便攜式紅外測油儀:非色散紅外光度法

一、 概述
傳統(tǒng)的成分分析先取樣再以定性方式量測,時間長且無法及時得到測量數(shù)據(jù)。而大多數(shù)物質(zhì)的分子官能基能吸收紅外光,利用光譜能量的吸收與轉(zhuǎn)換很容易進(jìn)行內(nèi)部成分的定性分析和定量計(jì)算。紅外測油儀正是以此為基本原理,采用紅外分光光度測量,經(jīng)對樣品進(jìn)行光譜掃描,可顯示并打印樣品光譜及吸收峰的波數(shù)位置,能迅速、準(zhǔn)確地測出水體中油份濃度的全部含量。
石油類的定義是:在標(biāo)準(zhǔn)“HJ637-2018”規(guī)定的條件下,用CCl4萃取,不被硅酸鎂吸附,并且在波數(shù)為2930cm-1、2960cm-1和3030cm-1全部或部分譜帶處有特征吸收的物質(zhì)。
動植物油的定義是:在標(biāo)準(zhǔn)“HJ637-2018”規(guī)定的條件下,用CCl4萃取,并且被硅酸鎂吸附的物質(zhì)。
我國根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的推薦方法,制定并頒布了以紅外光度法為基礎(chǔ)“水質(zhì) 石油類和動植物油的測定 紅外光度法”( HJ637-2018)國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包括兩種方法,紅外分光光度法和非色散紅外光度法,但在我國目前大多數(shù)都采用紅外分光光度法。

XY-3800T 便攜式紅外測油儀基于紅外分光光度法,利用油類物質(zhì)中的甲基(-CH?)、亞甲基(-CH?)等基團(tuán)對特定波長紅外光具有特征吸收的特性來實(shí)現(xiàn)定量分析。當(dāng)紅外光穿過含有油類物質(zhì)的樣品時,在 2930cm?1(對應(yīng)亞甲基 -CH?- 的 C-H 伸縮振動)、2960cm?1(對應(yīng)甲基 -CH? 的 C-H 伸縮振動)、3030cm?1(芳香烴類 C-H 伸縮振動)等波長處,油類物質(zhì)會選擇性吸收紅外光,使透過樣品的紅外光強(qiáng)度減弱。儀器通過紅外探測器檢測入射光與透射光的強(qiáng)度差,計(jì)算出樣品在這些特征波長下的吸光度。
根據(jù)朗伯 - 比爾定律,在一定濃度范圍內(nèi),樣品的吸光度與油類物質(zhì)的濃度成正比關(guān)系。儀器內(nèi)置高精度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,該曲線通過對一系列已知濃度的油類標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測量,獲取其在特征波長下的吸光度,經(jīng)過數(shù)據(jù)擬合而成。當(dāng)對未知樣品進(jìn)行測量時,儀器將測得的吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,通過內(nèi)部微處理器進(jìn)行計(jì)算,即可快速、準(zhǔn)確地得出樣品中油類物質(zhì)的濃度值,并在顯示屏上直觀顯示測量結(jié)果。
在實(shí)際檢測中,對于不同類型的樣品,需要先進(jìn)行相應(yīng)的前處理。以水樣為例,通常采用四氯化碳作為萃取劑,通過液 - 液萃取的方式,將水樣中的油類物質(zhì)轉(zhuǎn)移至四氯化碳相中,實(shí)現(xiàn)油類與水相的分離。萃取后的四氯化碳萃取液被注入儀器的樣品池中,儀器自動對其進(jìn)行紅外光照射、吸光度測量及濃度計(jì)算,整個過程操作簡便,能夠快速得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

地表水與飲用水源監(jiān)測:在河流、湖泊、水庫等地表水監(jiān)測以及飲用水源地保護(hù)工作中,XY-3800T 可快速檢測水中的石油類和動植物油類含量,及時發(fā)現(xiàn)水體是否受到油污染,為水資源保護(hù)和污染防治提供數(shù)據(jù)依據(jù),保障居民飲用水安全。例如,定期對飲用水源地進(jìn)行檢測,若發(fā)現(xiàn)油含量超標(biāo),可及時采取措施進(jìn)行處理,防止污染擴(kuò)散。
工業(yè)廢水排放檢測:環(huán)境監(jiān)測部門對石油化工、機(jī)械加工、冶金等工業(yè)企業(yè)的廢水排放口進(jìn)行現(xiàn)場抽檢,利用該儀器快速測定廢水中的油含量,判斷企業(yè)是否達(dá)標(biāo)排放,有效監(jiān)管企業(yè)的污染排放情況,防止工業(yè)廢水對環(huán)境造成污染。一旦發(fā)現(xiàn)企業(yè)廢水油含量超標(biāo),可責(zé)令其整改,減少污染物排放。
海洋與近岸海域監(jiān)測:在海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中,用于檢測海水、海洋沉積物中的油類污染物,評估海上石油開采、船舶運(yùn)輸?shù)然顒訉Q蟓h(huán)境的影響,為海洋環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)提供技術(shù)支持。如在發(fā)生海上石油泄漏事故后,可迅速檢測污染區(qū)域的油含量,為應(yīng)急處理和生態(tài)恢復(fù)方案的制定提供數(shù)據(jù)。
油品質(zhì)量控制:在石油煉制、石油產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,對原油、汽油、柴油、潤滑油等油品進(jìn)行質(zhì)量檢測,測定油品中的雜質(zhì)油含量、添加劑含量等指標(biāo),確保產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)生產(chǎn)要求,提高產(chǎn)品競爭力。通過對油品油含量的精確檢測,可及時調(diào)整生產(chǎn)工藝,保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
設(shè)備潤滑狀態(tài)監(jiān)測:對工業(yè)設(shè)備的潤滑油進(jìn)行定期檢測,分析潤滑油中磨損顆粒形成的油類物質(zhì)含量,判斷設(shè)備的磨損程度和潤滑狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患,預(yù)防設(shè)備損壞,保障生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。例如,當(dāng)檢測到潤滑油中油類物質(zhì)含量異常升高時,可提示設(shè)備可能存在過度磨損,需及時進(jìn)行檢修和維護(hù)。
石油泄漏應(yīng)急處理:當(dāng)發(fā)生石油管道泄漏、油罐泄漏等事故時,應(yīng)急救援人員攜帶便攜式紅外測油儀迅速趕赴現(xiàn)場,對泄漏區(qū)域的土壤、水體進(jìn)行檢測,確定污染范圍和程度,為制定科學(xué)合理的應(yīng)急處理方案提供數(shù)據(jù)支持,加快事故處理進(jìn)度,減少環(huán)境污染損失。通過快速檢測,可準(zhǔn)確評估泄漏量,采取針對性的清理和修復(fù)措施。
科研實(shí)驗(yàn)研究:科研機(jī)構(gòu)和高校在環(huán)境科學(xué)、化學(xué)工程、材料科學(xué)等學(xué)科的研究中,使用該儀器開展水體油污染遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、新型油品分析方法等課題研究,為科研工作提供準(zhǔn)確可靠的檢測數(shù)據(jù),推動相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究進(jìn)展。研究人員可利用該儀器對不同實(shí)驗(yàn)條件下的樣品進(jìn)行檢測,分析油類物質(zhì)的變化情況,探索其內(nèi)在規(guī)律。
教學(xué)實(shí)驗(yàn):在高校環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)分析等專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,作為教學(xué)儀器幫助學(xué)生掌握紅外測油儀的操作方法和油類物質(zhì)檢測技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和科研創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。學(xué)生通過實(shí)際操作該儀器,加深對理論知識的理解,提升實(shí)驗(yàn)操作能力。