紅外分光光度法測定水質中石油類和動植物油的分析

周 舒 邵 楠 姜益善

(1.揚中市環保服務中心，江蘇 鎮江 212200； 2.國電環境保護研究院，江蘇 南京 210031)

近幾年，隨著HJ 637—2012石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法的頒布與執行，在實際環境監測工作中，石油類和動植物油的測定方法，已基本上統一為三波長紅外分光光度法和非分散紅外法。在多年的實驗室分析與化驗工作實踐中，雖然感受到該方法有很多優點，但也能夠深刻體會到,由于該方法大量使用有毒試劑四氯化碳，其對人體所產生的危害，以及對環境造成的二次污染，是一個值得認真探討并需要解決的問題。

1 萃取劑的危害、防護及回收利用現狀

測試與化驗方法中，采用四氯化碳作為采取劑。四氯化碳是一種生物難降解有機氯化合物，對生物具有極大的毒性，化學性質穩定，因而對生態環境造成長期的危害。四氯化碳是破壞臭氧層的污染物，根據“蒙特利爾公約”，我國已經禁止出口四氯化碳。

由此可見，四氯化碳是一種對生物和環境危害極大的化學物質。而目前，國標在油類測定中仍采用四氯化碳作為萃取劑。因此，在監測工作中，化驗人員必須講究科學的工作態度，操作時在通風櫥內進行，配戴乳膠手套，謹慎小心，盡量避免吸入或皮膚接觸。同時，還要有良好的職業道德，使用過的四氯化碳不隨便傾倒，也不能焚燒，回收到廢液瓶中，密封保存。

目前，對于大多數實驗室來說，廢四氯化碳怎樣處置，還是一個難以解決的問題[1,2]。由于紅外分光光度法測定油類，對四氯化碳的純度有特定的要求，化驗室簡單的蒸餾，達不到要求的純度，而四氯化碳特殊的化學性質，也使其無法焚燒處置。由于缺乏專門的回收部門，因此如何處置四氯化碳廢液就成為困擾分析與化驗實驗室的一個令人頭痛的問題[3,4]。據了解，目前在大多數實驗室，四氯化碳廢液，只能是隨著時間的推移，慢慢揮發到空氣中。因此，四氯化碳廢液的回收再利用或無害化處理是一個亟待解決的問題。

2 分析工作中萃取劑四氯化碳的用量及流失量

為了說明測油過程中四氯化碳的用量和流失量,按照方法規定，作如下的實驗：

1)取500 mL自來水傾入射流萃取器中，加鹽酸酸化至pH≤2，加入20 mL四氯化碳，射流萃取1 min，靜置分層后，將萃取液經已放置約10 mm厚度無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗流入50 mL容量瓶內，用20 mL四氯化碳重復萃取一次。取10 mL四氯化碳洗滌玻璃砂芯漏斗，洗滌液一并流入容量瓶內。用移液管移取四氯化碳稀釋至標線，準確記錄移液管加入的四氯化碳體積V1。

2)分取25 mL四氯化碳，通過硅酸鎂吸附柱，濾出液全部接入25 mL容量瓶內。用移液管移取四氯化碳標線，準確記錄移液管加入的四氯化碳體積V2。

以上兩次實驗結果詳見表1。

表1 四氯化碳用量及揮發量

由表1可以看出，測定一個樣品，四氯化碳的最少用量為76 mL，其中進入水相、無水硫酸鈉及硅酸鎂試料粘附和揮發到空氣中的四氯化碳體積要達到38 mL。由此可見，在測油大量使用四氯化碳的過程中，有1/2的量不可回收而進入環境，這是一個不容忽視的量。以某年的測試結果為例，實驗室共做石油類和動植物油樣品184個，由此可以計算出四氯化碳年流失量約為7 000 mL，約11.2 kg。

按照全國300多個地級市及以上環境監測站來估算，因測油的四氯化碳年流失總量就約達到3.7 t。另外，加上全國約3 000多個三級環境監測站,以及還有很多相關的實驗室，那么，可以估算整個環境監測系統相關的僅測油一項四氯化碳年流失總量將達到幾十噸。所以根據污染物累積效應，長期流失到環境中的四氯化碳的數量非常大。由于四氯化碳難降解，在自然環境中能夠長期穩定地存在，因而對環境造成的危害是極大的。

3 環境樣品的監測結果與局限性分析

3.1 環境樣品的監測結果

根據調研某地級市的一個完整年份地面水和廢水重點污染源石油類、動植物油監測結果統計見表2。

表2 某地級市地面水、廢水重點污染源石油類、動植物油監測結果統計 mg/L

從表2統計結果來看，該完整年份共監測地面水樣品94個，結果均未檢出(<0.03 mg/L)。

重點污染源共監測樣品56個，其中石油類監測樣品30個，動植物油監測樣品26個。石油類樣品監測值大于20 mg/L的9個，其余21個樣品監測值均小于10 mg/L，并且監測值在小于0.3 mg/L～3.41 mg/L之間的樣品19個。動植物油26個樣品的監測結果最大值為9.32 mg/L，其中24個樣品的監測結果在小于0.3 mg/L～2.90 mg/L之間。

以上統計結果表明，調研的該地級市地面水中石油類均未檢出，說明在這些水體中，沒有受到石油類物質的明顯污染。重點污染源中，動植物油含量均遠低于評價標準30 mg/L；石油類的樣品70%監測結果遠低于評價標準。幾年的監測結果表明,超過評價標準(20 mg/L)的9個樣品，主要集中在市區四個企業。

3.2 方法局限性分析

由于紅外分光光度法測定的石油類和動植物油均是一種能被四氯化碳萃取的混合物的含量，因此有時水樣的直觀和監測結果有較大出入時，經常會使分析人員產生一種疑惑：測出的結果雖然是方法中定義的石油類或動植物油的含量，但它們是否能真正代表“油”的含量。針對這一情況，作如下實驗：

稱取70 g優質大米，用500 mL蒸餾水洗滌，然后把500 mL洗滌液轉移到分液漏斗中，用四氯化碳萃取，測定總萃取物(石油類和動植物油含量之和)含量達4.88 mg/L。

以上實驗可以說明，紅外分光光度法測定石油類和動植物油存在一定的局限性，方法本身實際上測定的是四氯化碳萃取物的含量，并不一定能真正反映出“油”的含量。在工作中，也發現有些化工企業，在工藝中不使用“油”，但測出的“石油類”含量卻很高，分析原因，主要是含有一些可被四氯化碳所萃取的有機物所致。因此，有時出報的監測結果，會給管理部門以誤導，在這樣的情況下，可能有針對性地測定某些有機物更能說明問題。

4 相關建議

根據常年的實踐工作經驗，以及相關的理論分析和類比分析，針對紅外光光度法測定水質中石油類和動植物油提出以下建議：

1)四氯化碳廢液應有專門的機構回收處置，這樣既對保護環境有利，又可節省資源，實現節能減排。鑒于監測部門很難聯系到回收四氯化碳廢液的機構，建議行政管理部門指定四氯化碳供應廠家對四氯化碳廢液強制回收。

2)在無法統一回收的情況下，建議監測部門以及相關實驗室購置專門的四氯化碳蒸餾裝置，自行回收利用。

3)在確定測定石油類和動植物油項目時應有針對性，要重點加強超標企業的監督監測，而對于常年監測結果均為未檢出的地面水以及石油類和動植物油含量長期監測結果較低的企業，建議降低監測頻次，避免流失的四氯化碳可能造成更大的環境污染。

4)必要時，應在出報石油類和動植物油的監測結果的同時，增加對樣品的描述內容，以避免引起結果分析上的偏差。

參考文獻：

[1] 張雪容,林燕春,葉 欣,等.石油類和動植物油測定中萃取設備與脫水方法的改進[J].中國環境監測,2011,27(1):27-29.

[2] 吉曉敏.紅外分光光度法測定石油類萃取方法的改進[J].環境研究與監測,2007,20(2):19-20,33.

[3] 潘 蓉.紅外分光光度法測定水質中石油類和動植物油[J].瀘天化科技,2006(3):217-218.

[4] 吳震球.影響紅外分光光度法測定地表水中石油類實驗室測量結果的探討[J].化學工程與裝備,2009(7):192-194.