紫外分光光度法測(cè)定水中石油類(lèi)的實(shí)驗(yàn)室方法驗(yàn)證

郭玉 高原

（安徽省合肥生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，安徽 合肥 230031）

近年來(lái)，水環(huán)境污染越來(lái)越引起人們的重視，油類(lèi)物質(zhì)的污染也受到很大的關(guān)注。油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)入水體后，由于較難溶于水而且密度較低，一般會(huì)在水體表面形成油膜，阻礙了水和空氣中氧氣的交換，油類(lèi)物質(zhì)的降解也會(huì)消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致水體嚴(yán)重缺氧，水質(zhì)不斷惡化。石油類(lèi)物質(zhì)是反映水體有機(jī)污染程度的重要綜合指標(biāo)。因此，水中石油類(lèi)物質(zhì)的測(cè)定是我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)評(píng)價(jià)地表水水質(zhì)和控制企業(yè)廢水排放的重要指標(biāo)之一。

此前，我國(guó)環(huán)保行業(yè)在測(cè)定水中油時(shí)使用的唯一標(biāo)準(zhǔn)方法是紅外分光光度法（HJ 637-2012），該標(biāo)準(zhǔn)使用到的萃取劑為四氯化碳，有毒且危害環(huán)境，被國(guó)際蒙特利公約列為禁止使用的試劑。生態(tài)環(huán)境部于2018 年10 月發(fā)布了《水質(zhì)石油類(lèi)的測(cè)定 紫外分光光度法（試行）》（HJ 970-2018）,要求環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室自2019 年1 月1 日起對(duì)地表水、地下水和海水均執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)。

一、實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果

（一）實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

1.試劑

鹽酸（優(yōu)級(jí)純）、無(wú)水硫酸鈉（分析純）、硅酸鎂（60-100 目）、無(wú)水乙醇（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；正己烷（色譜純）天津光復(fù)；實(shí)驗(yàn)分析用水為去離子水。

2.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

石油類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)貯備液（國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心1000mg/L）；石油類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)使用液（100mg/L，正己烷稀釋配制）；石油類(lèi)質(zhì)控樣品BW015、BW007（國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心）。

3.儀器設(shè)備

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（日本島津UV1601）；振蕩器（吉林歐伊爾CQ-1000）；純水機(jī)（艾科浦AFZ-4001-U）。

（二）正己烷透光率

（HJ 970-2018）要求萃取劑正己烷在使用前需置于波長(zhǎng)225nm 處，以水為參比，測(cè)定其透光率，要求大于90%。實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)用正己烷的透光率為91.6%，滿足使用需求。

（三）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確移取0.00mL、0.25、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL 濃度為100mg/L 的石油類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)使用液于6 個(gè)25mL 容量瓶中，并用正己烷稀釋定容并搖勻。該標(biāo)準(zhǔn)系列濃度值分別為0.00mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、8.00mg/L、16.0mg/L。使用2cm 的石英比色皿，在225nm 波長(zhǎng)下，正己烷作為參比測(cè)量吸光度。以石油類(lèi)濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，與之相對(duì)應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在不同時(shí)間內(nèi)分別繪制了兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線，其相關(guān)系數(shù)如圖1 和圖2 所示，結(jié)果表明，在0.00mg/L-16.0mg/L 曲線范圍內(nèi)，兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的相關(guān)性系數(shù)均在0.9995 以上，滿足標(biāo)準(zhǔn)（HJ 970-2018）規(guī)定相關(guān)系數(shù)≥0.999 的要求。

（四）空白實(shí)驗(yàn)（純水/鹽酸酸化）

為了探究不同水樣對(duì)紫外法空白及檢出限的影響，本文分別將實(shí)驗(yàn)室制備超純水和酸化后（加入鹽酸至PH<2）的超純水作為空白平行樣品，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（HJ 168-2010）中的規(guī)定確定方法的檢出限。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)7 個(gè)空白樣品進(jìn)行萃取、脫水、吸附、比色操作，將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為樣品中的質(zhì)量濃度，計(jì)算7 個(gè)空白平行樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差（S）和方法檢出限（MDL）。空白平行樣品的測(cè)定結(jié)果、標(biāo)準(zhǔn)偏差（S）和方法檢出限（MDL）見(jiàn)表2。

表1 空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果

其中MDL——方法檢出限,n=7 時(shí)，MDL=3.141*S；

N——樣品的平行測(cè)定次數(shù)；

t——自由度為n-1，置信度為99%時(shí)t 分布（單側(cè)）；

S——n 次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

（五）精密度與準(zhǔn)確度測(cè)定

用石油類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)使用液（100mg/L）準(zhǔn)確配制1.60mg/L、8.00mg/L、14.4mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，每次樣品測(cè)定6 次，結(jié)果如表2 所示。對(duì)國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心標(biāo)樣進(jìn)行測(cè)定，本次實(shí)驗(yàn)所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為正己烷中石油類(lèi)，定值濃度分別為6.51mg/L（編號(hào)BW015 不確定度14%）、14.2mg/L（編號(hào)BW007 不確定度9%）、每次樣品測(cè)定6 次，結(jié)果如表2 所示。

表2 精密度與準(zhǔn)確度測(cè)定實(shí)驗(yàn)

（六）實(shí)際地表水樣品測(cè)定

在合肥市某河道斷面處采集地表水樣品，按照標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)樣品中石油類(lèi)含量進(jìn)行4 次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 實(shí)際地表水樣品測(cè)定

二、分析和討論

（一）嚴(yán)格按照（HJ 168-2010）的方法要求，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)方法的比對(duì)驗(yàn)證，我們發(fā)現(xiàn)：（1）實(shí)驗(yàn)用正己烷透光率為91.6%，滿足要求；（2）紫外法石油類(lèi)在本實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)曲線線性較好，不同時(shí)期曲線方程及線性較穩(wěn)定，均超過(guò)9995；（3）將超純水和酸化后（加入鹽酸至PH<2）的超純水均作為空白平行樣品，通過(guò)7 個(gè)空白試驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種空白水樣算得方法檢出限均為0.003mg/L，小于方法標(biāo)準(zhǔn)中0.01 mg/L 的檢出限，符合要求；（4）實(shí)驗(yàn)室對(duì)3 種濃度（1.60mg/L，8.00 mg/L，14.4 mg/L）的標(biāo)準(zhǔn)樣品和質(zhì)控樣品BW015（6.51±0.91 mg/L）、BW007（14.2±1.28 mg/L）均進(jìn)行了6次平行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.65%、3.60%、1.77%、2.46%、2.32%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合偏差范圍和質(zhì)控范圍；（5）本實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際地表水進(jìn)行了4 次平行測(cè)定，均為0.01L，符合要求。綜上，本次方法比對(duì)驗(yàn)證各項(xiàng)指標(biāo)均能夠達(dá)到（HJ 168-2010）的相關(guān)要求，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室具備開(kāi)展此方法的能力。

（二）按照標(biāo)準(zhǔn)中樣品測(cè)定的全過(guò)程進(jìn)行分析后，提出以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）石油類(lèi)紫外法與紅外法使用的標(biāo)準(zhǔn)使用液與萃取劑都不同，實(shí)驗(yàn)儀器、試劑不要在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室共同操作，容易產(chǎn)生干擾，容量瓶、燒杯、移液管等玻璃器皿不要混用；（2）在檢測(cè)正己烷透光率時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用水做參比，為了減少水對(duì)比色的干擾，比色皿比色前應(yīng)保持干燥，實(shí)驗(yàn)室條件許可下，可使用吹風(fēng)機(jī)自然風(fēng)檔吹干；（3）實(shí)驗(yàn)前，無(wú)水硫酸鈉與硅酸鎂均置于550℃下灼燒4h，冷卻后無(wú)水硫酸鈉需存放在干燥器內(nèi)，硅酸鎂需按6%（m/m）的比例加入蒸餾水穩(wěn)定活化處理；（4）萃取液正己烷有微毒，實(shí)驗(yàn)要在通風(fēng)櫥內(nèi)操作，佩戴專用口罩和手套，廢液分類(lèi)收集貼上標(biāo)簽，有專業(yè)處理資質(zhì)的公司回收處理。