前 言
為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國水污染防治法》,保護生態(tài) 環(huán)境,保障人體健康,規(guī)范水中石油類和動植物油類的測定方法,制定本標(biāo)準(zhǔn)。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定工業(yè)廢水和生活污水中石油類和動植物油類的紅外分光光度法。
本標(biāo)準(zhǔn)是對《水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》(HJ 637-2012) 的修訂,原起草單位為:長春市環(huán)境監(jiān)測中心站。修訂的主要內(nèi)容如下:
——修改方法適用范圍為工業(yè)廢水和生活污水;
——修改“總油”名稱為“油類”;
——修改萃取劑為四氯乙烯。
自本標(biāo)準(zhǔn)實施之日起,原標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》 (HJ 637-2012)廢止。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:廣東省環(huán)境監(jiān)測中心。本標(biāo)準(zhǔn)驗證單位:廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站、清遠市環(huán)境監(jiān)測站、肇慶市環(huán)境監(jiān)測站、湖 南省環(huán)境監(jiān)測中心站、廣東省水文水資源監(jiān)測中心和濟南市環(huán)境監(jiān)測中心站。
本標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境部2018年10月10日批準(zhǔn)。
本標(biāo)準(zhǔn)自2019年1月1日起實施。
本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部解釋。
水質(zhì) 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法
警告:實驗中所使用的四氯乙烯對人體健康有害,標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、樣品制備以及測定過 程應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進行,操作時應(yīng)按規(guī)定要求佩戴防護器具,避免接觸皮膚和衣物。
1 適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定水中石油類和動植物油類的紅外分光光度法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)廢水和生活污水中的石油類和動植物油類的測定。當(dāng)取樣體積為 500 ml,萃取液體積為 50 ml,使用 4 cm 石英比色皿時,方法檢出限為 0.06 mg/L,測定下限為 0.24 mg/L。
2 規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本適 用于本標(biāo)準(zhǔn)。HJ/T 91 地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范
3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1 油類 oil and grease 指在 pH≤2 的條件下,能夠被四氯乙烯萃取且在波數(shù)為 2930 cm-1、2960 cm-1和 3030 cm-1 處有特征吸收的物質(zhì),主要包括石油類和動植物油類。
3.2 石油類 petroleum 指在 pH≤2 的條件下,能夠被四氯乙烯萃取且不被硅酸鎂吸附的物質(zhì)。
3.3 動植物油類 animal fats and vegetable oils 指在 pH≤2 的條件下,能夠被四氯乙烯萃取且被硅酸鎂吸附的物質(zhì)。
4 方法原理水樣在 pH≤2 的條件下用四氯乙烯萃取后,測定油類;將萃取液用硅酸鎂吸附去除動植 物油類等極性物質(zhì)后,測定石油類。油類和石油類的含量均由波數(shù)分別為 2930 cm-1(CH2 基團中 C—H 鍵的伸縮振動)、2960 cm-1(CH3基團中 C—H 鍵的伸縮振動)和 3030 cm-1(芳 香環(huán)中 C—H 鍵的伸縮振動)處的吸光度 A2930、A2960和 A3030,根據(jù)校正系數(shù)進行計算;動1植物油類的含量為油類與石油類含量之差。
5 試劑和材料除非另有說明,分析時均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑,實驗用水為蒸餾水或同 等純度的水。
5.1 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml,優(yōu)級純。
5.2 鹽酸溶液:1+1。用鹽酸(5.1)配制。
5.3 四氯乙烯(C2Cl4):以干燥 4 cm 空石英比色皿為參比,在 2800 cm-1~3100 cm-1之間使 用 4 cm 石英比色皿測定四氯乙烯,2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1 處吸光度應(yīng)分別不超過 0.34、0.07、0。
5.4 正十六烷(C16H34):色譜純。
5.5 異辛烷(C8H18):色譜純。
5.6 苯(C6H6):色譜純。
5.7 無水硫酸鈉(Na2SO4)。置于馬弗爐內(nèi) 550 ℃下加熱 4 h,稍冷后裝入磨口玻璃瓶中,置于干燥器內(nèi)貯存。
5.8 硅酸鎂(MgSiO3):150 μm~250 μm(100 目~60 目)。取硅酸鎂于瓷蒸發(fā)皿中,置于馬弗爐內(nèi) 550℃加熱 4 h,稍冷后移入干燥器中冷卻至室 溫。稱取適量的硅酸鎂于磨口玻璃瓶中,根據(jù)硅酸鎂的質(zhì)量,按 6%(m/m)比例加入適量 的蒸餾水,密塞并充分振蕩,放置 12 h 后使用,于磨口玻璃瓶內(nèi)保存。
5.9 玻璃棉 使用前,將玻璃棉用四氯乙烯(5.3)浸泡洗滌,晾干備用。
5.10 正十六烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液:ρ≈10000 mg/L。稱取 1.0 g(準(zhǔn)確至 0.1 mg)正十六烷(5.4)于 100 ml 容量瓶中,用四氯乙烯(5.3) 定容,搖勻。0℃~4℃冷藏、避光可保存 1 年。
5.11 正十六烷標(biāo)準(zhǔn)使用液:ρ=1000 mg/L。將正十六烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.10)用四氯乙烯(5.3)稀釋定容于 100 ml 容量瓶中。
5.12 異辛烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液:ρ≈10000 mg/L。稱取 1.0 g(準(zhǔn)確至 0.1 mg)異辛烷(5.5)于 100 ml 容量瓶中,用四氯乙烯(5.3)定 容,搖勻。0℃~4℃冷藏、避光可保存 1 年。5.13 異辛烷標(biāo)準(zhǔn)使用液:ρ=1000 mg/L。將異辛烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.12)用四氯乙烯(5.3)稀釋定容于 100 ml 容量瓶中。
5.14 苯標(biāo)準(zhǔn)貯備液:ρ≈10000 mg/L。稱取 1.0 g(準(zhǔn)確至 0.1 mg)苯(5.6)于 100 ml 容量瓶中,用四氯乙烯(5.3)定容, 搖勻。0℃~4℃冷藏、避光可保存 1 年。
5.15 苯標(biāo)準(zhǔn)使用液:ρ=1000 mg/L。將苯標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.14)用四氯乙烯(5.3)稀釋定容于 100 ml 容量瓶中。
5.16 石油類標(biāo)準(zhǔn)貯備液:ρ≈10000 mg/L。2按 65:25:10(V/V)的比例,量取正十六烷(5.4)、異辛烷(5.5)和苯(5.6)配制混合 物。稱取 1.0 g(準(zhǔn)確至 0.1 mg)混合物于 100 ml 容量瓶中,用四氯乙烯(5.3)定容,搖勻。0℃~4℃冷藏、避光可保存 1 年。注:也可按 5:3:1(V/V)的比例,量取正十六烷、姥鮫烷和甲苯配制混合物。
5.17 石油類標(biāo)準(zhǔn)使用液:ρ=1000 mg/L。將石油類標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.16)用四氯乙烯(5.3)稀釋定容于 100 ml 容量瓶中。
5.18 吸附柱 在內(nèi)徑 10 mm,長約 200 mm 的玻璃柱出口處填塞少量的玻璃棉(5.9),將硅酸鎂(5.8) 緩緩倒入玻璃柱中,邊倒邊輕輕敲打,填充高度約為 80 mm。
6 儀器和設(shè)備
6.1 紅外測油儀或紅外分光光度計:能在 2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1處測量吸光度, 并配有 4 cm 帶蓋石英比色皿。
6.2 水平振蕩器。
6.3 采樣瓶:500 ml 廣口玻璃瓶。
6.4 玻璃漏斗。
6.5 三角瓶:50 ml,具塞磨口。
6.6 比色管:25 ml、50 ml,具塞磨口。
6.7 分液漏斗:1000 ml,具聚四氟乙烯旋塞。
6.8 量筒:1000 ml。
6.9 一般實驗室常用器皿和設(shè)備。
7 樣品
7.1 樣品的采集 參照 HJ/T 91 的相關(guān)規(guī)定用采樣瓶(6.3)采集約 500 ml 水樣后,加入鹽酸溶液(5.2) 酸化至 pH≤2。
7.2 樣品的保存 如樣品不能在 24 h 內(nèi)測定,應(yīng)在 0℃~4℃冷藏保存,3 d 內(nèi)測定。
7.3 試樣的制備
7.3.1 油類試樣的制備 將樣品轉(zhuǎn)移至 1000 ml 分液漏斗(6.7)中,量取 50 ml 的四氯乙烯(5.3)洗滌樣品瓶 后,全部轉(zhuǎn)移至分液漏斗(6.7)中,充分振蕩 2 min,并經(jīng)常開啟旋塞排氣,靜置分層;用 鑷子取玻璃棉(5.9)置于玻璃漏斗(6.4),取適量的無水硫酸鈉(5.7)鋪于上面;打開分 液漏斗旋塞,將下層有機相萃取液通過裝有無水硫酸鈉(5.7)的玻璃漏斗(6.4)放至 50 ml 比色管(6.6)中,用適量四氯乙烯(5.3)潤洗玻璃漏斗(6.4),潤洗液合并至萃取液中, 用四氯乙烯(5.3)定容至刻度。將上層水相全部轉(zhuǎn)移至量筒,測量樣品體積并記錄。注:可使用自動萃取替代手動萃?。豢捎霉杷徜X過濾棉替代玻璃棉,硅酸鋁過濾棉使用前應(yīng)置于馬弗34爐內(nèi)550 ℃下加熱4 h,冷卻后使用。
7.3.2 石油類試樣的制備
7.3.2.1 振蕩吸附法 取25 ml萃取液,倒入裝有5 g硅酸鎂(5.8)的50 ml三角瓶(6.5),置于水平振蕩器(6.2) 上,連續(xù)振蕩20 min,靜置,將玻璃棉(5.9)置于玻璃漏斗(6.4)中,萃取液倒入玻璃漏 斗(6.4)過濾至25 ml比色管(6.6),用于測定石油類。
7.3.2.2 吸附柱法 取適量的萃取液過硅酸鎂吸附柱(5.18),棄去前5 ml濾出液,余下部分接入25 ml比色 管(6.6)中,用于測定石油類。
7.4 空白試樣的制備 用實驗用水加入鹽酸溶液(5.2)酸化至 pH≤2,按照試樣的制備(7.3)相同的步驟進行 空白試樣的制備。
8 分析步驟
8.1 校準(zhǔn) 分別量取2.00 ml正十六烷標(biāo)準(zhǔn)使用液(5.11)、2.00 ml異辛烷標(biāo)準(zhǔn)使用液(5.13)和 10.00 ml苯標(biāo)準(zhǔn)使用液(5.15)于3個100 ml容量瓶中,用四氯乙烯定容至標(biāo)線,搖勻。正十六烷、 異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度分別為20.0 mg/L、20.0 mg/L和100 mg/L。以4 cm石英比色皿加入四氯乙烯為參比,分別測量正十六烷、異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)溶液在 2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1處的吸光度A2930、A2960、A3030。將正十六烷、異辛烷和苯 標(biāo)準(zhǔn)溶液在上述波數(shù)處的吸光度按照公式(1)聯(lián)立方程式,經(jīng)求解后分別得到相應(yīng)的校正 系數(shù)X,Y,Z和F、
式中:
ρ——四氯乙烯中油類的含量,mg/L;A2930、A2960、A3030 ——各對應(yīng)波數(shù)下測得的吸光度;
X——與CH2基團中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
Y——與CH3基團中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
Z——與芳香環(huán)中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
F——脂肪烴對芳香烴影響的校正因子,即正十六烷在2930 cm-1與3030 cm-1處的吸 光度之比。
對于正十六烷和異辛烷,由于其芳香烴含量為零,即
則有:
由公式(2)可得 F 值,由公式(3)和(4)可得 X 和 Y 值。對于苯,則有:
由公式(5)可得 Z 值。式中:ρ(H)——正十六烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mg/L;ρ(I) ——異辛烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mg/L;ρ(B) ——苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mg/L。A2930(H)、A2960(H)、A3030(H)——各對應(yīng)波數(shù)下測得正十六烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度;A2930(I)、A2960(I)、A3030(I) ——各對應(yīng)波數(shù)下測得異辛烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度;A2930(B)、A2960(B)、A3030(B)——各對應(yīng)波數(shù)下測得苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。
注1:可采用姥鮫烷代替異辛烷、甲苯代替苯,以相同方法測定校正系數(shù)。
注2:紅外分光光度計或紅外測油儀出廠時如果設(shè)定了校正系數(shù),可以直接按11.3.1進行校正系數(shù)的檢 驗
8.2 測定
8.2.1 油類的測定 將萃取液(7.3.1)轉(zhuǎn)移至4 cm石英比色皿中,以四氯乙烯作參比,于2930 cm-1、2960 cm-1、 3030 cm-1處測量其吸光度A 2930、A2960、A3030。
8.2.2 石油類的測定 將經(jīng)硅酸鎂吸附后的萃取液(7.3.2)轉(zhuǎn)移至4 cm石英比色皿中,以四氯乙烯作參比,于 2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1處測量其吸光度A 2930、A2960、A3030。8.3 空白試樣的測定 按與試樣測定(8.2)相同的步驟,進行空白試樣(7.4)的測定。
9 結(jié)果計算與表示
9.1 計算
9.1.1 油類或石油類濃度的計算 樣品中油類或石油類濃度按公式(6)計算:
式中:
ρ——樣品中油類或石油類的濃度,mg/L;
ρ0——空白樣品中油類或石油類的濃度,mg/L;
X——與CH2基團中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
Y——與CH3基團中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
Z——與芳香環(huán)中C—H鍵吸光度相對應(yīng)的系數(shù),mg/L/吸光度;
F——脂肪烴對芳香烴影響的校正因子,即正十六烷在2930 cm-1與3030 cm-1處的吸光 度之比。
A2930、A2960、A 3030 ——各對應(yīng)波數(shù)下測得的吸光度;
V0——萃取溶劑的體積,ml;
Vw——樣品體積,ml;
D——萃取液稀釋倍數(shù)。
9.1.2 動植物油類濃度的計算 樣品中動植物油類按公式(7)計算:ρ(動植物油類)= ρ(油類)- ρ(石油類) (7) 式中:ρ(動植物油類)——樣品中動植物油類的濃度,mg/L;ρ(油類)——樣品中油類的濃度,mg/L;ρ(石油類)——樣品中石油類的濃度,mg/L。
9.2 結(jié)果表示 測定結(jié)果小數(shù)點后位數(shù)的保留與方法檢出限一致,最多保留 3 位有效數(shù)字。
10 精密度和準(zhǔn)確度
10.1 精密度 六家實驗室對配制濃度為 0.20 mg/L、1.00 mg/L、4.00 mg/L 的石油類樣品進行 6 次重復(fù) 測定。實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍分別為:2.4%~13%,0.8%~4.7%和 0.8%~3.6%;實驗 室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為:20%、9.7%和 5.9%;重復(fù)性限 r 分別為:0.05 mg/L、0.08mg/L 和 0.26 mg/L;再現(xiàn)性限 R 分別為:0.13 mg/L、0.26 mg/L 和 0.65 mg/L。六家實驗室對含石油類濃度為 0.94mg/L、1.84 mg/L 的工業(yè)廢水以及生活污水兩種不同 類型的實際樣品進行 6 次重復(fù)測定。實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍分別為:1.1%~4.7%和 1.0%~5.2%;實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為:6.2%和 9.1%,重復(fù)性限 r 分別為:0.09 mg/L 和 0.17 mg/L;再現(xiàn)性限 R 分別為:0.18 mg/L 和 0.50 mg/L。
10.2 準(zhǔn)確度 六家實驗室分別對空白樣品進行了加標(biāo)分析測定,加標(biāo)量分別為 0.10 mg、0.50 mg、 2.00mg,重復(fù)測定 6 次。加標(biāo)回收率范圍分別為:75%~138%,78%~104%,81%~95%;加標(biāo)回收率最終值分別為:111%±44%,94%±18%,91%±11%。六家實驗室分別對工業(yè)廢水以及生活污水兩種不同類型的實際水樣進行石油類加標(biāo)回 收率測定,加標(biāo)量分別為 0.50 mg、1.00 mg,重復(fù)測定 6 次。加標(biāo)回收率范圍分別為:84%~ 98%,81%~100%;加標(biāo)回收率最終值分別是:92%±11%和 91%±15%。
11 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制
11.1 四氯乙烯品質(zhì)檢驗 四氯乙烯須避光保存。使用前須按照(5.3)進行四氯乙烯品質(zhì)檢驗和判定,確認(rèn)符合7 要求后方可使用。
11.2 空白試驗 每分析一批(≤20 個)樣品至少做一個實驗室空白試驗,空白試驗結(jié)果應(yīng)低于方法測定 下限。
11.3 校準(zhǔn)檢驗
11.3.1 校正系數(shù)的檢驗 每批樣品均應(yīng)進行校正系數(shù)的檢驗,使用時根據(jù)所需濃度,取適量石油類標(biāo)準(zhǔn)使用液 (5.17),以四氯乙烯為溶劑配制適當(dāng)濃度的石油類標(biāo)準(zhǔn)溶液,與試樣測定(8.2)相同的步 驟進行測定,按照公式(1)計算石油類標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。如果測定值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差 在±10%以內(nèi),則校正系數(shù)可采用,否則重新測定校正系數(shù)并檢驗,直至符合條件為止。每季度至少測定3個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行校正系數(shù)的檢驗。
11.3.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品檢驗 必要時,使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/樣品進行檢驗。
12 廢物處理 四氯乙烯廢液應(yīng)集中存放于密閉容器中,并做好相應(yīng)標(biāo)識,委托有資質(zhì)的單位進行處理。
13 注意事項
13.1 同一批樣品測定所使用的四氯乙烯應(yīng)來自同一瓶,如樣品數(shù)量多,可將多瓶四氯乙烯 混合均勻后使用。
13.2 所有使用完的器皿置于通風(fēng)櫥內(nèi)揮發(fā)完后清洗。
13.3 對于動植物油類含量>130 mg/L 的廢水,萃取液需要稀釋后再按照試樣的制備(7.3) 步驟操作。
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