[科普中国]-油污染检测

简介

油类污染物监测问题已引起各国环保部门的高度重视 ，各种检测污水油的仪器 和方法也 因此相继问世。油污染检测的原理多种多样 ，有基于物理特性的，如重量法、机械浮子式的称重测量法 、电特性测量法、超声法等 ；有基 于化学特性的，如比浊法、比色法等；有采用光电测试原理的，如光声测量法、光散射测量法 、微波测量法、紫外吸收法、荧光光度法 、红外分光光度法、非色散红外吸收法等。2

油污染危害(1) 破坏土壤。石油污染物堵塞土壤孔隙,使土壤透水、透气性降低[ 1 ] ;改变土壤有机质的碳氮比和碳磷比;引起土壤微生物群落、区系的变化，破坏土壤微生态环境。

(2) 污染水体。土壤中的石油向下渗漏污染地下水,或者被雨水携带污染地表水体,影响用水安全和农作物安全。北京安家楼加油站和六里屯加油站近年来均发生过严重漏油事故,使附近自来水厂一度停止运行。长期使用含油污水灌溉,农作物正常生长发育受阻,抗倒伏、抗病虫害的能力降低,直接导致粮食的减产;重金属、芳香族化合物等有毒有害物质在农作物中产生残留、富集效应,并通过食物链危及人类健康。如沈抚灌渠上游污灌区水稻出现生长缓慢、烂根、粒瘪等现象,出产的大米有浓重的石油味,感官指标极差。

(3) 污染空气。土壤中的石油向空气中挥发、扩散和转移,使空气质量下降,直接影响人体健康、生命安危和后代繁衍。某些脂溶性物质能侵蚀中枢神经系统;一些挥发性组分在紫外线照射下与氧作用形成有毒性气体,危害人和动物的呼吸系统;多环芳烃类物质影响肝、肾和心血管系统等的正常功能,甚至引起癌变。

土壤石油污染的隐弊性大,潜伏期长,涉及面广,治理困难,危害日益凸现,已成为不容忽视的环境问题。

检测技术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。

该法是以前比较常用检测水中油的方法。

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。

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。

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。

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。

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。1

比较分析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

①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。

②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。1