新頒布的國(guó)標(biāo)法HJ637-2018水質(zhì)石油類(lèi)和動(dòng)植物油類(lèi)測(cè)定 紅外分光光度法，選取了紅外三波長(zhǎng)（紅外光譜法）作為石油類(lèi)測(cè)量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
用紅外測(cè)油儀測(cè)量的礦物油一般是由烷烴、環(huán)烷烴及芳香烴組成的混合物。
紅外測(cè)油儀廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，石油化工、水文水利、、污水處理廠(chǎng)、火力發(fā)電廠(chǎng)、鋼鐵企業(yè)、高?？蒲薪虒W(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)、鐵路環(huán)境監(jiān)測(cè)、汽車(chē)制造、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境科研等檢測(cè)室、實(shí)驗(yàn)室使用。
1.紅外測(cè)油儀的工作原理：
根據(jù)HJ637-2018標(biāo)準(zhǔn)，用四氯乙烯萃取水中的油類(lèi)物質(zhì)，測(cè)定總萃取物，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，經(jīng)脫除動(dòng)植物油等極性物質(zhì)后，測(cè)定石油類(lèi)?？傒腿∥锖褪皖?lèi)的含量均由波數(shù)分別為2930cm-1(CH2基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng))、2960cm-1(CH3基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng))和3030cm-1(芳香烴中C-H鍵的伸縮振動(dòng))譜帶處的吸光度A2930、A2960和A3030進(jìn)行計(jì)算。動(dòng)植物油的含量按總萃取物與石油類(lèi)含量之差計(jì)算。
其中三種基團(tuán)2930cm-1（CH3）、 2960cm-1（CH2）、3030cm-1（芳香烴）是石油類(lèi)礦物油的主要組成部分。其組成中的“任一化合物”均可由這三種基團(tuán)“拼裝”而成，因此可見(jiàn)，測(cè)定石油類(lèi)含量只須上述三種基團(tuán)的量即可得出。
2.三波長(zhǎng)的計(jì)算公式由來(lái)：
由吸收的加和性可知，三波數(shù)處的吸光度A2930、A2960、A3030分別為三類(lèi)基團(tuán)吸收的分類(lèi)匯總值，所以其原始公式為：
C＝x* A2930+y* A2960+z* A3030 （1）
C為溶劑中礦物油的濃度，x、y、z 分別為CH2、 CH3、芳環(huán)的C-H鍵的吸光度系數(shù)。因脂烴基對(duì)芳環(huán)的吸收有疊加，盡管很小，但芳環(huán)的吸光度系數(shù)大（2），易引起大的誤差，需引入校正系數(shù)F對(duì)A3030修正：
C＝x* A2930+y* A2960+ z*( A3030- A2930/F) （2）
此即“三波長(zhǎng)紅外光譜法”的計(jì)算公式。
理論上，吸收系數(shù)為特定值，但隨儀器精度、操作條件有差別，可借助模型化合物的純物質(zhì)標(biāo)定本儀器的值。分別配制富含CH2（如正十六烷）、 CH3（如姥鮫烷或異辛烷）、芳環(huán)（如甲苯或苯）基團(tuán)的單一標(biāo)準(zhǔn)溶液以標(biāo)定x，y，z：在3400-1～60000px-1之間進(jìn)行紅外光譜掃描，模型化合物的紅外光譜見(jiàn)圖1。
逐個(gè)量取3030 cm-1、2960 cm-1、2930 cm-1三處的吸光度，依次代入（2）式，得三聯(lián)方程組，其中F為正十六烷的A2930/ A3030值。
對(duì)一特定儀器，在特定條件下，x、y、z、F保持穩(wěn)定，使用EP900紅外測(cè)油儀的響應(yīng)系數(shù)見(jiàn)表2。
3.系數(shù)驗(yàn)證及適應(yīng)性檢驗(yàn)
為驗(yàn)證校正系數(shù)，分別用國(guó)標(biāo)樣及自配B重油標(biāo)樣進(jìn)行了回收率試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。
試驗(yàn)結(jié)果表明，本校正系數(shù)的平均回收率為96.7％，相對(duì)誤差在-0.5％～-5％之間，能滿(mǎn)足實(shí)用測(cè)定要求。
三波長(zhǎng)紅外光譜法充分兼顧了鏈烷、環(huán)烷及芳香烷的共同影響，能適應(yīng)各種組成比例混合烴的測(cè)定，避開(kāi)了“標(biāo)準(zhǔn)油”問(wèn)題，具有很大的優(yōu)越性。其對(duì)烴組成比例變化的適應(yīng)性驗(yàn)證見(jiàn)表3。
表3表明，三波長(zhǎng)紅外光譜法對(duì)各種烴類(lèi)組成比例，甚至極端比例的樣品均具有很好的響應(yīng)，不需在每次測(cè)定樣品前提取或配制“標(biāo)準(zhǔn)油”，充分顯示出該法對(duì)樣品中烴類(lèi)組成變化所特有的適應(yīng)性。
4.紅外光譜法中近紅外光源和中紅外光源的應(yīng)用區(qū)別：
雖無(wú)嚴(yán)格界限，但非分散儀使用近紅外光源，測(cè)量中紅外區(qū)的信息（近紅外光區(qū)邊緣），能量弱、靈敏度低，尤其是對(duì)芳環(huán)的響應(yīng)（大型儀器亦如此，見(jiàn)表1）。建議國(guó)產(chǎn)紅外測(cè)油儀使用中紅外光源，以進(jìn)一步提高儀器靈敏度。
5.紅外測(cè)油儀的技術(shù)應(yīng)用
項(xiàng) 目 技術(shù)指標(biāo)
儀器檢出限 3SD≤0.02mg/L(測(cè)量11次空白計(jì)算3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差)
方法檢出限(水樣) 0.002mg/L
水樣測(cè)量范圍 0.0-100%油(稀釋或富集萃取測(cè)量法)
重復(fù)性 RSD≤1%(20-100mg/L油標(biāo)樣測(cè)定11次)
測(cè)量四氯乙烯 73250px-1 吸光度：＜0.2（A）
芳烴檢出限 2mg/L（苯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）
準(zhǔn)確度誤差 <±2%
相關(guān)系數(shù) R>0.9999
掃描速度 全譜掃描，30秒鐘/次
波數(shù)范圍 85000px-1～60000px-1（即2941nm～4167nm）
吸光度范圍 0.0000～2.0000AU（即透過(guò)率100～1%T）
分辨率 0.001mg/L
波數(shù)準(zhǔn)確度和重復(fù)性 ±12.5px-1
使用溫度和濕度 溫度范圍1℃-40℃，濕度≤90﹪
主機(jī)外型尺寸 1125px×875px×325px（長(zhǎng)寬高）
使用電源 (220±22)V、(50±1)Hz、50VA
儀器應(yīng)用范圍主要地表水、地下水、工業(yè)廢水中含油量的測(cè)量，也可用于餐飲業(yè)煙氣中油的監(jiān)測(cè)和固體中含油量的監(jiān)測(cè)。紅外測(cè)油儀是測(cè)量水體、氣體、固體中含油量的儀器。
6.紅外測(cè)油儀的應(yīng)用行業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)境監(jiān)測(cè)站、生活污水和工業(yè)廢水的測(cè)定 GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)
飲食業(yè)油煙監(jiān)測(cè)單位 GB18483—2001飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)
市政排水檢測(cè)站或及污水處理廠(chǎng) GB ** 18—2002城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
或者 GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
石油石化企業(yè) GB3551—83 石油煉制工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
鐵路環(huán)境監(jiān)測(cè)站 GB5469—85鐵路貨車(chē)洗刷廢水排放標(biāo)準(zhǔn)
火力發(fā)電廠(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)以及其它標(biāo)準(zhǔn)
冶煉行業(yè)廢水監(jiān)測(cè) GB13456—92鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
海洋漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè) GB3097海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和GB11607漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
水文環(huán)境監(jiān)測(cè)站 GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、農(nóng)業(yè)林業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 GB4284—84農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)
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