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红外测油仪的方法原理及水中油的操作规程

时间:2024-08-12      阅读:107

1.前言

油类物质是水质污染中国家规定重点检测的项目,水体中油类物质的测定是一个重要而又复杂的问题,历曾采用过多种方法,比如:重量法、气相色谱法、紫外分光光度法、荧光法、非分散红外法等,1986年底以来,国际标准化组织将它作为一个议题,并先后向各成员国发送了水体中石油类物质含量测定方法的讨论稿和后续的修改稿(ISO DP9377),该方法明确了油类物质测定时所用的萃取剂是四氯乙烯,其后续检出方法为红外分光光度法及重量法,并定义了石油烃(Hydrocarbon oil),即指在方法测定的条件下,能被TTE萃取并能通过特定活性Florisil柱的物质;在红外吸收光谱中,不但考虑了亚甲基(CH2)基团中C-H键的伸缩振动(波数为2930cm-1),甲基(CH3)基团中C-H键的伸缩振动(波数为2960cm-1),也考虑了由芳香环中C-H键的伸缩振动(波数为3030cm-1)。

2019年国家发布了环境保护标准“HJ637-2018水质  石油类和动植物油的测定 红外光度法”替代“GB/T16488-1996和HJ637-2012水质石油类和动植物油的测定 红外光度法”从而统一了油类测试的标准问题。

国家在“HJ637-2018水质  石油类和动植物油的测定 红外光度法”中有如下定义:

石油类:在本标准规定的条件下,用四氯乙烯萃取、不被硅酸镁吸附、并且在波数为2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1全部或部分谱带处有特征吸收的物质。

动植物油:在本标准规定的条件下,用四氯乙烯萃取、并且被硅酸镁吸附的物质。当萃取物中含有非动植物油的极性物质时,应在测试报告中加以说明。

标准规定了测定水中总石油类和动植物油类的红外分光光度法。

标准适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中石油类和动植物油类的测定。

当样品体积为1000ml,萃取液体积为25ml,使用4cm的比色皿时,检出限为0.01mg/L。测定下限为0.04mg/L;当样品体积为500ml,萃取液体积为50ml,使用4cm的比色皿时,检出限为0.04mg/L。测定下限为0.16mg/L。

2.方法原理

用四氯乙烯萃取样品中的油类物质,测定总油,然后将萃取液用硅酸镁吸附,除去动植物油类等极性物质,测定石油类。总油和石油类的含量均由波数分别为2930 cm-1 (CH2基团C-H键的伸缩振动)、2960 cm-1 (CH3基团C-H键的伸缩振动)、3030 cm-1 (芳香基环中C-H键的伸缩振动)谱带处的吸光度A2930 、A2960 、A3030  进行计算,其差值为动植物油类浓度。

3.HJ 637-2018  水中油测试操作规程

3.1 测试原理

总油在2930,2960,3030处有特征吸收。依据标准,建立吸收系数(出厂自带),可实现总油的定量分析。

3.2 实验条件

3.2.1 耗材和试剂

1)硅酸镁 和各1瓶

2四氯乙烯 光谱纯 4瓶.(保质期6个月,遮光常温保存)

3移液管1,2,5,10ml,各四根,其中5ml准备 2根

4容量瓶,50ml 1个,25ml5个,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电脑,条件:带有九针打印机接口,win7 64位旗舰版系统。

3.2.2 设备和器械

元圭YOI-690型红外测油仪(搭配4cm石英比色皿)

3.3 建立方法

3.3.1 吸收系数,X,Y,Z,F的校正,

机器出厂之前针对每台设备进行了系数校正,可点击初始设定获取相关参数。

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

此处c为吸收值,也相当于机器给出的初始浓度值。

3.3.2 标准曲线的建立

首先开机预热半小时(不仅仅是开机,期间不间断进行10-20次测量),

1)配置溶液,取标准油液,浓度=1000mg/L,稀释为以下浓度:4,8,20,40,60mg/L,具体方法:a.稀释10倍,取标油5ml定容到50ml,称为中间液

b.取中间液1,2,5,10,15,定容至25ml。

2)记录吸收值

行空白归零,然后依次放入样品,点击样品测试,记录浓度对应吸收值

3)拟合曲线

点击标样设定,填入对应的浓度值和吸收值,计算,命名,保存曲线

3.4 样品处理

3.4.1 取水:取水应选取水下30-50cm的水样,避免表层油膜干扰,如有杂质泥沙,应过滤处理。

3.4.2 萃取:将水样和四氯乙烯(提前量好体积)加入分液漏斗,摇晃萃取3min

3.4.3 过滤和定容:萃取完毕,静置分层后,将萃取液接出至三角瓶或烧杯内,

注意:(1)如果有发现有水珠混入,加3-5g,进行吸附。

(2)如果需要测试石油类,需要加入3-5g硅酸镁进行吸附,如果测低浓度样品(水中油<1),此两种加入物必须按照国标进行清洗,高温处理,此外器具正常清洗烘干后,使用四氯乙烯再进行清洗。

3.4.4 稀释:萃取液浓度过大,一般需要稀释,机器量程0-100mg/L

3.5 样品测试

3.5.1 初始设定 实际用量设置萃取体积,水样体积,稀释倍数。设置正确可直接读取水中油浓度值

3.5.2 标样设定点击标样设定—选择标准曲线—鼠标在相应的曲线上方左击—确定。关闭标样设定界面

3.5.3 样品分析  点击样品分析,打开界面后,检查右上部所示标曲是否正确

1)空白归零 将溶解油样的四氯乙烯(或)倒入比色皿,点击空白归零。

2)样品测试 将待测样品倒入比色皿,点击样品测试。水中油浓度。数据在自动保存,再结果分析中。

3.6 结果分析

左侧点击按照样品编号排列的数据,下方文件处理可输出Excel格式检测报告。

点击重叠谱图,输出多个样品谱图,可不选

3.7 注意:

3.7.1 测试时应倒至比色皿2/3以上

3.7.2 准备擦镜纸,擦干比色皿表面残留液体

3.7.3 手持比色皿时,应手拿玻璃毛面,不要触碰光面

3.7.4 样品分析界面浓度值是比色皿中萃取液油浓度值,可手动换算为水中油浓度值。如果初始设定设置正确,也可读取水中油浓度值。

3.7.5 如果图谱中峰值出现偏移(上图为正确结果,峰正对最右侧蓝线)需要手动基准波长校正。

放入空白溶液四氯乙烯(或),点击空白归零,对比空白测试图谱和正确空白图谱,点击文件—基准波长。调整数值,调小,点击样品测试图谱左移,调大点击样品测试图谱右移。

四氯乙烯(或)谱图杂峰较多,无法进行自动基准波长矫正!只能手动校正。

3.7.6 注意四氯乙烯(或)必须使用标注环保级或红外光谱纯四氯乙烯(或)!

3.7.7 总油浓度小于石油类,一般是器具和添加剂没有清洗干净,另外玻璃棉,,和硅酸镁没有按照要求进行处理。此外水质中杂质不可过多。

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