红外吸收光谱仪检测油类污染物（如石油烃）

红外吸收光谱仪检测油类污染物（如石油烃）

1. 检测目标

• 油类污染物：包括石油烃（如柴油、汽油、润滑油）、动植物油脂等。
• 核心指标：通过特定红外吸收峰（如C-H键伸缩振动吸收峰）定量分析油类浓度。

2. 基本原理

• 红外吸收特征：油类分子中的C-H键在中红外波段（3.4–3.5 μm，即2940–2850 cm⁻¹）产生强吸收峰（甲基、亚甲基的伸缩振动）。
• 定量依据：根据朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law），吸光度与油类浓度成正比：
  $$A=\epsilon \cdot c\cdot l$$
  • $A$：吸光度
  • $\epsilon$：摩尔吸光系数
  • $c$：油类浓度
  • $l$：光程长度（样品池厚度）

3. 检测流程

1. 样品前处理：

   • 萃取：将水样或固体样品中的油类用**（CCl₄）或四氯乙烯（C₂Cl₄）**萃取（二者在红外区无吸收干扰）。
   • 净化（可选）：通过硅胶柱去除动植物油脂（干扰物），保留石油烃。

2. 仪器校准：

   • 标准曲线法：使用标准油（如正十六烷、异辛烷、苯等）配成系列浓度，测量吸光度并绘制标准曲线。
   • 参比法：以萃取溶剂为空白参比，消除溶剂背景干扰。

3. 样品测量：

   • 将萃取液注入样品池，扫描3.4–3.5 μm波段吸光度。
   • 根据标准曲线计算油类浓度（单位：mg/L或mg/kg）。

4. 关键参数与干扰因素

• 检测限：通常为0.1–1 mg/L（取决于萃取效率和仪器灵敏度）。
• 主要干扰：
  • 动植物油脂：含C-H键的有机物（需通过硅胶柱分离）。
  • 悬浮颗粒物：需过滤（<0.45 μm滤膜）避免散射干扰。
  • 溶剂纯度：需脱芳烃处理（避免残留苯干扰）。

5. 仪器类型

• 非分散红外（NDIR）光谱仪：
  • 专用于油类检测，固定波长（3.4 μm），结构简单、成本低（常用于在线监测）。
• 傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪：
  • 全波段扫描，可区分油类组分（如石油烃与植物油），但操作复杂、成本高（实验室分析）。

6. 应用场景

• 环境监测：
  • 地表水、地下水、土壤中石油污染检测（如溢油事故应急）。
• 工业废水：
  • 石化、机械加工等行业废水含油量监控。
• 法规合规：
  • 符合EPA 418.1（美国）、ISO 9377-2（国际）等标准。

7. 优缺点对比

8. 与其他油类检测方法对比

9. 注意事项

• 溶剂选择：禁用含C-H键的溶剂（如己烷），优先使用（需通风柜操作）。
• 样品保存：萃取后样品需避光冷藏（24小时内分析）。
• 仪器维护：定期清洁样品池