紅外測油儀的方法原理及水中油的操作規(guī)程

1.前言

油類物質是水質污染中國家規(guī)定重點檢測的項目，水體中油類物質的測定是一個重要而又復雜的問題，歷曾采用過多種方法，比如：重量法、氣相色譜法、紫外分光光度法、熒光法、非分散紅外法等，1986年底以來，國際標準化組織將它作為一個議題，并先后向各成員國發(fā)送了水體中石油類物質含量測定方法的討論稿和后續(xù)的修改稿（ISO DP9377），該方法明確了油類物質測定時所用的萃取劑是四氯乙烯，其后續(xù)檢出方法為紅外分光光度法及重量法，并定義了石油烴（Hydrocarbon oil），即指在方法測定的條件下，能被TTE萃取并能通過特定活性Florisil柱的物質；在紅外吸收光譜中，不但考慮了亞甲基（CH2）基團中C－H鍵的伸縮振動（波數(shù)為2930cm-1），甲基（CH3）基團中C－H鍵的伸縮振動（波數(shù)為2960cm-1），也考慮了由芳香環(huán)中C－H鍵的伸縮振動（波數(shù)為3030cm-1）。

2019年國家發(fā)布了環(huán)境保護標準“HJ637-2018水質  石油類和動植物油的測定 紅外光度法”替代“GB/T16488-1996和HJ637-2012水質石油類和動植物油的測定 紅外光度法”從而統(tǒng)一了油類測試的標準問題。

國家在“HJ637-2018水質  石油類和動植物油的測定 紅外光度法”中有如下定義：

石油類：在本標準規(guī)定的條件下，用四氯乙烯萃取、不被硅酸鎂吸附、并且在波數(shù)為2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1全部或部分譜帶處有特征吸收的物質。

動植物油：在本標準規(guī)定的條件下，用四氯乙烯萃取、并且被硅酸鎂吸附的物質。當萃取物中含有非動植物油的極性物質時，應在測試報告中加以說明。

標準規(guī)定了測定水中總石油類和動植物油類的紅外分光光度法。

標準適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中石油類和動植物油類的測定。

當樣品體積為1000ml，萃取液體積為25ml，使用4cm的比色皿時，檢出限為0.01mg/L。測定下限為0.04mg/L；當樣品體積為500ml，萃取液體積為50ml，使用4cm的比色皿時，檢出限為0.04mg/L。測定下限為0.16mg/L。

2.方法原理

用四氯乙烯萃取樣品中的油類物質，測定總油，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，除去動植物油類等極性物質，測定石油類。總油和石油類的含量均由波數(shù)分別為2930 cm-1 (CH2基團C－H鍵的伸縮振動)、2960 cm-1 (CH3基團C－H鍵的伸縮振動)、3030 cm-1 (芳香基環(huán)中C－H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A2930 、A2960 、A3030  進行計算，其差值為動植物油類濃度。

3.HJ 637-2018  水中油測試操作規(guī)程

3.1 測試原理

總油在2930，2960，3030處有特征吸收。依據(jù)標準，建立吸收系數(shù)（出廠自帶），可實現(xiàn)總油的定量分析。

3.2 實驗條件

3.2.1 耗材和試劑

1）硅酸鎂 和各1瓶

2）四氯乙烯 光譜純 4瓶.（保質期6個月，遮光常溫保存）

3）移液管1，2，5，10ml，各四根，其中5ml準備 2根

4）容量瓶，50ml 1個，25ml5個，提前清洗烘干，不能有水！

5）玻璃棉1包，

6）分液漏斗1只，1000ml，如有萃取器也可

7）電腦，條件：帶有九針打印機接口，win7 64位旗艦版系統(tǒng)。

3.2.2 設備和器械

元圭YOI-690型紅外測油儀（搭配4cm石英比色皿）

3.3 建立方法

3.3.1 吸收系數(shù)，X，Y，Z，F(xiàn)的校正，

機器出廠之前針對每臺設備進行了系數(shù)校正，可點擊初始設定獲取相關參數(shù)。

c=X*A2390+Y*A2960+Z*(A3030-2930/F)

此處c為吸收值，也相當于機器給出的初始濃度值。

3.3.2 標準曲線的建立

首先開機預熱半小時（不僅僅是開機，期間不間斷進行10-20次測量），

1）配置溶液，取標準油液，濃度=1000mg/L，稀釋為以下濃度：4，8，20，40，60mg/L，具體方法：a.稀釋10倍，取標油5ml定容到50ml，稱為中間液

b.取中間液1，2，5，10，15，定容至25ml。

2）記錄吸收值

行空白歸零，然后依次放入樣品，點擊樣品測試，記錄濃度對應吸收值

3）擬合曲線

點擊標樣設定，填入對應的濃度值和吸收值，計算，命名，保存曲線

3.4 樣品處理

3.4.1 取水：取水應選取水下30-50cm的水樣，避免表層油膜干擾，如有雜質泥沙，應過濾處理。

3.4.2 萃取：將水樣和四氯乙烯（提前量好體積）加入分液漏斗，搖晃萃取3min

3.4.3 過濾和定容：萃取完畢，靜置分層后，將萃取液接出至三角瓶或燒杯內，

注意：（1）如果有發(fā)現(xiàn)有水珠混入，加3-5g，進行吸附。

（2）如果需要測試石油類，需要加入3-5g硅酸鎂進行吸附，如果測低濃度樣品（水中油＜1），此兩種加入物必須按照國標進行清洗，高溫處理，此外器具正常清洗烘干后，使用四氯乙烯再進行清洗。

3.4.4 稀釋：萃取液濃度過大，一般需要稀釋，機器量程0-100mg/L

3.5 樣品測試

3.5.1 初始設定 實際用量設置萃取體積，水樣體積，稀釋倍數(shù)。設置正確可直接讀取水中油濃度值

3.5.2 標樣設定點擊標樣設定—選擇標準曲線—鼠標在相應的曲線上方左擊—確定。關閉標樣設定界面

3.5.3 樣品分析  點擊樣品分析，打開界面后，檢查右上部所示標曲是否正確

1）空白歸零 將溶解油樣的四氯乙烯（或）倒入比色皿，點擊空白歸零。

2）樣品測試 將待測樣品倒入比色皿，點擊樣品測試。水中油濃度。數(shù)據(jù)在自動保存，再結果分析中。

3.6 結果分析

左側點擊按照樣品編號排列的數(shù)據(jù)，下方文件處理可輸出Excel格式檢測報告。

點擊重疊譜圖，輸出多個樣品譜圖，可不選

3.7 注意：

3.7.1 測試時應倒至比色皿2/3以上

3.7.2 準備擦鏡紙，擦干比色皿表面殘留液體

3.7.3 手持比色皿時，應手拿玻璃毛面，不要觸碰光面

3.7.4 樣品分析界面濃度值是比色皿中萃取液油濃度值，可手動換算為水中油濃度值。如果初始設定設置正確，也可讀取水中油濃度值。

3.7.5 如果圖譜中峰值出現(xiàn)偏移（上圖為正確結果，峰正對最右側藍線）需要手動基準波長校正。

放入空白溶液四氯乙烯（或），點擊空白歸零，對比空白測試圖譜和正確空白圖譜，點擊文件—基準波長。調整數(shù)值，調小，點擊樣品測試圖譜左移，調大點擊樣品測試圖譜右移。

四氯乙烯（或）譜圖雜峰較多，無法進行自動基準波長矯正！只能手動校正。

3.7.6 注意四氯乙烯（或）必須使用標注環(huán)保級或紅外光譜純四氯乙烯（或）！

3.7.7 總油濃度小于石油類，一般是器具和添加劑沒有清洗干凈，另外玻璃棉，，和硅酸鎂沒有按照要求進行處理。此外水質中雜質不可過多。