《水质分析手册》HZHJSZ0094 水质石油类和动植物油的测定红外光度法.pdf_大学文库

HZHJSZ0094水质石油类和动植物油的测定红外光度法 HZHJ-SZ-0094 水质一石油类和动植物油的测定一红外光度法第一篇红外分光光度法范围本方法规定了测定水中石油类和动植物油的红外分光光度法本方法适用于地面水、地下水、生活污水和工业废水中石油类和动植物油的测定。试料体积为500mL,使用光程为4cm的比色皿时,方法的检出限为0.1mg/;试料体积为5L,通过富集后,其检出限为00lmg/L 2定义本方法采用下列定义。 2.1石油类在本方法规定的条件下,用四氯化碳萃取、不被硅酸镁吸附、并且在波数为2930cm 2960cm1和3030cm1全部或部分谱带处有特征吸收的物质。注:当使用其它溶剂(如三氯三氟乙烷等)或吸附剂(如三氧化二铝5A分子筛等)时,需进行测定值的校 22动植物油在本方法规定的条件下,用四氯化碳萃取,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。 3原理用四氯化碳萃取水中的油类物质,测定总萃取物,然后将萃取液用硅酸镁吸附,经脱除动植物油等极性物质后,测定石油类。总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm1(CH基团中C一H键的伸缩振动) 2960cm(CH基团中C一H键的伸缩振动和3030cm(芳香环中C一H键的伸缩振动)谱带处的吸光度A2930、A、A3030进行计算。动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之差计算。 4试剂和材料除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水 4l四氯化碳(CCu在2600cm1~3300cm1之间扫描,其吸光度应不超过003(lcm比色皿空气池作参比) 注:四氯化碳有毒,操作时要谨慎小心,并在通风橱内进行 42硅酸镁( Magnesium silicate):60~100目。取硅酸镁于瓷蒸发皿中,置高温炉内500℃加热 2h,在炉内冷却至200℃后,移入干燥器中冷至室温,于磨口玻璃瓶内保存。使用时,称取适量的干燥硅酸镁于磨口玻璃瓶中,根据干燥硅酸镁的重量,按6%m/m)的比例加适量的蒸馏水,密塞并充分振荡数分钟,放置约12h后使用。 43吸附柱:内径l0mm、长约20omm的玻璃层析柱。出口处填塞少量用萃取溶剂浸泡并凉干后的玻璃棉,将已处理好的硅酸镁(4.2)缓缓倒入玻璃层析柱中,边倒边轻轻敲打,填充高度为80mm 44无水硫酸钠( Na2SO4)ε在高温炉内300℃加热2h,冷却后装入磨口玻璃瓶中,干燥器内保存 45氯化钠(NaCD 46盐酸(HCD:i=1.18g/mL。 47盐酸溶液:1+5 48氢氧化钠(NaOH溶液:50g/L。 49硫酸铝[(Ab2(SO4)3·18H2O)]溶液:130g/L

1 HZHJSZ0094 水质石油类和动植物油的测定红外光度法 HZ-HJ-SZ-0094 水质石油类和动植物油的测定红外光度法第一篇红外分光光度法 1 范围本方法规定了测定水中石油类和动植物油的红外分光光度法本方法适用于地面水地下水生活污水和工业废水中石油类和动植物油的测定试料体积为 500mL 使用光程为 4cm 的比色皿时方法的检出限为 0.1mg/L 试料体积为 5L 通过富集后其检出限为 0.01mg/L 2 定义本方法采用下列定义 2.1 石油类在本方法规定的条件下用四氯化碳萃取不被硅酸镁吸附并且在波数为 2930cm-1 2960cm-1 和 3030cm-1 全部或部分谱带处有特征吸收的物质注当使用其它溶剂(如三氯三氟乙烷等)或吸附剂(如三氧化二铝 5Å 分子筛等)时需进行测定值的校正 2.2 动植物油在本方法规定的条件下用四氯化碳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 3 原理用四氯化碳萃取水中的油类物质测定总萃取物然后将萃取液用硅酸镁吸附经脱除动植物油等极性物质后测定石油类总萃取物和石油类的含量均由波数分别为 2930cm-1 (CH3 基团中 C H 键的伸缩振动) 2960cm-1 (CH3 基团中 C H 键的伸缩振动)和 3030cm-1 (芳香环中 C H 键的伸缩振动)谱带处的吸光度 A2930 A2960 A3030 进行计算动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之差计算 4 试剂和材料除非另有说明分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水 4.1 四氯化碳(CCl4) 在 2600 cm-1 ~3300 cm-1 之间扫描其吸光度应不超过 0.03 (1cm比色皿空气池作参比) 注四氯化碳有毒操作时要谨慎小心并在通风橱内进行 4.2 硅酸镁(Magnesium Silicate) 60~100 目取硅酸镁于瓷蒸发皿中置高温炉内 500 加热 2h 在炉内冷却至 200 后移入干燥器中冷至室温于磨口玻璃瓶内保存使用时称取适量的干燥硅酸镁于磨口玻璃瓶中根据干燥硅酸镁的重量按 6%(m/m)的比例加适量的蒸馏水密塞并充分振荡数分钟放置约 12h 后使用 4.3 吸附柱内径 10mm 长约 200mm 的玻璃层析柱出口处填塞少量用萃取溶剂浸泡并凉干后的玻璃棉将已处理好的硅酸镁(4.2)缓缓倒入玻璃层析柱中边倒边轻轻敲打填充高度为 80 mm 4.4 无水硫酸钠(Na2SO4) 在高温炉内 300 加热 2h 冷却后装入磨口玻璃瓶中干燥器内保存 4.5 氯化钠 NaCl 4.6 盐酸 HCl ñ=1.18g/mL 4.7 盐酸溶液 1+5 4.8 氢氧化钠(NaOH)溶液 50g/L 4.9 硫酸铝 [ Al2 SO4 3 18H2O ] 溶液 130g/L

410正十六烷(CH3(CH2)14CH3) 411老鲛烷(2,6,10,14-四甲基十五烷 412甲苯(C6H5CH3 5仪器和设备 51仪器:红外分光光度计,能在3400cm至2400cm1之间进行扫描操作,并配1cm和 4cm带盖石英比色皿 52分液漏斗:1000M,活塞上不得使用油性润滑剂 53容量瓶:50mL、100mL和100mL 54玻璃砂芯漏斗:G一1型40mL。 55采样瓶:玻璃瓶。 6采样和样品保存 61采样:油类物质要单独采样,不允许在实验室内再分样。采样时,应连同表层水一并采集,并在样品瓶上作一标记,用以确定样品体积。当只测定水中乳化状态和溶解性油类物质时,应避开漂浮在水体表面的油膜层,在水面下20~50cm处取样。当需要报告一段时间内油类物质的平均浓度时,应在规定的时间间隔分别采样而后分别测定。 62样品保存:样品如不能在24h内测定,采样后应加盐酸酸化至p≤2,并于2~5℃下冷藏保存。 7操作步骤 71萃取 7.1.1直接萃取将一定体积的水样全部倾入分液漏斗中,加盐酸酸化至p2,用20mL四氯化碳洗涤采样瓶后移入分液漏斗中,加约20g氯化钠,充分振荡2min,并经常开启活塞排气。静置分层后,将萃取液经已放置约I0mm厚度无水硫酸钠(44)的玻璃砂芯漏斗流入容量瓶内。用 2onL四氯化碳重复萃取一次。取适量的四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗,洗涤液一并流入容量瓶, 加四氯化碳稀释至标线定容,并摇匀。将萃取液分成两份,一份直接用于测定总萃取物,另一份经硅酸镁吸附后,用于测定石油类 7.1.2絮凝富集萃取水样中石油类和动植物油的含量较低时,采用絮凝富集萃取法。往一定体积的水样中加25mL硫酸铝溶液(49)并搅匀,然后边搅拌边逐滴加入25mL氢氧化钠溶液(4.8),待形成絮状沉淀后沉降3σmi,虹吸法弃去上层清液,加适量的盐酸溶液(4.) 溶解沉淀,以下步骤按7.1.1进行。 72吸附取适量的萃取液(7.1)通过硅酸镁吸附柱(4.3),弃去前约5mL的滤出液,余下部分接入玻璃瓶用于测定石油类。如萃取液需要稀释,应在吸附前进行。也可采用振荡吸附法,步骤见附录A 注:经硅酸镁吸附剂处理后,由极性分子构成的动植物油被吸附,而非极性的石油类不被吸附。某些非动植物油的极性物质(如含有一C-O、一OH基团的极性化学品等)同时也被吸附,当水样中明显含有此类物质时,可在测试报告中加以说明。 73测定 731样品测定以四氯化碳作参比溶液,使用适当光程的比色皿,在3400cm1至2400cm1之间分别对萃取液(7.1)和硅酸镁吸附后滤出液(72进行扫描,于330cm至2600cm1之间划一直线作基线,在2930cm1、2960cm!、3030cm1处分别测量萃取液(71)和硅酸镁吸附后滤出液(72) 的吸光度A2930、A2960、A3030,并分别计算总萃取物和石油类的含量,按总萃取物与石油类含量之差计算动植物油的含量。 2

2 4.10 正十六烷 CH3 CH2 14CH3 4.11 老鲛烷(2 6 10 14-四甲基十五烷) 4.12 甲苯 C6H5CH3 5 仪器和设备 5.1 仪器红外分光光度计能在 3400 cm-1 至 2400 cm-1 之间进行扫描操作并配 1 cm 和 4 cm 带盖石英比色皿 5.2 分液漏斗 1000Ml 活塞上不得使用油性润滑剂 5.3 容量瓶 50mL 100mL 和 1000mL 5.4 玻璃砂芯漏斗 G 1 型 40mL 5.5 采样瓶玻璃瓶 6 采样和样品保存 6.1 采样油类物质要单独采样不允许在实验室内再分样采样时应连同表层水一并采集并在样品瓶上作一标记用以确定样品体积当只测定水中乳化状态和溶解性油类物质时应避开漂浮在水体表面的油膜层在水面下 20~50cm处取样当需要报告一段时间内油类物质的平均浓度时应在规定的时间间隔分别采样而后分别测定 6.2 样品保存样品如不能在 24h 内测定采样后应加盐酸酸化至 pH 2 并于 2~5 下冷藏保存 7 操作步骤 7.1 萃取 7.1.1 直接萃取将一定体积的水样全部倾入分液漏斗中加盐酸酸化至 pH 2 用 20mL 四氯化碳洗涤采样瓶后移入分液漏斗中加约 20g 氯化钠充分振荡 2min 并经常开启活塞排气静置分层后将萃取液经已放置约 10mm 厚度无水硫酸钠(4.4)的玻璃砂芯漏斗流入容量瓶内用 20mL 四氯化碳重复萃取一次取适量的四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗洗涤液一并流入容量瓶加四氯化碳稀释至标线定容并摇匀将萃取液分成两份一份直接用于测定总萃取物另一份经硅酸镁吸附后用于测定石油类 7.1.2 絮凝富集萃取水样中石油类和动植物油的含量较低时采用絮凝富集萃取法往一定体积的水样中加 25mL 硫酸铝溶液(4.9)并搅匀然后边搅拌边逐滴加入 25mL 氢氧化钠溶液(4.8) 待形成絮状沉淀后沉降 30min 虹吸法弃去上层清液加适量的盐酸溶液(4.7) 溶解沉淀以下步骤按 7.1.1 进行 7.2 吸附取适量的萃取液(7.1)通过硅酸镁吸附柱(4.3) 弃去前约 5mL 的滤出液余下部分接入玻璃瓶用于测定石油类如萃取液需要稀释应在吸附前进行也可采用振荡吸附法步骤见附录 A 注经硅酸镁吸附剂处理后由极性分子构成的动植物油被吸附而非极性的石油类不被吸附某些非动植物油的极性物质(如含有 C O OH 基团的极性化学品等)同时也被吸附当水样中明显含有此类物质时可在测试报告中加以说明 7.3 测定 7.3.1 样品测定以四氯化碳作参比溶液使用适当光程的比色皿在 3400 cm-1 至 2400 cm-1 之间分别对萃取液(7.1)和硅酸镁吸附后滤出液(7.2)进行扫描于 3300 cm-1 至 2600 cm-1 之间划一直线作基线在 2930 cm-1 2960 cm-1 3030 cm-1 处分别测量萃取液(7.1)和硅酸镁吸附后滤出液(7.2) 的吸光度 A2930 A2960 A3030 并分别计算总萃取物和石油类的含量按总萃取物与石油类含量之差计算动植物油的含量

732校正系数测定以四氯化碳为溶剂,分别配制100mg/L正十六烷、100mg/L老鲛烷和400mg/L甲苯溶液用四氯化碳作参比溶液,使用lcm比色皿,分别测量正十六烷、姥鲛烷和甲苯三种溶液在2930 cm!、2960cm1、3030cml处的吸光度A2930、A296、A3030 正十六烷、姥鲛烷和甲苯三种溶液在上述波数处的吸光度均服从于通用式(1,由此得出的联立方程式经求解后,可分别得到相应的校正系数X、Y、X和F (A3030-A2930/F) 式中:c一萃取溶液中化合物的含量;mgI A2930、A2960、A3030-各对应波数下测得的吸光度; X、Y 与各种C一H键吸光度相对应的系数; 脂肪烃对芳香烃影响的校正因子,即正十六烷在2960cm和3030cm处的吸光度之比。对于正十六烷(H)和姥鲛烷(P),由于其芳香烃含量为零, 即:A3030-A2930/F=0,则有: F=A2930(H)/A00(H c(H)=XA2930(H)+YA2960(H c(P)=XA293o(P)+YA290(P) 由式(2)可得F值,由式(3)和(4)可得X和Y值,其中c(H)和c(P)分别为测定条件下正十六烷和姥鲛烷的浓度(mgL 对于甲苯(T,则有 c(T)=XA2930(T)+YA2960(T+Z[A3030(T)-A2930(T)/-(5) 由式(5)可得Z值,其中c(T)为测定条件下甲苯的浓度(mg) 可采用异辛烷代替姥鲛烷、苯代替甲苯,以相同方法测定校正系数。两系列物质,在同仪器相同波数下的吸光度不一定完全一致,但测得的校正系数变化不大 733校正系数检验 73.31分别准确量取纯正十六烷、姥鲛烷和甲苯,按5:3:1(wV)的比例配成混合烃使用时根据所需浓度,准确称取适量的混合烃,以四氯化碳为溶剂配成适当浓度范围(如 5、40、80mgL等)的混合烃系列溶液 7.332按73.1在2930cm1、2960cml、3030cm1处分别测量混合烃系列溶液的吸光度 A2930、A2∞60、A3∞.按式(1)计算混合烃系列溶液的浓度,并与配制值进行比较,如混合烃系列溶液浓度测定值的回收率在90%110%范围内,则校正系数可采用,否则应重新测定校正系数并检验,直至符合条件为止。釆用异辛烷代替姥鲛烷、苯代替甲苯测定校正系数时,用正十六烷、异辛烷和苯按65: 25:10(VⅣ)的比例配制混合烃,然后按相同方法检验样正系数。 74空白试验以水代替试料,加入与测定相同体积的试剂,并使用相同光程的比色皿,按7.3.1中有关步骤进行空白试验。 8结果计算 8.1总萃取物量水样中总萃取物量c(mg)按式(6)计算: F·D·l C1=[X·A +Z(A1 l.3030 F ·L 式中:X,Y,Z,F一校正系数; A1,2930、A1,2960、A1,3030-各对应波数下测得萃取液的吸光度;

3 7.3.2 校正系数测定以四氯化碳为溶剂分别配制 100mg/L 正十六烷 100mg/L 老鲛烷和 400mg/L 甲苯溶液用四氯化碳作参比溶液使用 1cm比色皿分别测量正十六烷姥鲛烷和甲苯三种溶液在 2930 cm-1 2960 cm-1 3030 cm-1 处的吸光度 A2930 A2960 A3030 正十六烷姥鲛烷和甲苯三种溶液在上述波数处的吸光度均服从于通用式(1) 由此得出的联立方程式经求解后可分别得到相应的校正系数 X Y X 和 F c=X A2930+Y A2960+Z A3030- A2930/F ………………………………….. 1 式中 c 萃取溶液中化合物的含量 mg/L A2930 A2960 A3030 各对应波数下测得的吸光度 X Y Z 与各种 C H 键吸光度相对应的系数 F 脂肪烃对芳香烃影响的校正因子即正十六烷在 2960 cm-1 和 3030 cm-1 处的吸光度之比对于正十六烷(H)和姥鲛烷(P) 由于其芳香烃含量为零即 A3030- A2930/F=0 则有 F= A2930 H / A3030 H ……………………………. 2 c H =X A2930 H +Y A2960 H ……………….... 3 c P =X A2930 P +Y A2960 P ………………...... 4 由式(2)可得 F 值由式(3)和(4)可得 X 和 Y 值其中 c H 和 c P 分别为测定条件下正十六烷和姥鲛烷的浓度 mg/L 对于甲苯(T) 则有 c T =X A2930 T +Y A2960 T +Z [A3030 T -A2930 T /F]…….. 5 由式(5)可得 Z 值其中 c T 为测定条件下甲苯的浓度 mg/L 可采用异辛烷代替姥鲛烷苯代替甲苯以相同方法测定校正系数两系列物质在同一仪器相同波数下的吸光度不一定完全一致但测得的校正系数变化不大 7.3.3 校正系数检验 7.3.3.1 分别准确量取纯正十六烷姥鲛烷和甲苯按 5 3 1 V/V 的比例配成混合烃使用时根据所需浓度准确称取适量的混合烃以四氯化碳为溶剂配成适当浓度范围如 5 40 80mg/L 等的混合烃系列溶液 7.3.3.2 按 7.3.1 在 2930 cm-1 2960 cm-1 3030 cm-1 处分别测量混合烃系列溶液的吸光度 A2930 A2960 A3030 按式(1)计算混合烃系列溶液的浓度并与配制值进行比较如混合烃系列溶液浓度测定值的回收率在 90%~110%范围内则校正系数可采用否则应重新测定校正系数并检验直至符合条件为止采用异辛烷代替姥鲛烷苯代替甲苯测定校正系数时用正十六烷异辛烷和苯按 65 25 10 V/V 的比例配制混合烃然后按相同方法检验样正系数 7.4 空白试验以水代替试料加入与测定相同体积的试剂并使用相同光程的比色皿按 7.3.1 中有关步骤进行空白试验 8 结果计算 8.1 总萃取物量水样中总萃取物量 c1 mg/L 按式(6)计算式中 X Y Z F 校正系数 A1 2930 A1 2960 A1 3030 各对应波数下测得萃取液的吸光度 [ ( )] .......... ...( 6) 1, 2930 0 1 1, 2930 1, 2960 1, 3030 V L V D l F A c X A Y A Z A w × × × = × + × + - ×

J一萃取溶剂定容体积,mL 一水样体积;mL; D一萃取液稀释倍数; 测定校正系数数时所用比色皿的光程,cm L一测定水样时所用比色皿的光程,cm 82石油类含量水样中石油类的含量c2(ng/L)按式(7)计算: C2=[X·A2,290+Y·A2,290+z(A2.0 Vo·D·l ) (7) L 式中:A2.239、A2.2960、A2.3030·各对应波数下测得硅酸镁吸附后滤出液的吸光度;其它符合意义同前。 83动植物油含量水样中动植物油的含量c(mgL)按式(8)计算: C3=C1-c2 (8) 9精密度和准确度 91精密度两个实验室测定石油类含量为1.44~926mgL的炼油及石油化工废水,相对标准偏差为 1.36%904%单个实验室测定石油类和动植物油含量分别为043mg/L和217mgL的城市生活污水,相对标准偏差分别为14.6%和7.80%;测定石油类和动植物油含量分别为4.35mg/L 和193mgL的食品工业废水,相对标准偏差分别为8.50%和1.07%o 92准确度单个实验室测定100-300mg/L的炼油厂污油,回收率72-88%;测定100~300mg/L的成品油,回收率75~95%;测定80~320mg/L的混合烃,回收率为95~101%;测定石油类含量为 500mg几的人工水样,当动植物油(猪油、牛油、豆油和芝麻油)的加标量为30.2-43.0mg/L时, 回收率为94%107 第二篇非分散红外光度法 10范围本方法规定了测定水中石油类和动植物油的非分散红外光度法本方法适用于地面水、地下水、生活污水和工业废水中石油类和动植物油的测定。水样体积为0.5~5L时,测定范围为002-1000mg/L 当水样中含有大量芳烃及其衍生物时,需和红外分光光度法进行对比试验 l1定义同2。 12原理本方法利用油类物质的甲基(-CH3)和亚甲基(-CH)在近红外区(2930cm或34im)的特征吸收进行测定 13试剂和材料除非另有说明,分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂蒸馏水或同等纯度的水 13.标准油:污染源油(受污染地点水样的溶剂萃取物);或将正十六烷、异辛烷和苯按65: 25:10(VV)的比例配制。 13.2标准油贮备液,100mng;准确称取标准油(13.1),溶于适量的四氯化碳中,移入100mL 容量瓶,用四氯化碳稀释至标线 13.3标准油使用液:根据测定范围的要求,取适量的标准油贮备液(13.2),用四氯化碳稀释成所需浓度

4 V0 萃取溶剂定容体积 mL Vw 水样体积 mL D 萃取液稀释倍数 l 测定校正系数数时所用比色皿的光程 cm L 测定水样时所用比色皿的光程 cm 8.2 石油类含量水样中石油类的含量 c2 mg/L 按式(7)计算式中 A2 2930 A2 2960 A2 3030 各对应波数下测得硅酸镁吸附后滤出液的吸光度其它符合意义同前 8.3 动植物油含量水样中动植物油的含量 c3 mg/L 按式(8)计算 c3=c1-c2…………………………………. 8 9 精密度和准确度 9.1 精密度两个实验室测定石油类含量为 1.44~92.6mg/L 的炼油及石油化工废水相对标准偏差为 1.36%~9.04% 单个实验室测定石油类和动植物油含量分别为 0.43mg/L 和 2.17mg/L 的城市生活污水相对标准偏差分别为 14.6%和 7.80% 测定石油类和动植物油含量分别为 4.35mg/L 和 19.3mg/L 的食品工业废水相对标准偏差分别为 8.50%和 1.07% 9.2 准确度单个实验室测定 100~300mg/L 的炼油厂污油回收率 72~88% 测定 100~300mg/L 的成品油回收率 75~95% 测定 80~320mg/L 的混合烃回收率为 95~101% 测定石油类含量为 50.0mg/L的人工水样当动植物油(猪油牛油豆油和芝麻油)的加标量为 30.2~43.0mg/L 时回收率为 94%~107% 第二篇非分散红外光度法 10 范围本方法规定了测定水中石油类和动植物油的非分散红外光度法本方法适用于地面水地下水生活污水和工业废水中石油类和动植物油的测定水样体积为 0.5~5L 时测定范围为 0.02~1000mg/L 当水样中含有大量芳烃及其衍生物时需和红外分光光度法进行对比试验 11 定义同 2 12 原理本方法利用油类物质的甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)在近红外区(2930cm-1 或 3.4ìm)的特征吸收进行测定 13 试剂和材料除非另有说明分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂蒸馏水或同等纯度的水 13.1 标准油污染源油(受污染地点水样的溶剂萃取物) 或将正十六烷异辛烷和苯按 65 25 10 V/V 的比例配制 13.2 标准油贮备液 1000mg/L 准确称取标准油(13.1) 溶于适量的四氯化碳中移入 100mL 容量瓶用四氯化碳稀释至标线 13.3 标准油使用液根据测定范围的要求取适量的标准油贮备液(13.2) 用四氯化碳稀释成所需浓度 [ ( )] .......... ...( 7) 2 ,2930 0 2 2 , 2930 2 , 2960 2 ,3030 V L V D l F A c X A Y A Z A w × × × = × + × + - ×