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        紫外分光光度法分析油氣化探樣品中芳烴及其衍生物類化合物

        2021-11-08 15:07:02
        地質與資源 2021年5期
        關鍵詞:化探正己烷芳烴

        王 娜

        中國地質調查局沈陽地質調查中心,遼寧 沈陽 110032

        0 引言

        油氣化探是有效的、可靠的、有較強適應性的且發(fā)展?jié)摿薮蟮挠蜌饪碧椒椒?從20世紀80年代開始,我國在地質勘探油氣化探掃面工作中尋找油氣藏蹤跡[1-3].油氣藏中的烴類通過擴散-滲透-水動力方式不斷地向油床上方及附近的地下水和土層中提供烴源[4-8].芳烴類作為主要的油氣示蹤類物質,單環(huán)、雙環(huán)、稠環(huán)芳烴、芳烴及衍生物是石油的重要組成部分[9-12],具有特有的,明顯的紫外、熒光特性,傳統(tǒng)的紫外、熒光分光光度法可以有效地分析此類物質的含量.利用紫外分光光度法測定油氣化探樣品中芳烴及其衍生物[13-20],建立含量與地下油氣貯集間的相應關系,在油氣化探上是一項值得研究的工作.筆者在分析測試方法上做了優(yōu)化與改進,方法簡便易行,對環(huán)境污染小,對人體毒害低,既縮減了成本又提高了效率,準確度和重復性滿足要求,適用于油氣化探樣品中芳烴類的大批量集中分析測試.

        1 試驗部分

        1.1 儀器設備

        紫外分光光度計:美國PE Lambda 650.儀器參數(shù):紫外光光源,波長范圍200~400 nm;狹縫寬度為2.0 nm.檢測器響應時間:0.2 s.程序波長為209 nm、220 nm、260 nm、275 nm、296 nm.水平振蕩器:分析天平.

        1.2 材料和試劑

        三角燒瓶、1 cm四透明池比色皿、優(yōu)級純石英砂、色譜純正己烷、優(yōu)級純無水硫酸鈉,在烘箱中于105±2℃烘2 h,置于干燥器中冷卻備用.標準物質:純苯,5 mL,上海麥克林生物化學有限公司;純萘,1 g,上海麥克林生物化學有限公司;純菲,1 g,Aladdin工業(yè)公司.

        1.3 標準溶液的制備

        1.3.1 苯、萘、菲標準溶液的制備

        稱取0.100 g的色譜純苯、萘、菲標準物質,分別置于100 mL容量瓶中,加入正己烷溶解,稀釋至刻度,標準溶液的濃度ρ=1.00 mg/mL.將上述標準液再用正己烷稀釋100倍作為標準工作溶液,ρ=10μg/mL.

        1.3.2 苯、萘、菲標準曲線的制備

        將濃度為ρ=10μg/mL的標準溶液加入正己烷制備成不同濃度的標準系列,在波長為200~360 nm的范圍內以正己烷為空白,掃描標準系列,讀取它們特征峰的吸光度“A”值,繪制吸光度-濃度標準曲線.

        1.4 樣品分析流程

        稱取土壤樣品20 g,粒徑為0.176 mm(過80目篩),加入30 mL正己烷,振蕩1 h,靜置12 h以上,再振蕩30 min,靜置1 h,待沉淀后澄清,將上清液導出加入0.5 g無水硫酸鈉,靜置待測.將清液倒入比色皿,在紫外分光光度計上進行掃描,記錄各特征波長下的紫外光強度.

        2 結果與討論

        2.1 試劑的選擇

        選擇正己烷作為溶解試劑,相比較石油天然氣行業(yè)標準中使用的石油醚、環(huán)己烷,使用成本低,安全性高,對環(huán)境污染小,對人體毒害更低,適用于大批量樣品的集中檢測.用10 mm比色池于波長在200~360 nm范圍進行掃描,正己烷的吸光強度曲線與基線噪聲基本一致.

        2.2 苯、萘、菲特征波長的確定

        以苯、萘、菲作為芳烴及其衍生物的代表性物質,以每種物質的單標進行檢測,確定苯在209 nm處有最大吸收峰,萘在220 nm、260 nm處有最大吸收峰,菲在275 nm、296 nm處有最大吸收峰.最終選取5個波長下的吸收峰強度計算樣品的吸光度值.相比較石油天然氣行業(yè)標準中樣品在200~360 nm內大范圍掃描,本研究樣品測試的準確度、精密度更高.

        2.3 標準曲線

        以每種物質的濃度標準系列,對應不同波長下的各自特征峰的吸光度“A”值,繪制吸光度-濃度工作曲線.選取5個波長下的濃度對應吸光度值的工作曲線內容見表1.

        表1 苯、萘、菲3種物質工作曲線的相關數(shù)據(jù)Table 1 Relevant data of working curves for benzene,naphthalene and phenanthrene

        2.4 檢出限、回收率及重復性分析

        取7份正己烷空白試劑,加入苯、萘、菲3種物質的標準工作溶液,使加標濃度為100μg/L,選定5個波長下連續(xù)測定7次,計算檢出限的值;取7份正己烷空白試劑,加入苯、萘、菲3種物質的標準工作溶液,使加標濃度為500μg/L,選定5個波長下連續(xù)測定7次,計算回收率和相對標準偏差,結果見表2、3.

        表2 檢出限分析Table 2 Detection limit analysis

        2.5 樣品分析

        取3個實際土壤樣品,處理后測定含量.向處理后的樣品溶液中加入苯、萘、菲3種物質的標準溶液,每個樣品根據(jù)含量加入3份不同質量的標準溶液,測定后計算回收率,結果見表4.

        表4 實際樣品分析Table 4 Analysis of practical samples

        3 結論

        本研究在分析方法上做了優(yōu)化,使用正己烷作為溶解試劑,使用成本低,安全性高,對環(huán)境污染小,對人體毒害低,方法簡便易行,適用于大批量樣品的集中檢測.以苯、萘、菲作為芳烴及其衍生物的代表性物質來測試其在樣品中的含量,通過單標確定每種物質的特征波長,利用其特征波長值掃描,樣品分析的準確度、精密度更高.該方法可滿足地質行業(yè)分析測試的要求,適用于油氣化探樣品中芳烴類物質的大批量集中分析測試.

        表3 準確度和精密度分析Table 3 Accuracy and precision analysis

        由于紫外光譜在測定芳烴時易受外界干擾,影響因素較多,有時重復性較差,結果不受控制,應進一步排查干擾因素.

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