王 琳 李紅燃 孫婷停 姜鳳影 倪 雪 羅海濱(哈爾濱石油學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150028)

董子龍(中國礦業(yè)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 北京 100083)

六氯四氟丁烷替代四氯化碳為萃取劑檢測(cè)水中石油類的研究

王 琳 李紅燃 孫婷停 姜鳳影 倪 雪 羅海濱(哈爾濱石油學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150028)

董子龍(中國礦業(yè)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 北京 100083)

使用紅外分光光度法對(duì)水體中的石油類進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)兩種萃取劑四氯化碳和六氯四氟丁烷進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：以六氯四氟丁烷為萃取劑，其方法的檢出限、準(zhǔn)確度和精密度與四氯化碳為萃取劑時(shí)十分接近，完全能夠達(dá)到紅外分光光度法測(cè)定水中石油類的方法要求，六氯四氟丁烷可以成為四氯化碳的替代試劑。

紅外分光光度法；萃取劑；四氯化碳；六氯四氟丁烷

1 引言

石油是由烴類和非烴類等多種復(fù)雜成分組成的混合物，其中烴類主要包括鏈烷烴、環(huán)烷烴、烯烴和芳香烴等四大類。石油中的不同餾分都會(huì)對(duì)人類和動(dòng)植物產(chǎn)生不同的影響，特別是芳香烴雖然含量較少，但毒性很大，某些組分具有致癌性。鑒于以上的危害性，石油類被列為環(huán)境水體的主要污染物之一，是評(píng)價(jià)水體是否被污染的重要指標(biāo)。根據(jù)國家水監(jiān)測(cè)規(guī)范、方法標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，測(cè)定水中石油類普遍采用以四氯化碳為萃取劑的紅外分光光度法。該方法是利用四氯化碳萃取水中的油類物質(zhì)，測(cè)定總油，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，除去動(dòng)植物油類等極性物質(zhì)后，測(cè)定石油類。其含量由波數(shù)分別為2930cm-1(CH2基團(tuán)中的C-H鍵的伸縮振動(dòng))、2960cm-1(CH3基團(tuán)中的C-H鍵的伸縮振動(dòng))和3030cm-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)算所得。

四氯化碳易揮發(fā)，有毒性，對(duì)皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝、腎等都有嚴(yán)重的損害，并且屬于破壞臭氧層的氟氯烴類物質(zhì)。根據(jù)《蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制協(xié)定書》的規(guī)定，嚴(yán)格限制該物質(zhì)的使用，僅限用于非消耗臭氧層物質(zhì)原料用途和特殊用途。而且隨著環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格，四氯化碳終有一天將會(huì)被禁用。所以，尋找四氯化碳的替代品已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。為了尋找四氯化碳的替代試劑，創(chuàng)新小組成員查閱了大量的文獻(xiàn)資料，并結(jié)合國家環(huán)保部編制的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 石油類和動(dòng)植物油類的測(cè)定 紅外分光光度法》確定的實(shí)驗(yàn)過程，通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為六氯四氟丁烷可以替代四氯化碳作為萃取劑檢測(cè)水中的石油類物質(zhì)，本項(xiàng)目將通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)兩種物質(zhì)進(jìn)行比較分析。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

除非另有說明，分析時(shí)均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水或同等純度的水。

(1)OIL 460型紅外分光測(cè)油儀

(2)旋轉(zhuǎn)振蕩器：振蕩頻次可達(dá)300次/min

(3)分液漏斗：2000ml，聚四氟乙烯旋塞

(4)玻璃砂芯漏斗：40ml，G-1型

(5)錐形瓶：100ml，具塞磨口

(6)石油類標(biāo)準(zhǔn)貯備液：ρ=1000mg/L

(7)四氯化碳

(8)六氯四氟丁烷

(9)無水硫酸鈉

(10)硅酸鎂

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

將采集到的地表水樣品全部轉(zhuǎn)移至2000ml分液漏斗中，量取25.0ml萃取劑(分別使用四氯化碳和六氯四氟丁烷)倒入分液漏斗中。振蕩3min，并經(jīng)常開啟旋塞排氣，靜置分層后，將下層有機(jī)相轉(zhuǎn)移至具塞磨口錐形瓶中，并加入適量無水硫酸鈉，搖動(dòng)數(shù)次后靜置。向萃取液中加入適量硅酸鎂，置于旋轉(zhuǎn)振蕩器上以180～200rpm的速度連續(xù)振蕩20min，靜置沉淀后，上清液經(jīng)玻璃砂芯漏斗過濾至具塞磨口錐形瓶中，用于測(cè)定石油類。

2.3 校正方法

在HJ637-2012標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定，如果測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)誤差在±10％以內(nèi)，校正系數(shù)可采用，否則需重新測(cè)定校正系數(shù)并加以檢驗(yàn)，直到符合條件為止。本實(shí)驗(yàn)采用正十六烷、異辛烷、苯等校準(zhǔn)物質(zhì)確定校正系數(shù)，檢驗(yàn)合格后分別測(cè)定以四氯化碳和六氯四氟丁烷為溶劑的5.0、10.0、20.0、50.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果見表1：

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定結(jié)果

由表1可知：四氯化碳與六氯四氟丁烷為溶劑的各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定值與實(shí)際值的相對(duì)誤差均低于10％，符合測(cè)定要求，兩者的校正系數(shù)均可用。

2.4 檢出限

分別取四氯化碳和六氯四氟丁烷各25ml至裝有1L水溶液的燒杯中，使用OIL 460型紅外分光測(cè)油儀，分別進(jìn)行12組空白平行樣品的測(cè)定。使用4.6倍空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法進(jìn)行檢出限測(cè)定。得出該測(cè)油儀以四氯化碳為萃取劑的檢出限為0.002mg/L，以六氯四氟丁烷為萃取劑的檢出限為0.015mg/L。通過數(shù)據(jù)比較，說明以四氯化碳為萃取劑效果更好。

2.5 儀器的精密度

分別配制質(zhì)量濃度為10mg/L的四氯化碳和六氯四氟丁烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行測(cè)定10組平行樣品，結(jié)果見表2所示。

表2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=10)

由表2可知：以六氯四氟丁烷為溶劑所測(cè)得的數(shù)值的精密度略低于四氯化碳的數(shù)值，但也已達(dá)到測(cè)定精密度的要求。

2.6 樣品分析

由于水體中油類分布并不均勻，而且采集的水樣均為瞬時(shí)水樣，很難進(jìn)行平行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，因此也就無法進(jìn)行同一水樣的萃取率對(duì)比分析。本實(shí)驗(yàn)采用每組取樣2L，攪拌均勻后平均分成2份，每份1L樣品，從而使每組2個(gè)樣品大致具有可比性，通過對(duì)多組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表3所示：

表1 樣品分析結(jié)果

本項(xiàng)目分別采用四氯化碳和六氯四氟丁烷為萃取劑，紅外分光測(cè)定地表水中中的石油類含量，對(duì)兩種試劑在方法的準(zhǔn)確度、檢出限、精密度等進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：兩者在準(zhǔn)確度、檢出限和精密度上十分接近，完全能夠達(dá)到紅外分光光度法測(cè)定水中石油類的方法要求，六氯四氟丁烷可以代替四氯化碳作為石油類檢測(cè)的萃取劑。

〔1〕HJ637-2012.水質(zhì)石油類和動(dòng)植物油類的測(cè)定紅外分光光度法〔S〕.中國環(huán)境科學(xué)出版社.

〔2〕謝爭，徐非，趙春.S-316提取劑測(cè)定水中石油類〔J〕.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2002，14(5)：24-25.

〔3〕單仲平，許娟娟，陳歡，許行翔，田灣灣.全自動(dòng)紅外測(cè)油儀測(cè)定水中油的萃取劑研究〔J〕.理化檢驗(yàn)—化學(xué)分冊(cè)，2016，52(5)：612-614.

Study on Detection of Oil in Water with Extraction Agent of S-316 Instead of Carbon Tetrachloride

WangLin (College of Chemical Engineering，Harbin Institute of Petroleum Harbin HeiLongjiang 150028)

Infrared spectrophotometry was used to determine oil in water.Carbon tetrachloride and S-316 were used as extracting agents for comparison to extract the oil in water.Results showed that the detection limit，accuracy and precision of the method with S-316 as extracting agent matched those with carbon tetrachlorides as extracting agent and met the determination requirements of automatic analysis of oil in water depended on infrared spectrophotometry.S-316 could be used as a substitute of carbon tetrachloride to extract oil in water.

Infrared spectrophotometry Extracting agent Carbon tetrachloride S-316

X832

A

1674-263X(2016)04-0060-03

2016-12-11

項(xiàng)目來源：黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201613299003)。

王琳(1995-)，女，本科，主要研究水體環(huán)境中的污染物監(jiān)測(cè)。