醇及水中懸浮物等指標(biāo)對于廢水處理效果的控制及對排放或回注水水質(zhì)的評價具有重要的作用。石油類物質(zhì)漂浮于水體表面，影響空氣與水體界面氧的交換。分散于水中以及吸附于懸浮微粒上或以乳化狀態(tài)存在于水中的油，它們被微生物氧化分解，消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化。

水中石油類物質(zhì)的測定工作是環(huán)境監(jiān)測中一項重要而又有一定困難的工作，分析石油類物質(zhì)含量的方法很多，如：紅外分光光度法、紫外分光光度法、熒光分析法、振蕩吸附法、非分散紅外法等。其中，非分散紅外法以其靈敏度高、測量范圍寬、測定結(jié)果可比性好等優(yōu)點(diǎn)而成為測量水中石油類最有效的方法。

1 實驗部分

1.1 原理

非分散紅外法是利用石油類物質(zhì)的甲基（-CH3）、亞甲基（-CH2-），即 C-H 鍵自身化合物的一個特征，在近紅外區(qū)3.4～3.5μm波長處有特征吸收作為測定水樣中含油量的基礎(chǔ)。不同的油（植物油、動物油、礦物油等）在這一波長范圍內(nèi)有同樣的靈敏度，由光能吸收與樣品中的油濃度成正比的關(guān)系進(jìn)行油份濃度的定量。

1.2 儀器、原料及試劑

OCMA-350型非分散紅外測油儀（日本島津）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；250mL梨形分液漏斗（聚四氟乙烯活塞）；硬質(zhì)玻璃硼酸細(xì)口采樣瓶。

實驗原料為含石油類的廢水水樣、2008年由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心研制的編號為205935和205936的石油類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，石油類含量分別為30.3mg·L-1（不確定度為±1.7），71.3mg·L-1（不確定度為±4.3）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。實驗試劑有萃取劑S-316（六氟四氯丁烷）、50%HCl、無水 Na2SO4、NaCl、活性炭粉末。

1.3 實驗方法

1.3.1 步驟 本實驗所采用的方法取自中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)石油類和動植物油測定非分散紅外光度法》（GB/T16488-1996）。具體步驟如下：取水樣于分液漏斗中→用HCl調(diào)到pH值≤2→加入少量NaCl顆粒破乳→萃取、振蕩，靜置分層→用無水Na2SO4過濾→比色→讀數(shù)、記錄→計算。

1.3.2 計算 樣品中油份濃度的計算公式為：

式中 C：水樣中含油量，mg·L-1；C0：儀器顯示讀數(shù)，mg·L-1；V0：萃取劑加入體積，mL；VW：水樣體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 化學(xué)藥品的干擾

將無水Na2SO4和NaCl放入高溫爐內(nèi)在300℃下烘2h，裝入磨口瓶中備用。

分析過程中取石油類標(biāo)準(zhǔn)樣品20mL，取20mL的S-316萃取，充分振蕩后經(jīng)無水Na2SO4過濾，濾液用分析儀器進(jìn)行測定。

實驗取水樣1、水樣2和水樣3作為實驗樣品進(jìn)行分析，比較經(jīng)過干燥處理的藥品和未處理的藥品，進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表1。

表1 藥品未進(jìn)行處理和處理后的分析結(jié)果Tab.1 Analysis consequences of treated and untreated chemicals

從表1數(shù)據(jù)來看，藥品經(jīng)過處理后分析結(jié)果降低了很多（5～10），為了進(jìn)一步證實化學(xué)藥品的影響，我們又采用了標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表2。

表2 藥品經(jīng)處理后的分析結(jié)果Tab.2 Analysis consequences of treated chemicals

實驗結(jié)果（表1）說明，經(jīng)300℃烘干2h后的化學(xué)藥品使用后分析的最大偏差8.3%，最小偏差0.1%，比先前進(jìn)行的實驗室比對來說，誤差在逐漸縮小，而且誤差相差不大。

2.2 萃取液過濾方式的影響

濾紙吸收水分和吸附性較強(qiáng)。在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)使用的濾紙都是放置在空氣中的濾紙，含水且很有可能有機(jī)物吸附在濾紙中，所以使用烘干后的濾紙十分有必要。為此我們將濾紙放在真空干燥箱內(nèi)在110℃烘1h后，放在干燥皿中備用。

沙芯漏斗的特點(diǎn)是，孔眼分布均勻，根據(jù)資料顯示，使用沙芯漏斗也可以減少操作的誤差，所以我們將烘干的沙芯漏斗和烘干的濾紙對標(biāo)準(zhǔn)樣品和同一批次水樣進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果如下。

分析過程中取石油類標(biāo)準(zhǔn)樣品20mL，取20mL的S-316萃取，充分振蕩后經(jīng)烘干的無水Na2SO4過濾，濾液用分析儀器進(jìn)行測定，結(jié)果見表3。

表3 幾種過濾方式的分析結(jié)果比較Tab.3 Compared analysis consequences of different filtration

2.3 儀器開機(jī)時間過長的影響

儀器使用說明書上要求，開機(jī)時間不得過長（一般不能超過2h），且對于更換不同批號的溶劑、電源關(guān)閉一周以上、儀器通電時間超過4h等情況，測量前必須對儀器進(jìn)行零校準(zhǔn)和滿刻度校準(zhǔn)，否則會影響儀器的精度，增大測量誤差。對于儀器本身來說，其原理是利用特定物質(zhì)的紅外吸收來進(jìn)行測量的。儀器開機(jī)時間越長，測量室的溫度就越高，對紅外吸收的影響也就越大。

實驗以儀器剛穩(wěn)定為零點(diǎn)開始計時，同時對儀器進(jìn)行零校準(zhǔn)，然后記錄在不同等候時間下零標(biāo)準(zhǔn)液的測量值。

表4 開機(jī)時間對測定結(jié)果的影響Tab.4 Influence of uptime on determine consequences

圖1 測定結(jié)果隨開機(jī)時間的影響趨勢圖Fig.1 Trend chart on the influence of uptime on determine consequences

2.4 待測水樣的干擾

在測定部分水樣時，有時會遇到萃取分離后的水樣仍渾濁、粘稠，無法過濾的現(xiàn)象，對于此種情況的萃取液，不能直接放入儀器進(jìn)行測量，必須進(jìn)行相應(yīng)的處理。解決辦法有以下幾種，即可以采取增加萃取劑的用量、改變?nèi)芤旱乃釅A度、加大NaCl的投入量或降低萃取振蕩的劇烈程度等來破壞這種粘稠現(xiàn)象。

具體在測量過程中，增大萃取劑的體積可以稀釋水樣，或增大HCl的加入量以保證水樣被完全酸化。當(dāng)降低萃取振蕩的劇烈程度時，發(fā)現(xiàn)也有一定影響，認(rèn)為原因可能有兩點(diǎn)：（1）水樣中被萃取的油類物質(zhì)與水樣比重接近，劇烈振蕩時混在一起后不易分層；（2）水和水中的油之間，羥基和羧基產(chǎn)生氫鍵作用，劇烈振蕩后形成了水包油的乳化狀態(tài)。因此，根據(jù)鹽析原理，在發(fā)生萃取后的水樣仍粘稠無法過濾這種情況時，可先放掉水相，在乳濁液中加入NaCl水溶液，再次振蕩，靜置，即可過濾。

3 結(jié)論

（1）化學(xué)藥品對石油類分析影響較大。我們在實驗前必須對其進(jìn)行烘干、密封等處理，從而消除有機(jī)物使藥品干燥、無污染，這樣可以保證分析結(jié)果有較高的準(zhǔn)確率和較好的重復(fù)性。

（2）烘干的砂芯漏斗和烘干的濾紙在分析結(jié)果上沒有大的差別，但是測定過程中的穩(wěn)定性要好于未烘干的濾紙。鑒于濾紙在使用方面更加方便，所以使用烘干的濾紙作為過濾介質(zhì)還是比較好的。

（3）分析儀器開機(jī)時間不得過長（一般不能超過2h），且必須進(jìn)行開機(jī)校準(zhǔn)。

［1］莊昌偉，王克云，張同亮，等.使用OCMA-350非分散紅外測油儀測量水或廢水中石油類的探討［J］.四川環(huán)境，2001，20（1）:70-72.

［2］何志慧.OCMA350非分散紅外線測油儀在污水石油類分析中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代科學(xué)儀器，2001，（2）:65-66.

［3］梁書苓，謝如慧，李軍，等.非分散紅外法測定污水中石油類的難點(diǎn)及解決方法［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2004，11（1）:39-41.