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摘要:石油类是我国地表水环境质量标准基本项目之一,也是近年来重点污染源监测项目之一。我国有污水综合排放标准、城镇污水处理厂污染物排放标准等36个排放标准,规定了石油类和动植物油类排放限值。根据新国标(HJ637-2018)和旧国标(HJ637-2012)两种方法对不同萃取剂进行比较,并进行适当的研究改进。
关键词:石油类;红外分光光度法;四氯乙烯;四氯化碳
油类物质是一种粘稠的液体,难溶于水,选择性溶解于有机溶剂,相对密度一般都小于1,分为动植物油类和石油类。大量油类物质排入水体后会对水生植物产生不利影响和损害。油类物质漂浮在水体表面,不仅影响水体景观,而且还破坏水生植物的光合作用及其生理生化功能,油膜隔阻了空气与水体界面的交换,降低光的通透性,使受污染水域水生植物的光合作用受到严重损害。石油类污染物对水生动物、人体健康的危害更大,石油粘到鱼鳃上或附在鱼卵上,会使鱼很快窒息死亡,或者使孵化受到影响;石油类物质中的致癌、致畸、致突变组分经过鱼、贝类等生物富集,通过食物链传给人体。研究表明,汽油、柴油、煤油中的有害有毒物质经过呼吸或者皮肤黏膜接触等途径引入人体,对人类的身体健康会造成极大损害。
1测定石油类标准方法的现状及存在的问题
在此之前,“水质石油类和动植物油的测定红外分光光度法(HJ637-2012)”为唯一的环保行业测定水中油的标准。采用四氯化碳作为萃取剂,红外分光光度法因其能全面、准确地检测水体中油类物质的含量,灵敏度高,不受油品影响,在我国环境监测中起着重要的作用,但是由于标准中使用的溶剂四氯化碳是破坏臭氧层的物质(ODS)之一,为了保护大气臭氧层,“关于消耗臭氧层的蒙特利尔议定书”要求禁止使用ODS,我国承诺在2014年12月31日前停止生产与使用四氯化碳。公认的四氯化碳替代品有S-316、H-997以及四氯乙烯。由于S-316和H-997价格昂贵,经济性不如四氯乙烯,因此国标进行了修订,改使用四氯乙烯作为替代萃取剂。四氯乙烯具有不易燃易爆、毒性较低、沸点高而挥发性较低等优点,也不受蒙特利尔公约限制,但作为溶剂,其化学性质不稳定,在日光、空气、水或热作用下会分解产生游离酸。使用四氯乙烯作为萃取剂有两点缺点:一是稳定性差,易光解,与臭氧反应生成光气和三氯乙酰氯;二是四氯乙烯提纯困难,根据HJ637-2012中要求,萃取剂在2800~3100cm-1之间扫描,不应有锐锋,其吸光度值不应该超过0.12。因此,为满足平时监测需要,我们对不同厂家不同纯度的四氯乙烯进行试验,挑选出品质符合国标要求的进行使用。
2实验部分
2.1试剂与仪器
盐酸溶液:1+1,ρ=1.19g/mL,优级纯配制;石油类标准溶液;石油类标准样品;四氯化碳溶液,环保专用试剂;四氯乙烯溶液,市购。OIL480红外分光测油仪。
2.2实验方法
考查各厂家四氯乙烯,选出符合HJ637-2018检验要求,品质较优的四氯乙烯。与四氯化碳萃取剂进行标准样品和试剂水样分析,对其分析结果的差异进行探讨。
2.3结果与讨论
2.3.1市售四氯乙烯品质差别。实验选用4个厂家的四氯乙烯进行对比,试剂厂家分别编号为1~4,根据HJ637-2018关于四氯乙烯检验的方法,以干燥4cm空石英比色皿为参比,在2800~3100cm-1之间使用石英比色皿测定四氯乙烯,2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处吸光度应分别不超过0.34、0.07、0。实验结果如表1。四氯乙烯不稳定,生产中加入的醇类、酚类等稳定剂对测定产生干扰。由表1可知,市售四氯乙烯品质差别较大,所测四氯乙烯在A3030cm-1处均无吸收。试剂开瓶当天测验,试剂厂家1的四氯乙烯已不符合国标。为检验药剂的稳定性,开瓶后第2天和第7天复测发现:因四氯乙烯不稳定,开瓶后接触空气、光照导致其变质,引起吸收值增大,有些甚至带有强烈的刺激性气味。从数据上看,试剂厂家1、4开瓶后第7天在2930cm-1、2960cm-1处吸光度大大增大,超出了国标要求,试剂厂家2虽然也有增加,但仍然在国标要求的范围内。2.3.2四氯乙烯和四氯化碳作为萃取剂比对。由表2可得,两组曲线的线性分别为R=0.9999、R=0.9998,满足方法要求。2.3.3实际水样比对实验。采用两种萃取剂对厂区内3个监测点位采集水样进行测定,其结果如表3所示。由表3可知,两种萃取剂结果较为接近,厂区内水样监测结果相对偏差不大,满足方法要求。
3结论
本实验进行了两种萃取剂的线性实验和实际水样分析实验,线性及相对偏差均符合国标要求,品质好、稳定性好的四氯乙烯可以替代四氯化碳用于石油类监测。
参考文献
[1]HJ637-2012,水质石油类和动植物油的测定红外分光光度法[S].
[2]HJ637-2018,水质石油类和动植物油的测定红外分光光度法[S].
[3]陈欢,王炜,许娟娟,等.四氯乙烯萃取剂测定水中石油类的研究[J].轻工科技,2019,35(1):84-85.□
作者:苏飞 单位:广西钢铁股份有限公司能源环保部