新頒布的國標(biāo)法HJ637-2018水質(zhì)石油類和動植物油類測定 紅外分光光度法，選取了紅外三波長（紅外光譜法）作為石油類測量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

用紅外測油儀測量的礦物油一般是由烷烴、環(huán)烷烴及芳香烴組成的混合物。

紅外測油儀廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，石油化工、水文水利、、污水處理廠、火力發(fā)電廠、鋼鐵企業(yè)、高校科研教學(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測、鐵路環(huán)境監(jiān)測、汽車制造、海洋環(huán)境監(jiān)測、交通環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境科研等檢測室、實(shí)驗(yàn)室使用。

1.紅外測油儀的工作原理：

根據(jù)HJ637-2018標(biāo)準(zhǔn)，用四氯乙烯萃取水中的油類物質(zhì)，測定總萃取物，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，經(jīng)脫除動植物油等極性物質(zhì)后，測定石油類?？傒腿∥锖褪皖惖暮烤刹〝?shù)分別為2930cm-1(CH2基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動)、2960cm-1(CH3基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動)和3030cm-1(芳香烴中C-H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A2930、A2960和A3030進(jìn)行計算。動植物油的含量按總萃取物與石油類含量之差計算。

其中三種基團(tuán)2930cm-1（CH3）、 2960cm-1（CH2）、3030cm-1（芳香烴）是石油類礦物油的主要組成部分。其組成中的“任一化合物”均可由這三種基團(tuán)“拼裝”而成，因此可見，測定石油類含量只須上述三種基團(tuán)的量即可得出。

2.三波長的計算公式由來：

　　由吸收的加和性可知，三波數(shù)處的吸光度A2930、A2960、A3030分別為三類基團(tuán)吸收的分類匯總值，所以其原始公式為：

　　C＝x* A2930+y* A2960+z* A3030 （1）

　　C為溶劑中礦物油的濃度，x、y、z 分別為CH2、 CH3、芳環(huán)的C-H鍵的吸光度系數(shù)。因脂烴基對芳環(huán)的吸收有疊加，盡管很小，但芳環(huán)的吸光度系數(shù)大（2），易引起大的誤差，需引入校正系數(shù)F對A3030修正：

C＝x* A2930+y* A2960+ z*( A3030- A2930/F) （2）

此即“三波長紅外光譜法”的計算公式。

　　理論上，吸收系數(shù)為特定值，但隨儀器精度、操作條件有差別，可借助模型化合物的純物質(zhì)標(biāo)定本儀器的值。分別配制富含CH2（如正十六烷）、 CH3（如姥鮫烷或異辛烷）、芳環(huán)（如甲苯或苯）基團(tuán)的單一標(biāo)準(zhǔn)溶液以標(biāo)定x，y，z：在3400-1～60000px-1之間進(jìn)行紅外光譜掃描，模型化合物的紅外光譜見圖1。

逐個量取3030 cm-1、2960 cm-1、2930 cm-1三處的吸光度，依次代入（2）式，得三聯(lián)方程組，其中F為正十六烷的A2930/ A3030值。

對一特定儀器，在特定條件下，x、y、z、F保持穩(wěn)定，使用EP900紅外測油儀的響應(yīng)系數(shù)見表2。

3.系數(shù)驗(yàn)證及適應(yīng)性檢驗(yàn)

　　為驗(yàn)證校正系數(shù)，分別用國標(biāo)樣及自配B重油標(biāo)樣進(jìn)行了回收率試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，本校正系數(shù)的平均回收率為96.7％，相對誤差在-0.5％～-5％之間，能滿足實(shí)用測定要求。

三波長紅外光譜法充分兼顧了鏈烷、環(huán)烷及芳香烷的共同影響，能適應(yīng)各種組成比例混合烴的測定，避開了“標(biāo)準(zhǔn)油”問題，具有很大的優(yōu)越性。其對烴組成比例變化的適應(yīng)性驗(yàn)證見表3。

　　表3表明，三波長紅外光譜法對各種烴類組成比例，甚至極端比例的樣品均具有很好的響應(yīng)，不需在每次測定樣品前提取或配制“標(biāo)準(zhǔn)油”，充分顯示出該法對樣品中烴類組成變化所特有的適應(yīng)性。

4.紅外光譜法中近紅外光源和中紅外光源的應(yīng)用區(qū)別：

雖無嚴(yán)格界限，但非分散儀使用近紅外光源，測量中紅外區(qū)的信息（近紅外光區(qū)邊緣），能量弱、靈敏度低，尤其是對芳環(huán)的響應(yīng)（大型儀器亦如此，見表1）。建議國產(chǎn)紅外測油儀使用中紅外光源，以進(jìn)一步提高儀器靈敏度。

5.紅外測油儀的技術(shù)應(yīng)用

項(xiàng) 目 技術(shù)指標(biāo)

儀器檢出限 3SD≤0.02mg/L(測量11次空白計算3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差)

方法檢出限(水樣) 0.002mg/L

水樣測量范圍 0.0-100%油(稀釋或富集萃取測量法)

重復(fù)性 RSD≤1%(20-100mg/L油標(biāo)樣測定11次)

測量四氯乙烯 73250px-1 吸光度：＜0.2（A）

芳烴檢出限 2mg/L（苯國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）

準(zhǔn)確度誤差 <±2%

相關(guān)系數(shù) R>0.9999

掃描速度 全譜掃描，30秒鐘/次

波數(shù)范圍 85000px-1～60000px-1（即2941nm～4167nm）

吸光度范圍 0.0000～2.0000AU（即透過率100～1%T）

分辨率 0.001mg/L

波數(shù)準(zhǔn)確度和重復(fù)性 ±12.5px-1

使用溫度和濕度 溫度范圍1℃-40℃，濕度≤90﹪

主機(jī)外型尺寸 1125px×875px×325px（長寬高）

使用電源 (220±22)V、(50±1)Hz、50VA

儀器應(yīng)用范圍主要地表水、地下水、工業(yè)廢水中含油量的測量，也可用于餐飲業(yè)煙氣中油的監(jiān)測和固體中含油量的監(jiān)測。紅外測油儀是測量水體、氣體、固體中含油量的儀器。

6.紅外測油儀的應(yīng)用行業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境監(jiān)測站、生活污水和工業(yè)廢水的測定 GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

飲食業(yè)油煙監(jiān)測單位 GB18483—2001飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)

市政排水檢測站或及污水處理廠 GB ** 18—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

或者 GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

石油石化企業(yè) GB3551—83 石油煉制工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

鐵路環(huán)境監(jiān)測站 GB5469—85鐵路貨車洗刷廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

火力發(fā)電廠環(huán)境監(jiān)測站 GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)以及其它標(biāo)準(zhǔn)

冶煉行業(yè)廢水監(jiān)測 GB13456—92鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

海洋漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測 GB3097海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和GB11607漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水文環(huán)境監(jiān)測站 GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、農(nóng)業(yè)林業(yè)環(huán)境監(jiān)測站 GB4284—84農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)