水质石油类污染物测定

技术概述

水质石油类污染物测定是环境监测领域的重要组成部分，石油类污染物是指在水环境中存在的各种石油烃类化合物的总称，主要包括烷烃、环烷烃、芳香烃等有机化合物。这类污染物主要来源于石油开采、运输、储存、加工过程中发生的泄漏事故，以及工业废水排放、城市生活污水等人为活动。

石油类污染物进入水体后，会对水生生态系统造成严重危害。油膜覆盖水面会阻碍水体与大气的氧气交换，导致水体溶解氧降低；石油中的多环芳烃等组分具有致癌、致畸、致突变效应，可通过食物链富集传递，威胁人类健康；同时，石油类污染物还会影响水的感官性状，产生异味和色泽变化，降低水体的使用功能。

水质石油类污染物测定的技术原理主要基于石油类物质在特定溶剂中的溶解特性和光谱吸收特性。根据国家标准和相关规范，石油类是指用四氯化碳、四氯乙烯或正己烷等萃取剂萃取，并能在特定波长范围内产生红外吸收的物质。动植物油类则是指在相同条件下能被萃取剂萃取，并在特定条件下可被硅酸镁吸附的物质。两者的区别在于极性不同，石油类主要为非极性物质，而动植物油类含有较多的极性基团。

随着环境保护要求的不断提高，水质石油类污染物测定技术也在持续发展。从早期的重量法、紫外分光光度法，到目前广泛使用的红外分光光度法，检测技术朝着更加灵敏、准确、快速的方向发展。同时，在线监测技术和便携式检测设备的应用，为水质石油类污染物的实时监控提供了技术支撑。

检测样品

水质石油类污染物测定适用于多种类型的水体样品，不同类型的水体具有不同的采样要求和质量控制标准。

• 地表水：包括河流、湖泊、水库、渠道等自然水体，是环境监测的重点对象，需要按照地表水环境质量标准进行评价。
• 地下水：包括井水、泉水等地下含水层中的水，石油类污染物可能通过土壤渗透污染地下水，影响饮用水源安全。
• 工业废水：来自石油炼制、化工、焦化、机械制造等行业的生产废水，石油类含量较高，需要经过处理达标后排放。
• 生活污水：城市生活污水中含有一定的动植物油类，需要进行监测以确保污水处理效果。
• 海水：海洋环境中的石油类污染主要来源于船舶溢油、海上石油开采等，海水石油类测定需要考虑盐度干扰。
• 饮用水水源：饮用水源地的石油类污染物监测关系到饮用水安全，需要严格执行相关标准。
• 雨水：初期雨水可能携带地表油污，在城市面源污染监测中需要关注。

采样时应注意使用玻璃材质的采样器，避免使用塑料容器，因为塑料可能吸附石油类物质或释放干扰物质。样品采集后应加入盐酸调节pH值至2以下，抑制微生物活动，并在规定时间内完成分析。

检测项目

水质石油类污染物测定涉及多个检测项目，根据国家标准和技术规范，主要包括以下内容：

• 石油类：指在pH值小于2的条件下，用四氯化碳或四氯乙烯萃取，经硅酸镁吸附除去动植物油类物质后，测定提取液中的石油烃类含量。
• 动植物油类：指在相同萃取条件下，能被萃取剂提取且可被硅酸镁吸附的极性物质，主要来源于动植物脂肪和食用油。
• 矿物油：指来源于石油的烃类混合物，与动植物油类相对的概念，在特定检测方法中可进行区分测定。
• 总油：指水样中石油类和动植物油类的总和，反映水体中油类物质的总体污染状况。
• 石油烃：石油中可被特定溶剂提取的烃类化合物总量，有时作为石油类的同义词使用。

不同的检测项目采用不同的前处理方式和测定方法，检测结果的表示方式也有所差异。在实际检测工作中，应根据监测目的和评价标准选择合适的检测项目。对于环境质量监测，通常需要分别测定石油类和动植物油类；对于工业废水排放监测，重点关注石油类指标；对于环境溢油事故应急监测，可能需要测定总油并进行油指纹分析。

检测方法

水质石油类污染物测定有多种标准方法可供选择，各方法在原理、灵敏度、适用范围等方面存在差异。

红外分光光度法是国家标准规定的主要检测方法，适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中石油类和动植物油类的测定。该方法利用石油类物质中甲基、亚甲基和芳香环中碳氢键在红外波段的特征吸收进行定量分析。检测时，首先调节水样pH值至2以下，用四氯化碳或四氯乙烯萃取水样中的油类物质，萃取液分为两份，一份直接测定总油，另一份经硅酸镁吸附后测定石油类，两者之差即为动植物油类含量。该方法的检出限为0.01mg/L，测定下限为0.04mg/L，具有灵敏度高、选择性好、操作相对简单等优点。

紫外分光光度法利用石油类物质中芳香烃在紫外波段的特征吸收进行测定，适用于石油类含量较高的水样。该方法设备简单、成本低廉，但受水样中共存物质的干扰较大，且无法区分石油类和动植物油类，目前已逐渐被红外分光光度法取代。

荧光光度法基于石油类物质在特定波长激发下产生荧光的原理进行测定，灵敏度极高，适用于痕量石油类污染物的检测。该方法在海洋环境监测和饮用水源地监测中应用较多，但不同油品的荧光强度差异较大，需要选用合适的标准物质进行校准。

气相色谱法可用于石油类物质的组分分析，能够测定石油中各种烃类的含量分布。该方法在油指纹分析和污染源追踪中发挥重要作用，但前处理复杂、分析时间长，不适合常规监测。

重量法是经典的油类测定方法，通过蒸发溶剂后称量残留物的质量来确定油类含量。该方法设备简单，但灵敏度低、操作繁琐，目前已很少使用，主要用于油类含量很高的工业废水检测。

• HJ 637-2018 水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法：目前最常用的国家标准方法。
• HJ 970-2018 水质 石油类的测定 紫外分光光度法：适用于石油类含量较高的水样快速筛查。
• GB/T 16488-1996 水质 石油类和动植物油类的测定 红外光度法：早期国家标准，已被新标准替代。

检测仪器

水质石油类污染物测定需要使用专业的分析仪器和辅助设备，仪器的性能和操作规范性直接影响检测结果的准确性。

红外测油仪是水质石油类测定的核心设备，专用于测定水样中石油类和动植物油类的含量。现代红外测油仪采用傅里叶变换红外光谱技术，具有扫描速度快、分辨率高、信噪比好等优点。仪器通常配置三波数测量系统，可同时测定2930cm⁻¹、2960cm⁻¹和3030cm⁻¹处的吸收值，覆盖烷烃、甲基和芳香烃的特征吸收。高端红外测油仪还配备自动进样器、自动萃取装置等附件，可实现样品的自动化处理和分析。

紫外分光光度计用于紫外分光光度法测定石油类，设备成本较低，适用于资金有限的实验室或快速筛查需求。需要注意石英比色皿的清洁和基线校正，以保证测量准确性。

荧光分光光度计用于荧光光度法测定石油类，灵敏度可达μg/L级别。需要配备合适的激发光源和检测系统，并选择适当的激发波长和发射波长。

气相色谱仪用于石油烃组分的详细分析，需要配备氢火焰离子化检测器或质谱检测器。在进行油指纹分析时，还需要配套毛细管色谱柱、自动进样器等设备。

• 萃取设备：包括液液萃取装置、固相萃取装置等，用于水样中油类物质的提取富集。
• 吸附柱：硅酸镁吸附柱用于分离石油类和动植物油类，需定期更换以保证吸附效果。
• 玻璃器皿：分液漏斗、容量瓶、移液管等，要求清洗干净、无油脂残留。
• pH计：用于调节水样酸度，保证萃取效率。
• 电子天平：高精度天平用于配制标准溶液和校准物质。
• 通风设备：萃取操作应在通风橱中进行，保护操作人员安全。

仪器设备应定期进行校准和维护，确保处于良好的工作状态。红外测油仪需要定期进行波数校准、透过率校准和检出限验证，以保证测量结果的准确性和可靠性。

应用领域

水质石油类污染物测定在多个领域具有广泛的应用价值，为环境管理和污染控制提供重要的技术支撑。

环境质量监测是水质石油类测定的主要应用领域。各级环境监测站定期对地表水、地下水、近岸海域等水体进行石油类监测，评估环境质量状况和变化趋势。监测数据为环境质量报告编制、环境功能区划、环境保护规划等提供基础依据。在地表水环境质量标准中，石油类是重要的监测指标，I类至V类水域分别规定了不同的限值要求。

污染源监控是水污染防治的重要手段。对石油炼制、化工、焦化、电镀、机械加工等行业的废水排放进行监测，确保排放浓度符合污染物排放标准。在线监测系统可实现废水排放的连续监控，及时发现和处理超标排放行为。环境影响评价和排污许可管理中，石油类是重要的监测指标。

应急监测在突发环境事件处置中发挥关键作用。船舶溢油、输油管道破裂、油罐泄漏等事故发生后，需要快速启动应急监测，确定污染范围和程度，为应急处置决策提供依据。便携式红外测油仪和快速检测试剂盒可在现场快速测定水中石油类含量，提高应急响应效率。

饮用水安全保障需要监测水源水中的石油类污染物。饮用水水源地保护区内的石油类监测可及时发现污染隐患，保障居民饮水安全。自来水厂的进出水监测可评估处理效果，确保供水水质达标。

海洋环境保护对海上石油开采、运输、储存等活动的监管需要大量监测数据支持。海洋环境监测站定期对近岸海域进行石油类监测，评估海洋生态风险。海上溢油事故后，需要开展大范围的海水石油类监测，追踪污染扩散趋势。

• 环境保护部门：开展环境质量监测和污染源监管。
• 水务部门：监测饮用水水源和供水水质。
• 海洋部门：开展海洋环境监测和保护。
• 石油化工企业：监测生产废水和厂区周边水体。
• 科研机构：开展污染机理和治理技术研究。
• 第三方检测机构：提供社会化检测服务。

常见问题

水质石油类测定取样时需要注意什么？

取样是保证检测结果准确性的首要环节。采样时应使用硬质玻璃瓶或聚四氟乙烯容器，避免使用塑料容器，因为塑料可能吸附石油类物质或释放有机干扰物。采样前容器应用水样洗涤三次，采样时应保持瓶口与水面平行，避免水面浮油附着在瓶外壁。样品采集后应立即加入盐酸调节pH值至2以下，防止微生物降解石油类物质。样品应在4℃以下避光保存，并在24小时内完成萃取，萃取后可在7天内完成测定。

红外分光光度法测定石油类时如何选择标准物质？

标准物质的选择对测定结果有重要影响。国家标准方法推荐使用石油类标准物质进行校准，也可使用正十六烷、异辛烷和苯的混合溶液作为标准物质。实际工作中，建议根据水样来源选择与污染物组成相近的标准物质。对于石油化工废水，可选用相应的油品作为标准物质；对于环境水体，可使用国家标准物质研究中心提供的石油类标准溶液。

动植物油类和石油类如何区分？

石油类和动植物油类的区分主要基于极性差异。在酸性条件下用萃取剂提取水样中的油类物质后，将提取液分为两份。一份直接测定得到总油含量，另一份通过硅酸镁吸附柱，硅酸镁可选择性地吸附动植物油类中的极性组分，未被吸附的非极性组分即为石油类。两者之差即为动植物油类含量。硅酸镁的活化和装填质量直接影响分离效果，应定期检查吸附效率。

四氯化碳被禁用后如何选择萃取剂？

四氯化碳因其对臭氧层的破坏作用和对人体健康的危害，已被列入限制使用名单。目前国家标准方法允许使用四氯乙烯或正己烷等替代萃取剂。四氯乙烯的红外吸收特性与四氯化碳相近，可直接使用标准红外测油仪进行测定。使用正己烷作为萃取剂时，需要采用紫外分光光度法或荧光光度法进行测定，或使用专门设计的红外测油仪。

水样中悬浮物如何处理？

悬浮物可能吸附石油类物质，影响萃取效率和测定准确性。国家标准方法规定，取样时应充分摇匀水样，使悬浮物均匀分布于样品中。对于悬浮物含量较高的水样，可在萃取过程中增加萃取次数或延长萃取时间，以提高萃取效率。过滤处理可能导致石油类损失，一般不建议过滤，除非方法标准另有规定。

石油类测定结果偏低可能有哪些原因？

测定结果偏低可能由多种因素引起：萃取不完全是最常见原因，可能是萃取时间不足、萃取剂用量不够或水样pH值未调节到位；标准物质选择不当，校准曲线与样品基体不匹配；仪器灵敏度下降，需要重新校准或维护；硅酸镁吸附过度，导致部分石油类被吸附。应逐一排查这些因素，确保每个环节都符合标准方法要求。

如何保证石油类测定的质量控制？

质量控制是确保检测结果可靠的重要措施。每批次样品应分析空白样品、平行样品和加标回收样品，空白值应低于方法检出限，平行样相对偏差应小于20%，加标回收率应在80%-120%范围内。定期使用标准物质进行仪器校准和方法验证，绘制校准曲线的相关系数应大于0.999。实验室应参加能力验证和实验室间比对，评估检测能力和水平。

地表水环境质量标准中石油类限值是多少？

根据地表水环境质量标准，石油类标准限值为：I类水域≤0.05mg/L，II类水域≤0.05mg/L，III类水域≤0.05mg/L，IV类水域≤0.5mg/L，V类水域≤1.0mg/L。饮用水源地应达到II类或III类水质标准，渔业水域应达到II类水质标准，农业用水区一般应达到IV类水质标准。超过相应标准限值表明水体受到石油类污染，需要采取治理措施。

工业废水排放标准对石油类有何要求？

不同行业的废水排放标准对石油类限值有不同规定。一般工业废水排放标准限值为5-10mg/L，石油炼制工业废水排放标准更为严格，一级排放限值为3mg/L，二级排放限值为5mg/L。部分行业标准还规定了动植物油类的排放限值，如肉类加工工业水污染物排放标准规定动植物油类排放限值为15-20mg/L。企业应根据所属行业执行相应的排放标准。