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紫外分光光度法测定养殖区海水油类问题的探讨

范文

马琳　张秀妍

摘要：目前海水增养殖区中油类监测采用的是紫外分光光度法。该方法中样品的萃取、标准曲线、分析空白等因素能够影响测定结果的准确性，通过实验数据对上述因素进行了分析探讨，总结了该方法在实验过程中需要注意的问题。

关键词：油类；紫外分光光度法；萃取；标准曲线；空白值；乳化层

石油类物质是各种烃类的混合物，海水中以乳化状态存在，其含量是影响海水增养殖区环境质量的一项重要指标。目前，海水增养殖区水质油类分析的测定采用的是《海洋监测规范》[1]中紫外分光光度法，本文对使用紫外分光光度法（以下简称紫外法）测定海水中石油类物质的过程中所存在的问题及解决方法等做了简要总结。

1 样品的萃取

1.1 萃取溶剂的种类和纯度要求

紫外法测定石油类物质常用的萃取溶剂有石油醚、正己烷。二者在使用前需要经过纯化处理，而纯化用的活性炭层析柱制备过程较为繁琐。对于分析纯正己烷的纯化除了使用活性炭层析柱之外，也可使用浓硫酸萃洗，弃去酸层后用二次蒸馏水萃洗至透光率大于90%即可，有条件的实验室也可直接购买高纯度的正己烷，无需纯化可直接使用。

1.2 萃取过程

萃取过程是石油类物质分析中的关键环节，它能直接影响分析结果的准确性和精密度，若方法不当将导致萃取失败。因此在萃取过程中需要注意以下几个问题：

（1）不能使用含油性的润滑剂（如凡士林、丙三醇等）润滑分液漏斗的旋塞处。可采用水润滑，即拔出旋塞用水冲洗后塞上，反复旋转几次。但使用水作润滑剂密封不够好，旋塞不够牢固，操作时要特别注意。

（2）首次萃取应将萃取溶剂放入采样瓶中洗涤一次，避免遗漏样品中部分附着在瓶壁的石油类物质，从而达到完全提取。

（3）萃取过程中要充分振荡，平行样间用力要一致，用力不能过于剧烈，避免萃取溶剂被乳化而趋于溶解状态，影响分层效果，萃取时要注意放气。

1.3 萃取溶剂用量与水样量的比例

使用多大量的萃取溶剂能够将海水样品中的石油类物质完全提取出来，涉及到萃取溶剂使用量与水样量分配系数问题。《海洋监测规范》中给出的比例是1∶25。为了在实验中使用的萃取溶剂用量既能达到定量萃取的要求，又能节省萃取溶剂，做了如下实验：取500 mL养殖区海水，使用不同量的正己烷在酸性条件下对水样进行三次萃取，测定结果见表1。

《海洋监测规范》里给出紫外法测定石油类的检出限为3.5×10-3mg/L，小于检出限则为未检出。从表1可以看出500 mL海水用5 mL正己烷萃取了三次还没有萃取完全，用10 mL正己烷萃取两次可达到要求，用20 mL和30 mL正己烷萃取一次即可达到要求。因此对于清洁的海水样品，一般使用20 mL正己烷萃取一次即可达到分析要求，对于污染严重的海水样品，一般需使用 20 mL以上正己烷多次萃取亦可满足要求。

2 标准曲线的稳定性

使用国家海洋环境监测中心提供的油标准物质，连续五天分别做了高、低两种浓度系列的标准曲线，其测定结果见表2和表3。

从表2和表3的数据可以看出，五天中无论低浓度还是高浓度系列标准曲线各个浓度点吸光值相对标准偏差均在5%以内，精密度良好，但低浓度区域相对于高浓度区域吸光值变异要大，这说明低浓度区域吸光值不稳定，而高浓度区吸光值相对稳定。两种浓度系列的曲线方程的斜率相对标准偏差亦在5%以内，比较稳定，而曲线截距主要受空白值影响较大。

因此，在实际工作中，低浓度系列标准曲线在每次测定样品前，最好都重新配制，高浓度系列标准曲线无需每次配制，但测定样品前要进行高、中、低三种浓度点校准，如果相对差值在5%以内，则原标准曲线仍可使用。

3 分析空白

紫外法在测定海水中石油类时会发现有时使用实验室蒸馏水配置的人工海水作为分析空白其测定值比海水测定值反而高，此时若仍用待测海水样品测得的吸光度减去分析空白吸光度，计算含油量会出现负值，因此分析空白用水的质量会直接影响样品的测定结果。

将实验室蒸馏水分别经过活性炭、重蒸处理后，扣除试剂空白之后的吸光值测定结果见表4。

从表4可看出，使用未经处理的蒸馏水配置的人工海水作分析空白的吸光值最高，经过重蒸后的蒸馏水空白吸光值虽有降低，但降低程度不明显，经活性炭处理后的蒸馏水，吸光值明显降低，与娃哈哈纯净水吸光值接近。因此，使用经活性炭处理过的蒸馏水配置人工海水作为分析空白是可行的，而用重蒸馏法处理后并不能很好地降低空白值。

4 乳化层的消除

当海水中含有较多悬浮物和石油类物质时，常常会产生乳化现象，在萃取振荡后会形成乳化层，使分层不明显。对于乳化层的消除，可采用重复萃取、加入少量无水乙醇和离心等方式进行处理[2-4]。其中以加入少量无水乙醇的方式最为简便，具体操作是在按通常方法，在正己烷萃取分出水层后，向萃取液中缓慢加入1 mL无水乙醇，边加边振摇，直至泡沫完全消失，静置使之分层，将浑浊液弃去，其余操作相同。

取500 mL左右海水，按上述方法操作，分别测定加入无水乙醇前、后二者的吸光值，其测定结果见表5。

将两组数据进行显著性检验，计算t=0077，t（0.05，5）=2.571>t，两组数据结果无显著性差异，说明无水乙醇对石油类测定结果无明显影响。因此，使用无水乙醇消除乳化层方法可行。

4 结论

综上所述，采用紫外分光光度法测定海水中石油类的过程中应注意：

萃取溶剂可选择石油醚和正己烷，但使用前必须保证其透光率在90%以上。

萃取过程中要注意分液漏斗的密封性，以免振荡过程中漏液；要避免遗漏样品瓶中的待测物质；振荡时要掌握好用力程度，以免产生乳化现象。

对于较清洁的海水样品，500 mL左右的样品可一次用10 mL萃取溶剂萃取，共萃取两遍，合并两次萃取溶剂后进行测定；也可以一次性用20 mL萃取溶剂进行萃取，两种方法都能够保证将样品中的石油类物质提取完全。对于污染样品则要使用20 mL以上萃取溶剂进行提取。

低浓度系列标准曲线最好现用现配，而高浓度系列标准曲线在使用之前可用高、中、低三种浓度的标准溶液进行校正，若相对差值在5%以内，可使用原曲線对样品进行测定。

使用活性炭处理过的蒸馏水能够有效降低分析空白吸光值，能够避免测定结果出现负值情况的发生。

当萃取过程中发生乳化现象时，最简便的方法是向萃取液中缓慢加入无水乙醇，达到消泡目的，而不影响测定结果。

参考文献：

[1] 国家质量监督检验检疫总局.GB17378.4-2007 海洋监测规范第4部分：海水分析[S].北京：中国标准出版社，2008

[2] 余俭，董铮.水中石油类测定破乳方法的改进[J].中国环境监测，2003，19（5）：41

[3] 张雅玲.水中石油类测定时乳化层的消除[J].环境监测管理与技术，2000，12（2）：38

[4] 程毅，李庆云，叶挺进.离心法破乳在测定石油类项目中的应用[J].中国给水排水，2008，24（16）：91-92

（收稿日期：2016-04-15；修回日期：2016-04-26）

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