六氯四氟丁烷替代四氯化碳為萃取劑檢測水中石油類的研究

王 琳 李紅燃 孫婷停 姜鳳影 倪 雪 羅海濱(哈爾濱石油學院 化學工程學院 黑龍江 哈爾濱 150028)

董子龍(中國礦業(yè)大學 化學與環(huán)境工程學院 北京 100083)

六氯四氟丁烷替代四氯化碳為萃取劑檢測水中石油類的研究

王 琳 李紅燃 孫婷停 姜鳳影 倪 雪 羅海濱(哈爾濱石油學院 化學工程學院 黑龍江 哈爾濱 150028)

董子龍(中國礦業(yè)大學 化學與環(huán)境工程學院 北京 100083)

使用紅外分光光度法對水體中的石油類進行檢測，通過對兩種萃取劑四氯化碳和六氯四氟丁烷進行對比。結果表明：以六氯四氟丁烷為萃取劑，其方法的檢出限、準確度和精密度與四氯化碳為萃取劑時十分接近，完全能夠達到紅外分光光度法測定水中石油類的方法要求，六氯四氟丁烷可以成為四氯化碳的替代試劑。

紅外分光光度法；萃取劑；四氯化碳；六氯四氟丁烷

1 引言

石油是由烴類和非烴類等多種復雜成分組成的混合物，其中烴類主要包括鏈烷烴、環(huán)烷烴、烯烴和芳香烴等四大類。石油中的不同餾分都會對人類和動植物產生不同的影響，特別是芳香烴雖然含量較少，但毒性很大，某些組分具有致癌性。鑒于以上的危害性，石油類被列為環(huán)境水體的主要污染物之一，是評價水體是否被污染的重要指標。根據國家水監(jiān)測規(guī)范、方法標準中的規(guī)定，測定水中石油類普遍采用以四氯化碳為萃取劑的紅外分光光度法。該方法是利用四氯化碳萃取水中的油類物質，測定總油，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，除去動植物油類等極性物質后，測定石油類。其含量由波數(shù)分別為2930cm-1(CH2基團中的C-H鍵的伸縮振動)、2960cm-1(CH3基團中的C-H鍵的伸縮振動)和3030cm-1(芳香環(huán)中C-H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A2930、A2960、A3030進行計算所得。

四氯化碳易揮發(fā)，有毒性，對皮膚、中樞神經系統(tǒng)、肝、腎等都有嚴重的損害，并且屬于破壞臭氧層的氟氯烴類物質。根據《蒙特利爾破壞臭氧層物質管制協(xié)定書》的規(guī)定，嚴格限制該物質的使用，僅限用于非消耗臭氧層物質原料用途和特殊用途。而且隨著環(huán)保的要求越來越嚴格，四氯化碳終有一天將會被禁用。所以，尋找四氯化碳的替代品已經成為當務之急。為了尋找四氯化碳的替代試劑，創(chuàng)新小組成員查閱了大量的文獻資料，并結合國家環(huán)保部編制的環(huán)境保護標準《水質 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》確定的實驗過程，通過大量的實驗數(shù)據分析，認為六氯四氟丁烷可以替代四氯化碳作為萃取劑檢測水中的石油類物質，本項目將通過實驗的方式對兩種物質進行比較分析。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純化學試劑，實驗用水為蒸餾水或同等純度的水。

(1)OIL 460型紅外分光測油儀

(2)旋轉振蕩器：振蕩頻次可達300次/min

(3)分液漏斗：2000ml，聚四氟乙烯旋塞

(4)玻璃砂芯漏斗：40ml，G-1型

(5)錐形瓶：100ml，具塞磨口

(6)石油類標準貯備液：ρ=1000mg/L

(7)四氯化碳

(8)六氯四氟丁烷

(9)無水硫酸鈉

(10)硅酸鎂

2.2 實驗方法

將采集到的地表水樣品全部轉移至2000ml分液漏斗中，量取25.0ml萃取劑(分別使用四氯化碳和六氯四氟丁烷)倒入分液漏斗中。振蕩3min，并經常開啟旋塞排氣，靜置分層后，將下層有機相轉移至具塞磨口錐形瓶中，并加入適量無水硫酸鈉，搖動數(shù)次后靜置。向萃取液中加入適量硅酸鎂，置于旋轉振蕩器上以180～200rpm的速度連續(xù)振蕩20min，靜置沉淀后，上清液經玻璃砂芯漏斗過濾至具塞磨口錐形瓶中，用于測定石油類。

2.3 校正方法

在HJ637-2012標準方法中規(guī)定，如果測定值與標準值的相對誤差在±10％以內，校正系數(shù)可采用，否則需重新測定校正系數(shù)并加以檢驗，直到符合條件為止。本實驗采用正十六烷、異辛烷、苯等校準物質確定校正系數(shù)，檢驗合格后分別測定以四氯化碳和六氯四氟丁烷為溶劑的5.0、10.0、20.0、50.0mg/L的標準溶液。結果見表1：

表1 標準溶液的測定結果

由表1可知：四氯化碳與六氯四氟丁烷為溶劑的各濃度標準溶液測定值與實際值的相對誤差均低于10％，符合測定要求，兩者的校正系數(shù)均可用。

2.4 檢出限

分別取四氯化碳和六氯四氟丁烷各25ml至裝有1L水溶液的燒杯中，使用OIL 460型紅外分光測油儀，分別進行12組空白平行樣品的測定。使用4.6倍空白值的標準偏差計算方法進行檢出限測定。得出該測油儀以四氯化碳為萃取劑的檢出限為0.002mg/L，以六氯四氟丁烷為萃取劑的檢出限為0.015mg/L。通過數(shù)據比較，說明以四氯化碳為萃取劑效果更好。

2.5 儀器的精密度

分別配制質量濃度為10mg/L的四氯化碳和六氯四氟丁烷標準溶液，進行測定10組平行樣品，結果見表2所示。

表2 精密度實驗結果(n=10)

由表2可知：以六氯四氟丁烷為溶劑所測得的數(shù)值的精密度略低于四氯化碳的數(shù)值，但也已達到測定精密度的要求。

2.6 樣品分析

由于水體中油類分布并不均勻，而且采集的水樣均為瞬時水樣，很難進行平行的對比實驗，因此也就無法進行同一水樣的萃取率對比分析。本實驗采用每組取樣2L，攪拌均勻后平均分成2份，每份1L樣品，從而使每組2個樣品大致具有可比性，通過對多組的實驗結果進行比對，結果如表3所示：

表1 樣品分析結果

本項目分別采用四氯化碳和六氯四氟丁烷為萃取劑，紅外分光測定地表水中中的石油類含量，對兩種試劑在方法的準確度、檢出限、精密度等進行對比。結果表明：兩者在準確度、檢出限和精密度上十分接近，完全能夠達到紅外分光光度法測定水中石油類的方法要求，六氯四氟丁烷可以代替四氯化碳作為石油類檢測的萃取劑。

〔1〕HJ637-2012.水質石油類和動植物油類的測定紅外分光光度法〔S〕.中國環(huán)境科學出版社.

〔2〕謝爭，徐非，趙春.S-316提取劑測定水中石油類〔J〕.環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2002，14(5)：24-25.

〔3〕單仲平，許娟娟，陳歡，許行翔，田灣灣.全自動紅外測油儀測定水中油的萃取劑研究〔J〕.理化檢驗—化學分冊，2016，52(5)：612-614.

Study on Detection of Oil in Water with Extraction Agent of S-316 Instead of Carbon Tetrachloride

WangLin (College of Chemical Engineering，Harbin Institute of Petroleum Harbin HeiLongjiang 150028)

Infrared spectrophotometry was used to determine oil in water.Carbon tetrachloride and S-316 were used as extracting agents for comparison to extract the oil in water.Results showed that the detection limit，accuracy and precision of the method with S-316 as extracting agent matched those with carbon tetrachlorides as extracting agent and met the determination requirements of automatic analysis of oil in water depended on infrared spectrophotometry.S-316 could be used as a substitute of carbon tetrachloride to extract oil in water.

Infrared spectrophotometry Extracting agent Carbon tetrachloride S-316

X832

A

1674-263X(2016)04-0060-03

2016-12-11

項目來源：黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(201613299003)。

王琳(1995-)，女，本科，主要研究水體環(huán)境中的污染物監(jiān)測。