水中礦物油檢測技術研究

　　礦物油對水體和環境的污染已成為一個越來越為全球所廣泛關注的嚴重問題,隨著我國經濟的快速發展,礦物油污染監測問題已經為環保部門高度重視,各種檢測水中油的儀器和方法也不斷發展起來,其中包括:重量法、超聲法、濁度法、色譜法、紫外吸收法、紅外分光光度法、非色散紅外吸收法、熒光光度法等等。

　　近年來,礦物油也已逐漸成為我國環境水體監測的主要污染物之一。由于方法原理的不同,我國目前主要的重量法、紅外吸收法、紫外吸收法、熒光法等測定方法,得到的結果差別也很大且不受油組分和油標樣不同的影響,結果準確可靠。

　　除了進口的基于非分散紅外吸收原理的測油儀之外,目前我國普遍使用的專用測油儀由于結構和加工精度的限制,儀器還存在如下缺陷:不能同時獲得三個功能結構波長處的信息,分析速度慢;靈敏度較低,很難滿足地表水等低含量樣品的檢測;萃取和樣品采集完全是手工操作;溶劑用量多,所用萃取劑CCL4對環境會產生二次污染,且污染大,對操作人員健康有害。

　　紫外分光光度法

　　該方法主要依靠水中礦物油類在紫外光區存在特征吸收。一般原油的兩個吸收峰波長為225nm和254nm ,而芳香族化合物的主要吸收波長為250 -260nm ;帶有共扼雙鍵化合物的主要吸收波長為215-230nm。在紫外光區進行比色定量前,先利用石油醚在酸性條件下萃取出水中的油份。但在濁度較高的水中若以石油醚作萃取劑,則很容易產生乳化現象,為了減少這種情況,可以正己烷作為萃取劑直接從水中萃取油。該方法最低檢出限為0.025mg/L,油的平均回收率達到96%以上類因為油份的來源以及組成的不同,其所具有的吸收曲線也不相同,所以恰當的選擇標準油是測定的關鍵。但由于油的組份復雜,國內至今尚未制定出適合紫外分光光度法的標準油品。

　　該方法由于靈敏度高精密度好,已為國內外廣泛采用,特別是含油量低的礦井水中,常采用該法進行測定。但是與紅外光度法相似,其作為傳統測定法。同時具有以下弊端。1)取樣要求比較嚴格,各容器要用自來水或蒸餾水仔細洗滌,取樣時應按規定的地點、位置和時間取樣,目前尚缺乏高保真油水取樣裝。2)操作程序嚴謹,必須嚴格按照操作規程進行。3)分光光度計的工作環境要求苛刻。4)需時長,化驗一個污水樣需半小時的時間,效率較低。

　　光反射法

　　現有一種利用光反射法進行海上漂油實時監測的系統,該方法通過對油膜的反射光譜,反射系數等綜合參數的分析,來判斷油膜的有無及厚薄,可用于海上油污染的實時測量。

　　使用光學法識別原油類別的基礎為:隨著原油中烴類等物質的產地不同,其折射率,吸收系數,熒光光譜的分布會有明顯的區別。其中原油的折射率,吸收系數皆大于海水;在受到紫外光激發時,不同類別的油膜所發出的熒光光譜是互不相同的。

　　當水面上有油膜時,可見光的反射率比無油膜時的反射率大,所以在油膜有無,薄厚和油類種類不同的情況下,根據光線在不同波長的反射率的差異,可以得出油指紋,再通過對比判別即可得出結果。

　　紫外熒光法

　　目前,我國對水中礦物油含量進行測量時使用現場取樣—實驗室分析的方法,取樣分析方法存在定位隨機性大、取樣困難、周期長、數據少等缺點,所以研究水中微量礦物油污染在線監測理論及實施技術,對污染控制和環境保護有特別重要的意義,以便可以及時掌握礦物油污染的動態變化趨勢。光纖傳感技術和熒光光譜分析技術的發展,為研制礦物油濃度光纖熒光測量儀創造了條件。

　　根據物質分子吸收光譜和熒光光譜能級躍遷機理,具有吸收光子能力的物質在特定波長光(如紫外光)照射下,可在瞬間(10-8 s )發射出比激發光波長更長的光,即熒光。熒光物質的分子在吸光過程中可以有幾個不同的吸收峰帶,不同的熒光物質由于分子結構和能量分布的差異,各自顯示出不同的吸收光譜和熒光光譜特性,這就決定了熒光測量法具有很高的選擇性和靈敏度。要使物質產生熒光,激發光必須具有與物質相關的頻譜特性,即滿足受激熒光發射的唯一確定性.由此可以通過光譜濾光技術進行熒光強度檢測,進而實現熒光物質的間接測量。