红外分光测油仪仪器结构与关键技术
更新时间:2025-11-11 点击次数:27
随着工业化和城市化的快速发展,含油废水排放已成为水体污染的重要来源之一。石油类物质进入水体后,不仅破坏水生生态系统,还可能通过食物链富集危害人体健康。因此,对地表水、地下水、工业废水及生活污水中的石油类和动植物油含量进行快速、准确的监测,是环境监管、企业排污控制和水质安全保障的关键环节。在众多测油技术中,红外分光测油仪凭借其高灵敏度、良好选择性、操作简便和符合国家标准等优势,成为我国及国际上广泛采用的主流检测设备。该仪器基于红外光谱吸收原理,通过测定油类物质在特定波数下的特征吸收峰,实现对水中油含量的定量分析,被誉为环境监测领域的“环保利器”。
根据中国国家标准《水质石油类和动植物油的测定红外分光光度法》(HJ 637-2018,替代原GB/T 16488-1996),测油流程如下:
1.萃取:用四氯乙烯(或正己烷,视标准版本而定)将水样中的油类物质萃取至有机相;
2.测定:将萃取液注入红外分光测油仪,在2930 cm⁻¹(CH₂)、2960 cm⁻¹(CH₃)和3030 cm⁻¹(芳香环C—H)三个波数处测量吸光度;
3.计算:通过经验公式(如HJ 637推荐的校正系数法)分别计算总油、石油类和动植物油的浓度。
其中,动植物油含量=总油−石油类,而石油类需经硅酸镁吸附去除动植物油干扰后测定。
红外分光测油仪仪器结构与关键技术:
1.光源与光学系统
采用高稳定性红外光源(如陶瓷光源)和干涉滤光片或傅里叶变换(FTIR)技术。目前主流产品多为非色散型(NDIR),使用窄带滤光片精准锁定2930 cm⁻¹等关键波数,结构紧凑、成本较低;机型则采用傅里叶变换红外光谱(FTIR),可获取全谱信息,适用于复杂样品分析。
2.样品池:石英或氟化钙(CaF₂)材质的比色皿,光程通常为40 mm或10 mm,确保足够灵敏度且耐有机溶剂腐蚀。
3.检测器红外分光测油仪高灵敏度热电堆或MCT(汞镉碲)检测器,将红外信号转换为电信号。
4.数据处理系统红外分光测油仪嵌入式微处理器或连接计算机,自动完成基线校正、吸光度读取、浓度计算及数据存储,并支持打印报告或上传至LIMS系统。
5.安全与环保设计红外分光测油仪由于传统萃取剂四氯化碳(CCl₄)因破坏臭氧层已被禁用,现行标准改用四氯乙烯(C₂Cl₄)或正己烷作为萃取溶剂。仪器配套通风装置或密闭萃取系统,减少挥发性有机溶剂暴露风险。
技术优势与应用价值:
1.高选择性与抗干扰能力:通过多波长校正算法,有效区分矿物油与动植物油,避免单一波长测量导致的误差。
2.灵敏度高,检出限低:通常检出限可达0.1 mg/L,满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅰ类水石油类≤0.05 mg/L的监测要求(经富集后)。
3.操作简便,分析速度快:从萃取到出结果仅需10–15分钟,适合现场快速筛查与实验室批量检测。
使用注意事项与维护建议:
萃取操作规范:充分震荡、静置分层,避免乳化;使用无油玻璃器皿;溶剂纯度控制:萃取剂需预先测定空白值,确保本底油含量低于方法检出限;定期校准:使用标准油(如正十六烷、异辛烷、苯按比例配制)进行校准曲线验证;比色皿清洁:用溶剂清洗,避免残留油膜影响透光率;仪器预热与调零:每次使用前预热15–30分钟,并用纯溶剂调零;避免水汽干扰:红外系统对水分敏感,应保持干燥环境。