红外光谱法检测固体废物中可回收石油烃总量

     红外光谱法检测固体废物中可回收石油烃总量

天津港东科技股份有限公司  应用分析部

      随着工业的发展，工业生产过程排放的危险废物日益增多，这些废物已逐步威胁到我们日常生活的安全，参照《危险废物名录》对废物进行检测、分类和处理已刻不容缓。

在诸多危险废物中，石油烃是目前环境中广泛存在的有机污染物之一, 包括汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等, 是多种烃类（正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃）和少量其它有机物, 如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物。随着经济的发展, 人类对能源的需求不断扩大, 石油已成为人类最主要的能源之一。在石油的开采、加工和利用过程中, 越来越多的石油可能会进入土壤环境和海洋从而引起土壤环境和海洋水质的污染和破坏. 过量的总石油烃一旦进入土壤将很难予以排除, 将给社会、经济和人类造成严重的危害而过量石油烃进入海洋，会在海洋生物体内聚集，随着食物链进入人体，危害人类健康。

我国目前已经颁布GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别》，该标准共有7部分，包括：腐蚀性鉴定、急性毒性初筛、浸出毒性鉴别、易燃性鉴别、反应性鉴别、毒性物质含量鉴别及通则。其中附录O 固体废物 可回收石油烃总量，使用红外光谱法进行测定。

港东科技FTIR-650型傅里叶变换红外光谱仪，具有高灵敏度、高准确度、高可靠性、紧凑小巧、操作简便等特点，其性能及主要技术指标均已达到或超过国际同类产品水平。作为国产红外光谱仪明星产品，已连续畅销十余年，广泛应用于医药、化工、环保、石油、食品、材料等众多领域，是检测、科研、教学理想的分析测试仪器，在国内拥有超过3000家企业、高校、检测机构等客户。参照GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别》中附录O“固体废物 可回收石油烃总量的测定 红外光谱法”，检测机构客户可使用FTIR-650可对固体废物中的石油烃进行精确的测定。

第三方检测客户实测谱图

检测方法：

参照GB5085.6-2007 固体废物 可回收石油烃总量的测定 红外光谱法

1.     范围

本方法适用于土壤、水体和废物介质中 Aldicarb (Temik)，Aldicarb Sulfone，Carbaryl (Sevin)，Carbofuran (Furadan)，Dioxacarb，3-Hydroxycarbofuran，Methiocarb (Mesurol)，Methomyl (Lannate)，Promecarb，Propoxur (Baygon)等10 种N-甲基氨基甲酸酯的红外光谱测定。

本方法适用于固体废物中由超临界色谱法可提取的石油烃总量（TRPHS）的测定。本方法不适于测定汽油或其它挥发性组分。

本方法方法可检测浓度10mg/L 的提取物。当提取3g 样品时（假设提取率为100%），则折合对土壤的检测浓度为10mg/Kg。

2.     原理

样品用 SFE 提取，干扰物质用散装的硅胶除去，或者通过硅胶固相提取小柱。样品通过与标准样品对比红外光谱方法（IR）分析。

3.     试剂和材料

3.1 四氯化碳，光谱级。

3.2 对照品油混合物原料，光谱级。

3.2.1 正十六烷。

3.2.2 异辛烷。

3.2.3 氯苯。

3.3 硅胶

3.3.1 硅胶固相提取小柱（40μm 粒度，60 A pores），0.5g。

3.3.2 硅胶，60-200 目（用112%的水去活）。

3.4 校正混合物

3.4.1 对照品油，取15.0ml 正己烷，15.0ml 异辛烷和10.0ml 氯苯，加入一个50ml 带玻璃塞的瓶中。盖紧瓶塞以避免样品挥发损失。在4°C 下保存。

3.4.2 储存标准样品，取0.5ml 上述对照品油（3.4.1），加入100ml 已称重的容量瓶中，立即盖紧瓶盖。称重，并用四氯化碳稀释到刻度。

3.4.3 工作标准溶液，根据比色皿大小，取适量储备标准样品放入100ml 容量瓶中。 用四氯化碳稀释至刻度。根据储备标准样品浓度，计算工作标准溶液浓度。

3.5 硅胶净化的校正

3.5.1 取玉米油和矿物油各1ml(0.5-1 g)，置于100ml 已称重的容量瓶中，制成玉米油和矿物油的储备液。

称重，精确到毫克。用四氯化碳稀释至刻度，摇匀，溶解使所有内容物溶解。

3.5.2 根据需要，制备目标浓度的稀释液。

3.5.3 将2ml (或适当体积)稀释的玉米油/矿物油样品加入样品瓶。再加入0.3g 散装硅胶，将混合物振摇5分钟，或通过含硅胶填料0.5g的固相提取小柱。若使用固相提取小柱，需将小柱事先用5ml 四氯化碳活化。用四氯化碳洗脱，收集3ml 洗脱液。如果使用散装硅胶，需要将提取液用洗净的玻璃毛过滤（用一次性玻璃吸液管）。

3.5.4 将上述洗脱液或提取液加入洁净的红外比色皿中。在2800-3000cm （烃）和 1600-1800cm（酯）波数下，确定那一洗脱流分中烃类被洗脱出来且没有玉米油的存在。如果扫描的结果显示硅胶的吸附能力过强或者不足（玉米油与目标烃类一同在提取液中），则需选择新的硅胶或固相提取小柱。

4.     仪器

4.1 红外光谱仪，扫描型或固定波长型，可在950cm^-1 附近进行扫描。

4.2 比色皿，10mm, 50mm, 和100mm 规格，氯化钠或IR-级玻璃。

4.3 磁力搅拌器，带表面材质PTFE 的搅拌棒。

5.     分析步骤

5.1 采用液-液萃取或正向固相萃取方法制备样品。

5.2 将0.3g 散装硅胶加入提取液，振摇混合物5 分钟，或者将提取液通过含硅胶填料0.5g 的固相提取小柱（小柱事先用5ml 四氯化碳活化）。如果使用散装硅胶，需要将提取液用洗净的玻璃毛过滤（用一次性玻璃吸液管）。

5.3 硅胶净化后，将溶液加入红外比色皿，确定提取液的吸光度。如果吸光度超过红外光度计的线性范围，则需将样品进行适当稀释之后重新分析。通过重复净化和分析过程，亦可以判断硅胶的吸附能力是否过强。

5.4 选择适当浓度的工作标准溶液，并根据浓度选择合适大小的比色皿(可参考如下范围)：

5.5 用一系列工作标准溶液和适当的比色皿校正仪器。在约2950cm^-1的最大波数下直接确定每一溶液吸光度，作石油烃浓度对吸光度的校正曲线。

6.     结果计算

样品中 TRPHs 的浓度以下式计算：

式中：R——TRPHs的浓度，单位为mg/ml，根据校正曲线获得t；V——提取液体积，单位为ml；D——提取液稀释因子，可能使用；W——固体样品的重量，单位为kg。