石油类测定中红外法与紫外法的比对研究

任存勇

摘要：石油类是水质环境中极为重要的污染指标，为了涵盖各种浓度及类型的水体，生态环境部于近期同时发布了水质石油类红外分光光度法与紫外分光光度法（试行）。本文通过对两种方法特性参数以及应用于各类实际水样测定进行比对研究，结果表明，两种方法测定地表水的实际检出限、加标回收率、精密度及准确度等性能指标相近。在使用不同萃取方式应用于各种不同来源和组成水体的实际样品测定时，同种方法所得结果相对偏差均小于10%，但两种方法最大相对偏差达到了41.2%，并且石油类含量越高时，红外分光光度法测定结果较紫外分光光度法与样品理论浓度值更为接近，表明紫外分光光度法对较复杂水体石油类样品的测定存在局限性。

关键词：红外分光光度法；紫外分光光度法；石油类测定

本文通过实验对红外分光光度法和紫外分光光度法测定地表水及含油废水中石油类方法的检出限、精密度和准确度等特性参数进行了比较研究，并对两种方法测定水中石油类的适用性进行了探讨。

1.实验部分

1.1仪器与试剂

吉林北光JLBG-126U型全自动红外分光测油仪；北京普析通用仪TU1901型紫外分光光度计；吉林北光CQQ-1000×3射流萃取器；江苏金坛亿通HY-5型回旋式振荡器；德国艾本德手移加液器。

石油类标准储备液：ρ=1000mg/ml；无水硫酸钠：高温300℃加热2h，冷却后装入磨口瓶中保存；盐酸：ρ(HCI)1.19g/ml）；硫酸：ρ(H₂SO₄)1.84g/ml；四氯化碳（环保型）、四氯乙烯（精制）、正己烷（色谱纯）、硅酸镁（分析纯）、无水乙醇（分析）

2.结果与讨论

2.1标准曲线

红外法采用四氯乙烯将石油类标准样品分别配制0.00、2.00、5.00、10.0、20.0、40.0 和 80mg/L 不同浓度点，使用4cm石英比色皿进行比色，其结果如表1 所示。

紫外法将石油类标准使用液分别准确移取0.00、0.25、0.50、1.00、2.00和4.00ml至6个25ml容量瓶中，用正己烷稀释至标线，摇匀。标准系列浓度分别为0.00、1.00、2.00、4.00、8.00和16.0mg/L。使用2cm石英比色皿进行比色。其结果如表2所示。

表1 红外法线性测试表

标准浓度mg/L	0.00	2.00	5.00	10.0	20.0	40.0	80.0
实测浓度mg/L	0.031	2.20	5.44	10.8	21.2	41.8	82.3
相对误差%	0.0	10	8.8	8.0	6.0	4.5	2.9

表2 紫外法标准曲线

项目	1	2	3	4	5	6
标准浓度mg/L	0.00	1.00	2.00	4.0	8.0	16.0
吸光度	0.000	0.046	0.095	0.189	0.382	0.751

由表1和表2可知，红外分光光度法的线性方程为y=1.0277x+0.3459，r=0.9999；紫外分光光度法的标准曲线为y=0.047x+0.0008，r=0.9999，两组标准曲线相关系数均为0.9999，线性关系良好，符合方法要求。采用标准曲线对石油类标准溶液配制的各浓度点溶液进行分析，红外法实测值相对误差在10%范围内。

2.2样品测定

2.2.1萃取方式对测定的影响

石油类是水污染物排放标准中重要的污染指标，影响石油类测定结果的主要因素包括萃取剂种类及用量、萃取方式、萃取时间等。就同一种类萃取试剂而言，萃取方式的不同，可能会对石油类的测定结果产生影响。

为了考察萃取方式对石油类测定结果可能的影响，按照《地表水和污水监测技术规范》的要求，分别采集地表水（水库、河水）和废水（污水站）样品，选择红外分光光度法和紫外分光光度法分别对不同类型的水体石油类样品采用震荡萃取和射流萃取两种方式进行比对测定。

2.2.2各类水样测定对比

选取三个地表水和三个污水站废水分别按照红外法和紫外法的检测步骤进行测定，实际水样测试结果如表3所示。

表3 水样测试结果

水样名称	红外分光光度法			紫外分光光度法			平均值mg/L	相对偏差%
	射流萃取	震荡萃取	相对偏差%	射流萃取	震荡萃取	相对偏差%
某河	0.02	0.02	0.00	0.04	0.04	0.00	0.03	33.3
某水库	0.05	0.05	0.00	0.06	0.06	0.00	0.06	9.09
某氧化塘	0.08	0.08	0.00	0.12	0.10	9.09	0.10	15.8
某污水厂	2.19	2.17	0.46	1.76	1.71	1.44	1.96	11.2
某车辆段	13.7	13.1	2.24	8.26	8.01	1.54	10.8	24.5
某机务段	36.2	34.1	2.99	14.9	14.4	1.71	24.9	41.2

由表3 可知，不同萃取方式测定地表水、工业废水时，相同方法测定结果相对偏差均小于10%，对测定结果无明显影响。但两种测定方法对不同的水样测定结果存在较大差异，其中地表水最大相对偏差为33%，工业废水为41.2%，石油类浓度越高，红外法检出率越高，与理论浓度值就越接近，从而获得更高的准确度，说明不同水体中石油类的来源、组成和分布不尽相同，但主要是因为两种方法的测定原理存在较大差异，且由于不同的油品特征吸收峰位置存在差异而导致测定结果数据可比性较差。

3.结论

本文通过红外分光光度法与紫外分光光度法对地表水的检测效果对比，两种方法的线性关系、检出限、精密度和准确度无明显差异。测定水样时，不同的萃取方式有较小差异，射流相比震荡萃取效率更高，但相对误差均在允许范围内。在测定工业废水时，石油类浓度越高，红外法的准确度相对越高，而紫外法对于高浓度且较为复杂的水体石油类的测定存在明显缺陷，因此只适用水体简单的地表水测定。

参考文献：

[1]生态环境部环境监测标准司. HJ637-2018 水质石油类和动植物油的测定红外光度法中国环境科学出版社,2018.

[2]生态环境部环境监测标准司. HJ970-2018 水质石油类和动植物油的测定红外光度法（试行）中国环境科学出版社,2018.

[3]焦振寰 宋久林 杨艳彬 国颖. 全自动红外法测定水中油。分析仪器,2018,第5期:65-69.

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