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便攜式紅外測油儀快速測油和油脂
隨著淡水資源的日益匱乏,，世界上的許多地區(qū)對水資源的需求遠(yuǎn)超過其供應(yīng),，保護(hù)水資源的質(zhì)量變成了首要的問題,。脂肪,、油,、油脂是水質(zhì)污染的重要來源之一,，1977年,，美國制定了清潔水行動，對工業(yè)污染源的排放制定了管理條例,。清潔水行動的關(guān)注于來自不同源頭的非點源污染,，而脂肪、油,、油脂的污染是非點源污染的重要來源,。本文介紹了一種簡化的、基于溶劑提取和紅外吸收的快速測量油及油脂的檢測設(shè)備及操作規(guī)程,，可用于油脂的現(xiàn)場檢測,。
圖1.博海星源系列紅外測油儀。
目前,，泰國污染控制部門針對正在排放地區(qū),，制定從5~100mg/L的大工業(yè)油排放標(biāo)準(zhǔn)，世界其他地區(qū)也意識到了測量油污染的重要性,，也已經(jīng)實施了其管理條例或正要準(zhǔn)備實施,。當(dāng)*的水質(zhì)分析聚焦于的油污染的檢測，迫切需要出現(xiàn)一款準(zhǔn)確,，快速,，簡單的現(xiàn)場分析方法。首先,，現(xiàn)場快速測油儀可用于污水處理工程的監(jiān)控,。同時，相關(guān)監(jiān)管部門也需要在現(xiàn)場進(jìn)行其有利于監(jiān)管部門和操作執(zhí)行者控制現(xiàn)場分析排放*。本文介紹了一種簡化的,、基于溶劑提取和紅外吸收的快速測量油及油脂的準(zhǔn)確檢測設(shè)備及操作規(guī)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(xiàn)已被禁用的氟利昂作為提取溶劑從污水中去提取烴類;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間,、設(shè)備以及操作要求較高的方法，且只可用于實驗室,。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(xiàn)場檢測,。ASTM已經(jīng)通過了D7066方法,，使用氟利昂替換溶劑進(jìn)行提取，應(yīng)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(xiàn)場檢測方法。
烴類,，如脂肪,、油、油脂從水中以適當(dāng)溶劑提取出來后,，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ASTM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)射一束紅外光透過樣品池,，測量提取液中的烴類化合物濃度,。
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)樣品盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)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ATR水晶下面板內(nèi)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和過程。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(shè)備也不同,。在3.4µm，紅外光譜中首先含有CH2基團(tuán),，紅外吸收隨烴的碳鏈的長度(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(shù)據(jù)比較了正己烷/紅外方法同正己烷/重量方法,。一組數(shù)據(jù)來自于一家肉類包裝廠，其他數(shù)據(jù)來自于一家餐館的油脂阱內(nèi)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)具有分析時間短,、便攜、相對便宜的特點,，現(xiàn)廣泛用于各地檢測部門以及工業(yè)水處理現(xiàn)場測試,。其提取和測量程序包括幾個簡單步驟,，操作者稍加培訓(xùn)即可進(jìn)行檢測工作。
樣品被收集在一個提取容器中,，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在水的上面,。S-316和四氯乙烯比水重,，需要用一個分液漏斗，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(jié)果,。對于ASTM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(jié)果?？傊?，采用紅外測油儀進(jìn)行樣品分析的全過程可以在10min內(nèi)全部完成。
小結(jié)
使用配備有現(xiàn)場提取套裝的便攜式紅外測油儀,，可以在現(xiàn)場快速得進(jìn)行油的檢測,。這對于污水處理系統(tǒng)的調(diào)試以及監(jiān)控具有重要的意義。根據(jù)在現(xiàn)場對油含量的檢測,，就可以比較污水在處理前后的情況,，以便對污水處理設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到滿意的工作狀態(tài),。而采用實驗室檢測方法，一般要經(jīng)過數(shù)天才能得到檢測結(jié)果,。
對于監(jiān)管部門,，采用現(xiàn)場紅外測油儀，在排污口馬上即可得到油污染指標(biāo),，對于及時提出控制方案,，進(jìn)行執(zhí)法等具有重的意義。現(xiàn)場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(yīng)急時間發(fā)生后,，滯后的分析結(jié)果是毫無意義的,，必須在短的時間內(nèi)得到結(jié)果，指導(dǎo)事故處理,，將事故的危害降到小,。