水中油检测技术的现状及发展趋势

王 瑾 农永光 郭炜 胡刚 赵文峰

（中节能六合天融环保科技有限公司北京100085）

石油在现代的生活中不可或缺，是城市发展的动力血液。但作为一种不可再生资源，其储存量随着社会的消耗越来越少。近期陆地和海底石油开采规模正不断扩大，石油在开采及运输过程中频频出现泄漏问题，不仅资源浪费，而且造成了重大的环境污染事故。

水中油通常以四种状态存在：浮油、分散油、乳化油、溶解油[1]。其中分散油通过食物链进入人体中，危害人体健康[2]，水中油含量在0.01-0.1mg/l时，对水生生物生长产生不良影响，鱼类肉质有特殊气味不能食用；在0.3-0.5mg/l时，水质产生气味，不适合饮用[3]。因此，含油废水一直是环保部门高度重视的问题，同时也是污水监测的一大难题，实施实时监控该指标对于人类健康、环境和谐以及环境污染意外事故的预防，具有重要的意义。

目前分析废水中油含量的方法有很多，有重量法、红外法、紫外法、色谱法、荧光法等。本文对水中油常用的检测技术进行介绍，通过几种方法的比较，得到未来水中油检测技术及设备的发展方向。

1 水中油检测技术

1.1 重量法

该方法利用萃取剂萃取样品中的矿物油，再将萃取后的混合液利用蒸发的方式，将萃取剂挥发，剩下的残留组分进行称量，即可得油的重量[4]。

该法是以前比较常用检测水中油的方法。

1.2 红外光度法

该方法包括红外分光光度法和非分散红外光度法2种方法。（1）红外分光光度法：该方法是利用水中油的组成成分（CH2-、CH3-及芳香环中的C-H-键）在对应红外波长下产生的振动得到吸光度，进而得到其中油的含量。其中萃取剂中测得的含量为总含油量，萃取液经过硅酸镁吸附，得到的是水中石油的含量，动植物油含量为总含油量与石油含量的差。（2）非分散红外分光光度测定为利用甲基和亚甲基附近红外区的振动，得到水中油的含量。

红外光度法从1997年1月1日起确定为矿物油类物质测定的国家标准方法，国家环保总局1996年颁发国标（GB/T 16488-1996）文件。

1.3 紫外法

该方法亦是利用不同物质对于紫外光的吸收进行检测。其中在紫外区有特征吸收的是油中带有苯环或者共轭键的芳香族化合物，通过测定具有共轭双键结构的物质含量来得到水中的含油量。

在颁布红外光度法国标方法前，该方法广泛用于微量油的检测，现在国内外已较少使用。

1.4 色谱法

该方法根据不同物质在不同介质中分配系数不同的原理，利用油中的物质在油相和气相中的分配系数以及流速的不同，得到色谱图，然后进行定性或定量的分析。其操作过程十分复杂。

该法是2005年ISO推荐的水质监测方法。

1.5 荧光光度法

该法利用有机物在吸收一定波长光后，能以荧光形式释放能量，再利用荧光光度计测得释放的荧光强度，得到含油量。水中油中的芳香族化合物普遍具有荧光性质，而芳香族化合物正是油中对环境污染的主要物质。

该法是《海洋监测规范》GB17378.5-1998和HU/T92-2002《水污染物排放总量监测技术规范》规定使用的方法。

1.6 其它方法

除上述的方法以外，测定水中油的方法还有：浊度法、TOC、热解法、电阻法等，但是应用不如上述方法广泛、成熟。

2 水中油检测技术方法分析比较

分析水中油检测技术方法的特点，可得：

（1）重量法

优点：不受矿物油类品种的限制，不需要标准油样品，不用精密设备，直接可测量矿物油浓度，适合于工业废水的测定。

缺点：操作复杂，自动化程度低，萃取液用量较大；其数据的正确度差，灵敏度低，适合测定矿物油含量在10mg/L以上的样品，不适合含有大量植物性油脂及脂肪酸类的样品，不适合环境水质复杂和大批量样品的测定。

（2）红外光度法

◇红外分光光度法：

优点：不需要标准油品，可以准确测得矿物油的总含量，考虑烷烃和芳香烃的共同影响，各种烃类的组成变化对样品测定结果影响小。

缺点：测定步骤复杂，需要使用萃取剂(四氯化碳或三氯三氟乙烷)，萃取液需要通过硅酸镁吸附柱(氧化铝柱或佛罗里硅藻土柱)除去动植物油类。萃取剂有毒，易产生二次环境污染。

◇非分散红外光度法：

优点：仪器结构比较简单，测量具有较好的重现性。

缺点：萃取、分离等样品预处理程序比较复杂，仅能检测直链烷烃或环烷烃，不能检测苯系物。

（3）紫外分光光度法

优点：GB颁布之前常用的水中矿物油检测方法。

缺点：萃取剂选用石油醚或己烷，由于各种物质紫外吸收强度差异较大，对于组成变化较大和成分复杂的样品，数据可比性和准确性较差。国外已不再使用该法。

（4）荧光分光光度法

优点：检测不受地点和时间的影响，测量的选择性好，灵敏度高，分析快速，不需要萃取剂，适于现场操作，在线性好。同时不存在光学元器件的清洗问题。

缺点：对被测水质的清洁度要求很高，检测范围较窄(0-20mg/l)。

（5）浊度法

优点：光学结构相对简单，使用该法较易实现仪器的小型化。

缺点：光学特异性差，灵敏度低，需要萃取，存在使用溶液萃取的种种问题。

（6）气相色谱法

优点：灵敏度和准确度高，能定性检测矿物油组分。

缺点：仪器结构复杂，很难实现现场监测和在线分析。样品的预处理和标样均很复杂，分析耗时长，仪器价格昂贵，不适合普及推广，只适合作为确证手段。

（7）电阻法

优点：无需溶剂萃取，可实现在线监测。

缺点：灵敏度不够高，电极容易被污染，亲油膜在每次测量之后都需要作再生处理，至今尚未有成熟的仪器商品。

（8）热解法

优点：无需溶剂萃取。

缺点：操作较繁琐，仪器结构很复杂。

（9）TOC 法

优点：灵敏度和准确度高，检测简单快速，不需要使用萃取剂。

缺点：因为是微量进样，所以对样品均匀程度要求高，预处理较麻烦，包括标准油样需要超声波乳化器乳化，水样非有机碳需要预先测定含量。

3 水中油检测技术发展趋势

水中油样品具有不宜保存性，导致很难保证测量的准确性。分析国内监测设备的技术发展趋势及市场需求，实现设备实时在线监测性、小型化、智能化是未来发展的一个重要方向。分析对比现有常用水中油检测技术的优缺点可知，荧光光度法符合未来水中油检测设备技术发展方向。其它方法，对于在线性、准确性、操作简易性等各方面要求，不能完全兼顾。

荧光法在手工监测和自动监测中应用越来越频繁。目前紫外荧光法已在美国、瑞士、加拿大、俄罗斯等发达国家广泛使用并被列为国家标准。我国采用荧光法测量海水中的油 (GB 17378.5-1998《海洋监测规范》)，国家环境保护总局规定水中油自动在线测量法为荧光法(HU/T92-2002《水污染物排放总量监测技术规范》)，我国水利部门也考虑采用荧光法测量地表水中的油污染。纵观国内外该技术的发展，虽然我国荧光法的研究以及相关监测设备的研发相对国外起步晚，但是购买外国的设备价格昂贵，因此研制开发国内荧光法检测水中油设备具有现实的意义。

[1]高良敏，黄周满.矿井水中微量油的处理研究[J].煤炭科学技术，2007，35（11）：77-80.

[2]王良均,吴孟周.石油化工废水处理设计手册[M].北京:中国石化出版社,1996.

[3]邹家庆.工业废水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[4]潘明杰,宋云横.重量法测定水中矿物油的分析方法讨论[J].辽宁城乡环境科技,1996,19(3):70-72.