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：
- ：吸光度
- ：摩尔吸光系数
- ：油类浓度
- ：光程长度（样品池厚度）
3. 检测流程
样品前处理：
- 萃取：将水样或固体样品中的油类用**四氯化碳（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。
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。
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：四氯化碳需脱芳烃处理（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
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 专一性强（C-H键特征吸收） | 前处理复杂（需萃取、净化） |
| 快速（单次检测<10分钟） | 溶剂毒性高（四氯化碳需严格防护） |
| 可区分石油烃与动植物油脂（结合净化） | 受悬浮物、乳化油影响（需预处理） |
8. 与其他油类检测方法对比
| 方法 | 原理 | 检测限 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 红外吸收法 | C-H键红外吸收 | 0.1–1 mg/L | 专一性高，需溶剂萃取 |
| 紫外荧光法 | 芳烃紫外荧光 | 0.01 mg/L | 灵敏度高，但仅检测含芳烃油类 |
| 重量法 | 萃取后称重 | 1–5 mg/L | 操作简单，但无法区分油类组分 |
| 气相色谱（GC） | 油类组分分离与定量 | 0.01 mg/L | 高灵敏度、可组分分析，但耗时、成本高 |
9. 注意事项
- 溶剂选择：禁用含C-H键的溶剂（如己烷），优先使用四氯化碳（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
