六氯四氟丁烷替代四氯化碳为萃取剂检测水中石油类的研究

王 琳 李红燃 孙婷停 姜凤影 倪 雪 罗海滨(哈尔滨石油学院 化学工程学院 黑龙江 哈尔滨 150028)

董子龙(中国矿业大学 化学与环境工程学院 北京 100083)

六氯四氟丁烷替代四氯化碳为萃取剂检测水中石油类的研究

王 琳 李红燃 孙婷停 姜凤影 倪 雪 罗海滨(哈尔滨石油学院 化学工程学院 黑龙江 哈尔滨 150028)

董子龙(中国矿业大学 化学与环境工程学院 北京 100083)

使用红外分光光度法对水体中的石油类进行检测，通过对两种萃取剂四氯化碳和六氯四氟丁烷进行对比。结果表明：以六氯四氟丁烷为萃取剂，其方法的检出限、准确度和精密度与四氯化碳为萃取剂时十分接近，完全能够达到红外分光光度法测定水中石油类的方法要求，六氯四氟丁烷可以成为四氯化碳的替代试剂。

红外分光光度法；萃取剂；四氯化碳；六氯四氟丁烷

1 引言

石油是由烃类和非烃类等多种复杂成分组成的混合物，其中烃类主要包括链烷烃、环烷烃、烯烃和芳香烃等四大类。石油中的不同馏分都会对人类和动植物产生不同的影响，特别是芳香烃虽然含量较少，但毒性很大，某些组分具有致癌性。鉴于以上的危害性，石油类被列为环境水体的主要污染物之一，是评价水体是否被污染的重要指标。根据国家水监测规范、方法标准中的规定，测定水中石油类普遍采用以四氯化碳为萃取剂的红外分光光度法。该方法是利用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总油，然后将萃取液用硅酸镁吸附，除去动植物油类等极性物质后，测定石油类。其含量由波数分别为2930cm-1(CH2基团中的C-H键的伸缩振动)、2960cm-1(CH3基团中的C-H键的伸缩振动)和3030cm-1(芳香环中C-H键的伸缩振动)谱带处的吸光度A2930、A2960、A3030进行计算所得。

四氯化碳易挥发，有毒性，对皮肤、中枢神经系统、肝、肾等都有严重的损害，并且属于破坏臭氧层的氟氯烃类物质。根据《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制协定书》的规定，严格限制该物质的使用，仅限用于非消耗臭氧层物质原料用途和特殊用途。而且随着环保的要求越来越严格，四氯化碳终有一天将会被禁用。所以，寻找四氯化碳的替代品已经成为当务之急。为了寻找四氯化碳的替代试剂，创新小组成员查阅了大量的文献资料，并结合国家环保部编制的环境保护标准《水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法》确定的实验过程，通过大量的实验数据分析，认为六氯四氟丁烷可以替代四氯化碳作为萃取剂检测水中的石油类物质，本项目将通过实验的方式对两种物质进行比较分析。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为蒸馏水或同等纯度的水。

(1)OIL 460型红外分光测油仪

(2)旋转振荡器：振荡频次可达300次/min

(3)分液漏斗：2000ml，聚四氟乙烯旋塞

(4)玻璃砂芯漏斗：40ml，G-1型

(5)锥形瓶：100ml，具塞磨口

(6)石油类标准贮备液：ρ=1000mg/L

(7)四氯化碳

(8)六氯四氟丁烷

(9)无水硫酸钠

(10)硅酸镁

2.2 实验方法

将采集到的地表水样品全部转移至2000ml分液漏斗中，量取25.0ml萃取剂(分别使用四氯化碳和六氯四氟丁烷)倒入分液漏斗中。振荡3min，并经常开启旋塞排气，静置分层后，将下层有机相转移至具塞磨口锥形瓶中，并加入适量无水硫酸钠，摇动数次后静置。向萃取液中加入适量硅酸镁，置于旋转振荡器上以180～200rpm的速度连续振荡20min，静置沉淀后，上清液经玻璃砂芯漏斗过滤至具塞磨口锥形瓶中，用于测定石油类。

2.3 校正方法

在HJ637-2012标准方法中规定，如果测定值与标准值的相对误差在±10％以内，校正系数可采用，否则需重新测定校正系数并加以检验，直到符合条件为止。本实验采用正十六烷、异辛烷、苯等校准物质确定校正系数，检验合格后分别测定以四氯化碳和六氯四氟丁烷为溶剂的5.0、10.0、20.0、50.0mg/L的标准溶液。结果见表1：

表1 标准溶液的测定结果

由表1可知：四氯化碳与六氯四氟丁烷为溶剂的各浓度标准溶液测定值与实际值的相对误差均低于10％，符合测定要求，两者的校正系数均可用。

2.4 检出限

分别取四氯化碳和六氯四氟丁烷各25ml至装有1L水溶液的烧杯中，使用OIL 460型红外分光测油仪，分别进行12组空白平行样品的测定。使用4.6倍空白值的标准偏差计算方法进行检出限测定。得出该测油仪以四氯化碳为萃取剂的检出限为0.002mg/L，以六氯四氟丁烷为萃取剂的检出限为0.015mg/L。通过数据比较，说明以四氯化碳为萃取剂效果更好。

2.5 仪器的精密度

分别配制质量浓度为10mg/L的四氯化碳和六氯四氟丁烷标准溶液，进行测定10组平行样品，结果见表2所示。

表2 精密度实验结果(n=10)

由表2可知：以六氯四氟丁烷为溶剂所测得的数值的精密度略低于四氯化碳的数值，但也已达到测定精密度的要求。

2.6 样品分析

由于水体中油类分布并不均匀，而且采集的水样均为瞬时水样，很难进行平行的对比实验，因此也就无法进行同一水样的萃取率对比分析。本实验采用每组取样2L，搅拌均匀后平均分成2份，每份1L样品，从而使每组2个样品大致具有可比性，通过对多组的实验结果进行比对，结果如表3所示：

表1 样品分析结果

本项目分别采用四氯化碳和六氯四氟丁烷为萃取剂，红外分光测定地表水中中的石油类含量，对两种试剂在方法的准确度、检出限、精密度等进行对比。结果表明：两者在准确度、检出限和精密度上十分接近，完全能够达到红外分光光度法测定水中石油类的方法要求，六氯四氟丁烷可以代替四氯化碳作为石油类检测的萃取剂。

〔1〕HJ637-2012.水质石油类和动植物油类的测定红外分光光度法〔S〕.中国环境科学出版社.

〔2〕谢争，徐非，赵春.S-316提取剂测定水中石油类〔J〕.环境监测管理与技术，2002，14(5)：24-25.

〔3〕单仲平，许娟娟，陈欢，许行翔，田湾湾.全自动红外测油仪测定水中油的萃取剂研究〔J〕.理化检验—化学分册，2016，52(5)：612-614.

Study on Detection of Oil in Water with Extraction Agent of S-316 Instead of Carbon Tetrachloride

WangLin (College of Chemical Engineering，Harbin Institute of Petroleum Harbin HeiLongjiang 150028)

Infrared spectrophotometry was used to determine oil in water.Carbon tetrachloride and S-316 were used as extracting agents for comparison to extract the oil in water.Results showed that the detection limit，accuracy and precision of the method with S-316 as extracting agent matched those with carbon tetrachlorides as extracting agent and met the determination requirements of automatic analysis of oil in water depended on infrared spectrophotometry.S-316 could be used as a substitute of carbon tetrachloride to extract oil in water.

Infrared spectrophotometry Extracting agent Carbon tetrachloride S-316

X832

A

1674-263X(2016)04-0060-03

2016-12-11

项目来源：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目(201613299003)。

王琳(1995-)，女，本科，主要研究水体环境中的污染物监测。