北方伟业计量集团有限公司
环境水中石油类是反映环境水质质量的一个重要指标,它同pH值、化学耗氧量(COD)、甲醇及水中悬浮物等指标对于废水处理效果的控制及对排放或回注水水质的评价具有重要的作用。石油类物质漂浮于水体表面,影响空气与水体界面氧的交换。分散于水中以及吸附于悬浮微粒上或以乳化状态存在于水中的油,它们被微生物氧化分解,消耗水中的溶解氧,使水质恶化。
1方法原理
非分散红外法是利用石油类物质的甲基(-CH3)、亚甲基(-CH2-),即C-H键自身化合物的一个特征,在近红外区3.4~3.5μm波长处有特征吸收作为测定水样中含油量的基础。不同的油(植物油、动物油、矿物油等)在这一波长范围内有同样的灵敏度,由光能吸收与样品中的油浓度成正比的关系进行油浓度的定量。样品中油浓度的计算公式为:C=C0×V0VW(1)式中C—水样中含油量,mg/L;C0—仪器显示读数,mg/L;V0—萃取剂加入体积,mL;VW—水样体积,mL。
2实验部分
2.1仪器与试剂
主要仪器:OCMA-350型非分散红外测油仪、电热恒温鼓风干燥箱、250mL梨形分液漏斗、硬质玻璃硼酸细口采样瓶。主要试剂:六氟四氯丁烷(S-316)、5%盐酸、无水硫酸钠、氯化钠、2011年由国家标准物质研究中心研制的编号为205935和205936的石油类标准物质,石油类含量分别为30.3mg/L(不确定度为±1.7)、71.3mg/L(不确定度为±4.3)标准物质。
2.2实验方法及步骤
本实验所采用的方法为中华人民共和国国家标准GB/T16488-1996《水质石油类和动植物油测定非分散红外光度法》。具体步骤如下:取水样于分液漏斗中,用HCl调到pH≤2,加入少量氯化钠颗粒破乳,萃取、振荡,静置分层,用无水硫酸钠过滤、比色、读数、记录并计算。
3影响因素的确定
3.1测量误差的影响
对照国家标准GB/T16488-1996《水质石油类和动植物油测定非分散红外光度法》,实验从取样分析到开机检测的一系列过程中,操作方法、步骤基本和标准方法一致,而所存在的误差就在标准方法中未提及。化学分析时由于各种原因,如读数等候时间不相同、样品池过脏或做样时使用的容器不是干净干燥的等都是造成测量结果误差的原因。但在具体操作过程中,这些都是可以通过严格操作规程、提高自身技术水平加以克服。对于另外一些误差如固体药品内含有水份或是有机物质、滤纸未烘干、仪器开机时间长、空白测定值过高等,我们分别进行了实验,以确定影响石油类测定结果的干扰因素,减小误差。
3.2化学药品的影响
将无水硫酸钠和氯化钠放入高温炉内在300℃下烘2h,装入磨口瓶中备用。分析过程中取石油类标准样品20mL,取20mL的S-316萃取,充分振荡后经无水硫酸钠过滤,滤液用分析仪器进行测定。我们对中国石油长庆油田分公司第一采气厂第一净化厂回注水水质作为实验样品进行分析,经过干燥处理的药品和未处理的药品进行对比分析,如表1所示。从表1数据可以看出,药品经过处理后分析结果降低了很多(3~7mg/L之间)。
为了进一步证实化学药品的影响,我们又采用了标准样品进行分析,分析结果如表2所示。实验结果说明(见表2),经300℃烘干2h的化学药品使用后分析的最大偏差8.3%,最小偏差0.1%,比先前进行的实验室比对来说,误差在逐渐缩小,而且误差相差不大。因此,消除干扰的办法就是将无水硫酸钠和氯化钠放入高温炉内经300℃烘干2h,并储存于玻璃磨口瓶中备用,可以保证分析结果有较高的准确率和较好的重复性。
3.3萃取液的过滤方式影响
滤纸吸收水分和吸附性较强。在实验过程中发现使用放置在空气中的滤纸,含水且很有可能有机物吸附在滤纸中,所以使用烘干后的滤纸十分有必要。为此,我们将滤纸放在真空干燥箱内在110℃烘1h后,放在干燥皿中备用。沙芯漏斗的特点是孔眼分布均匀。
根据资料显示,使用沙芯漏斗也可以减少操作的误差,所以,我们将烘干的沙芯漏斗和烘干的滤纸对标准样品和同一批次水样进行试验,试验结果如表3所示。分析过程中取石油类标准样品20mL,取20mL的S-316萃取,充分振荡后经烘干的无水硫酸钠过滤,滤液用分析仪器进行测定。表3结果显示,烘干的砂芯漏斗和烘干的滤纸在分析结果上没有大的差别,但是测定过程中的稳定性要好于未烘干的滤纸。鉴于滤纸在使用方面更加方便,所以使用烘干的滤纸作为过滤介质还是比较好的。
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