海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水控制探究
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摘要:海洋中石油類的污染問題日益凸顯，石油類的監(jiān)測管理是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)。采用海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水紅外分光光度法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和準(zhǔn)確度等測定，并加強實驗室內(nèi)質(zhì)量控制研究。結(jié)果表明:紅外分光光度法可以通過加強實驗室和實驗過程的質(zhì)量控制而得到更加準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)測定要求，并更好地對海洋生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:海洋石油開發(fā)污水;紅外分光光度法;石油類;質(zhì)量控制
石油類物質(zhì)是一種成分復(fù)雜的石油烴混合物，石油類污染物會對水體、土壤產(chǎn)生嚴(yán)重危害，同時，其中難以降解的致癌物質(zhì)，也會對生物體造成嚴(yán)重影響［1－3］，受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。海洋石油類污染物的來源主要包括陸源污染的輸入、船舶運輸、溢油等［4－6］，會對海洋環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，開展海洋中石油類的研究工作非常必要。其中，海水質(zhì)量的測定數(shù)據(jù)是評價海洋環(huán)境的重要依據(jù)，對于石油類污染物的測定及質(zhì)量控制研究，作為海洋環(huán)境評價的重要一環(huán)，可以全面保證海洋污水中石油類監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性，具有重要意義［7－10］。國內(nèi)外常用的測定石油類的方法有很多，主要包有紅外分光光度法、重量法、紫外分光光度法、非分散紫外紅外光度法等［11－14］。本文采用針對海洋含油污水的測定方法《海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水分析方法紅外分光光度法》(GB/T17923—2017)，用四氯乙烯萃取含油污水中的油類物質(zhì)，用紅外分光光度計分別測定萃取液在2930cm－1(CH2基團(tuán)中C—H鍵的伸縮振動)、2960cm－1(CH3基團(tuán)中C—H鍵的伸縮振動)和3030cm－1(芳香環(huán)中中C—H鍵的伸縮振動)處的吸光值，吸光值大小與油類的濃度成正比。從而得到石油類的測定結(jié)果，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和準(zhǔn)確度的測定，以期對海洋含油污水的測定提供技術(shù)支持，對海洋生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1．1主要儀器和試劑
(1)儀器和設(shè)備:500mL棕色磨口玻璃采樣瓶，OIL480型紅外測油儀，50mL比色管，500mL活塞和蓋子為聚四氟乙烯材質(zhì)的分液漏斗，25mL、100mL棕色容量瓶，40mL，G1型布氏漏斗，一般實驗室常用儀器和設(shè)備。(2)試劑:純水，四氯乙烯，鹽酸溶液(1+1)，無水硫酸鈉。(3)標(biāo)準(zhǔn)溶液:采用生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，油標(biāo)準(zhǔn)使用液(1000mg/L):，批號:448803。
1．2四氯乙烯檢驗
四氯乙烯是紅外分光光度法測定石油類的萃取劑，四氯乙烯的品質(zhì)直接決定實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在每次實驗測定前需對該次實驗的四氯乙烯進(jìn)行檢驗，否則不能進(jìn)行實驗測定。以干燥1cm空石英比色皿為參比，在2800～3100cm－1之間使用1cm石英比色皿測定四氯乙烯，2930，2960，3030cm－1處吸光度分別為0．07，0．00，0．00，參考《水質(zhì)石油類和動植物油類的測定紅外分光光度法》(HJ637—2018)中規(guī)定的“以干燥4cm空石英比色皿為參比，在2800～3100cm－1之間使用4cm石英比色皿測定四氯乙烯，2930，2960，3030cm－1處吸光度應(yīng)分別不超過0．34，0．07，0”的要求，該批次四氯乙烯符合要求。
1．3標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定
在6個25mL棕色容量瓶中，分別加入少量四氯乙烯，用移液管分別準(zhǔn)確加入0，0．25，0．50，1．00，2．00，4．00mL的油標(biāo)準(zhǔn)使用液，用四氯乙烯定容至刻線并混合均勻。得到濃度分別為0，10．0，20．0，40．0，80．0，160mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。以四氯乙烯為參比溶液，使用1cm比色皿，標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制結(jié)果見表1。張亞尼:紅外法測定海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水控制研究·111·DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2022.10.060經(jīng)檢驗，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r大于0．999，符合標(biāo)準(zhǔn)曲線測定的要求。標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)做，使用期最長不超過一周。
1．4校正系數(shù)的檢驗
校正系數(shù)檢驗是衡量紅外測油儀的參數(shù)，若儀器出廠時設(shè)定了校正系數(shù)，可直接進(jìn)行校正系數(shù)的檢驗。分別移取不同體積的四氯乙烯中石油類標(biāo)準(zhǔn)使用液，配制成濃度為20．0，5．00mg/L的校正液，每種濃度配制6個平行樣，用紅外測油儀測定其濃度，計算每個濃度的平均值、回收率，結(jié)果見表2。配制濃度為20．0或5．00mg/L的校正液，儀器測定值與配制值進(jìn)行比較，若校正液測定值的回收率在90%～110%范圍內(nèi)，則校正系數(shù)可用。由表2可見，20．0和5．00mg/L校正液的回收率均為103%，校正系數(shù)可用。
2檢出限和準(zhǔn)確度
2．1檢出限
根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(H168—2010)附錄A中有關(guān)方法檢出限的規(guī)定，按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)7次空白試驗，并計算7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按下列公式計算方法檢出限，以4倍檢出限作為方法測定下限。MDL=t(n－1，0．99)×X式中:MDL———方法檢出限;n———樣品的平行測定次數(shù);t———自由度為n－1，置信度為99%時的t分布(單側(cè))s———n次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。由表3可見，取樣體積為300mL，萃取液體積為50mL，使用1cm石英比色皿時，實驗室測定檢出限為0．04mg/L，測定下限0．16mg/L?！逗Ｑ笫涂碧介_發(fā)污染物排放濃度限值》(GB4914—2008)中，石油類最低(一級)限值為30mg/L，該檢出限能夠滿足測定需求和未來環(huán)境管理的需求。
2．2準(zhǔn)確度
2．2．1加標(biāo)回收測試。采用對空白進(jìn)行加標(biāo)的方式進(jìn)行加標(biāo)回收測試實驗。對蒸餾水進(jìn)行空白加標(biāo)，取300mL空白水樣，當(dāng)油標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為1000mg/L，加入體積1．00mL時，水樣中油類加標(biāo)濃度為3．33mg/L，測定結(jié)果見表4。由表4結(jié)果可知，實驗室的空白加標(biāo)的回收率為90．4%，滿足加標(biāo)控制中80%～120%的一般要求，實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。2．2．2標(biāo)準(zhǔn)樣品測試。使用生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所批號為337203的有證標(biāo)準(zhǔn)樣品(保證值30．7±2．3mg/L)驗證方法準(zhǔn)確度，用移液管準(zhǔn)確移取5．00mL標(biāo)準(zhǔn)樣品于100mL容量瓶中，用四氯乙烯做參比，用紅外測油儀測定其濃度，結(jié)果見表5。由表5結(jié)果可知，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定值在保證值范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度驗證結(jié)果合格。由此可見，方法在測定石油類時準(zhǔn)確有效。
3結(jié)論
(1)依據(jù)《海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水分析方法紅外分光光度法》(GB/T17923—2017)，對四氯乙烯、校正系數(shù)進(jìn)行檢驗，對方法檢出限和準(zhǔn)確度進(jìn)行了測定，該方法線性良好，在實驗室內(nèi)得到很好地驗證，測定結(jié)果均能滿足測定要求。按照以上質(zhì)量控制要求，加強實驗測定管理，可獲得準(zhǔn)確的石油類測定數(shù)據(jù)。(2)紅外法測定石油類時，較其他石油類的方法具有操作簡便、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點，在環(huán)境領(lǐng)域的石油類監(jiān)測中具有廣泛應(yīng)用前景。
作者:張亞尼 于曉青 李天森 單位:天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 天津天濱瑞成環(huán)境技術(shù)工程有限公司
