便攜式紅外測油儀快速測油和油脂

 隨著(zhù)淡水資源的日益匱乏，世界上的許多地區對水資源的需求遠超過(guò)其供應，保護水資源的質(zhì)量變成了首要的問(wèn)題。脂肪、油、油脂是水質(zhì)污染的重要來(lái)源之一，1977年，美國制定了清潔水行動(dòng)，對工業(yè)污染源的排放制定了管理條例。清潔水行動(dòng)的關(guān)注于來(lái)自不同源頭的非點(diǎn)源污染，而脂肪、油、油脂的污染是非點(diǎn)源污染的重要來(lái)源。本文介紹了一種簡(jiǎn)化的、基于溶劑提取和紅外吸收的快速測量油及油脂的檢測設備及操作規程，可用于油脂的現場(chǎng)檢測。

圖1.博海星源系列紅外測油儀。

 目前，泰國污染控制部門(mén)針對正在排放地區，制定從5~100mg/L的大工業(yè)油排放標準，世界其他地區也意識到了測量油污染的重要性，也已經(jīng)實(shí)施了其管理條例或正要準備實(shí)施。當*的水質(zhì)分析聚焦于的油污染的檢測，迫切需要出現一款準確，快速，簡(jiǎn)單的現場(chǎng)分析方法。首先，現場(chǎng)快速測油儀可用于污水處理工程的監控。同時(shí)，相關(guān)監管部門(mén)也需要在現場(chǎng)進(jìn)行其有利于監管部門(mén)和操作執行者控制現場(chǎng)分析排放*。本文介紹了一種簡(jiǎn)化的、基于溶劑提取和紅外吸收的快速測量油及油脂的準確檢測設備及操作規程。

脂肪、油、油脂的紅外檢測

EPA方法413.2和418.1是用于油和油脂測量的紅外方法，其要以現已被禁用的氟利昂作為提取溶劑從污水中去提取烴類(lèi);EPA方法1664，則采用正己烷作為提取溶劑，進(jìn)行重量分析，以取代了氟利昂方法。但是，重量分析法是一種對時(shí)間、設備以及操作要求較高的方法，且只可用于實(shí)驗室。鑒于此，迫切需要一種快速的，便攜的分析儀器用于油脂污染的現場(chǎng)檢測。ASTM已經(jīng)通過(guò)了D7066方法，使用氟利昂替換溶劑進(jìn)行提取，應用紅外法進(jìn)行分析。此外，采用正己烷提取、溶劑蒸發(fā)、ATR(衰減全反射)紅外檢測也是一種理想的現場(chǎng)檢測方法。

 烴類(lèi)，如脂肪、油、油脂從水中以適當溶劑提取出來(lái)后，再以紅外法測量。提取烴的紅外吸收值同溶劑中油/油脂的濃度呈正比。紅外測油法可直接用于檢測ppm或mg/L濃度級別的油和油脂。

溶劑提取紅外測油法

圖2.透射紅外吸收測油法。

用一種烴-自由溶劑提取，紅外聯(lián)用方法測量FOG，通過(guò)測量FOG中的C-H鍵，在2930cm-1或3.4µm處的吸收峰，可以分析FOG。S-316(在A(yíng)STM方法中叫D7066)和四氯乙烯是一種很好的紅外測油提取溶劑，可用于測量總的C-H吸收峰。提取溶劑被直接放于樣品池中，發(fā)射一束紅外光透過(guò)樣品池，測量提取液中的烴類(lèi)化合物濃度。

正己烷提取蒸發(fā)紅外測油法

圖3. 衰減全反射紅外吸收測油法。

正己烷毒性低、易處理、價(jià)格低廉，是一種理想的油提取溶劑，并且是EPA方法1664中的提取溶劑。但是，由于正己烷含有C-H鍵，其必須被蒸發(fā)掉才不至于影響到油、油脂的測量。此方法采用ATR(衰減全反射)樣品盤(pán)代替傳統的比色皿，正己烷提取液被直接放置在暴露的ATR(衰減全反射)晶體上，正己烷蒸發(fā)后，油或油脂膜留在表面。紅外光束在A(yíng)TR水晶下面板內部多次反射、吸收，從而對油的含量進(jìn)行直接測量。

不同測油方法的比較

油和油脂的分析是不同的分析，FOG的定義是基于溶劑使用的種類(lèi)和過(guò)程。由于不同的測試方法用于測定油的不同物理性質(zhì)，分析設備也不同。在3.4µm，紅外光譜中首先含有CH2基團，紅外吸收隨烴的碳鏈的長(cháng)度(其與烴的分子量有關(guān))增加而增加，因此，EPA1664方法和典型的紅外分析彼此很好的相關(guān)。表1顯示兩種數據比較了正己烷/紅外方法同正己烷/重量方法。一組數據來(lái)自于一家肉類(lèi)包裝廠(chǎng)，其他數據來(lái)自于一家餐館的油脂阱內測試?？紤]到不可能得到兩組*相同的廢水蒸汽提取樣品，選用了兩種非常相近的方法。

表1.比較正己烷/紅外方法同正己烷/重量方法

紅外測油法的檢測程序

便攜式紅外測油儀(如Photo1博海星源系列紅外測油儀)具有分析時(shí)間短、便攜、相對便宜的特點(diǎn)，現廣泛用于各地檢測部門(mén)以及工業(yè)水處理現場(chǎng)測試。其提取和測量程序包括幾個(gè)簡(jiǎn)單步驟，操作者稍加培訓即可進(jìn)行檢測工作。

樣品被收集在一個(gè)提取容器中，按照溶劑：樣品=1：10加入提取溶劑溶劑(正己烷、四氯乙烯、S-316等)，震搖提取2 min后。由于正己烷水輕，因此提取完成后靜止分層會(huì )在水的上面。S-316和四氯乙烯比水重，需要用一個(gè)分液漏斗，進(jìn)行水和提取溶劑的分離。

對于正己烷方法，提取溶劑被放在ATR晶體上，待正己烷蒸發(fā)之后(約3 min)，得到檢測結果。對于A(yíng)STM方法D7066，以S-316或四氯乙烯提取液加入比色皿，并進(jìn)行紅外分析，30s即可得到結果?？傊?，采用紅外測油儀進(jìn)行樣品分析的全過(guò)程可以在10min內全部完成。

小結

使用配備有現場(chǎng)提取套裝的便攜式紅外測油儀，可以在現場(chǎng)快速得進(jìn)行油的檢測。這對于污水處理系統的調試以及監控具有重要的意義。根據在現場(chǎng)對油含量的檢測，就可以比較污水在處理前后的情況，以便對污水處理設備的參數進(jìn)行調整，以達到滿(mǎn)意的工作狀態(tài)。而采用實(shí)驗室檢測方法，一般要經(jīng)過(guò)數天才能得到檢測結果。

對于監管部門(mén)，采用現場(chǎng)紅外測油儀，在排污口馬上即可得到油污染指標，對于及時(shí)提出控制方案，進(jìn)行執法等具有重的意義?，F場(chǎng)快速測油的重要性在環(huán)境已經(jīng)事故的檢測中具有更為重要的意義。在應急時(shí)間發(fā)生后，滯后的分析結果是毫無(wú)意義的，必須在短的時(shí)間內得到結果，指導事故處理，將事故的危害降到小。