在環境監(jiān)測與工業(yè)水處(chǔ)理(lǐ)領(lǐng)域(yù),如(rú)何快速判(pàn)斷水(shuǐ)樣(yàng)中(zhōng)是(shì)否含(hán)有油類(lèi)物質,始終(zhōng)是(shì)一(yī)個(gè)技術難點(diǎn)。傳(chuán)統(tǒng)方(fāng)法(fǎ)依(yī)賴(lài)化(huà)學試劑萃取和稱(chēng)重(zhòng),操(cāo)作繁(fán)瑣(suǒ)且容(róng)易(yì)引入(rù)誤(wù)差。而
紅外測油儀(yí)的(dí)出(chū)現,為這(zhè)一(yī)難題提(tí)供了(liǎo)基於(yú)物理原理(lǐ)的解(jiě)決(jué)方案(àn)。它利(lì)用不(bù)同分(fēn)子對紅(hóng)外光(guāng)的吸收特性差異,實現(xiàn)了對水中(zhōng)油含(hán)量(liáng)的(dí)準(zhǔn)確測定。
紅外測油(yóu)儀(yí)的(dí)核心依據是(shì)朗伯(bó)-比爾(ěr)定律(lǜ),即物(wù)質對(duì)特(tè)定波長紅外(wài)光的(dí)吸(xī)收(shōu)強度與其(qí)濃(nóng)度成正(zhèng)比。當一(yī)束(shù)紅(hóng)外光(guāng)穿過(guò)含(hán)有油類(lèi)物質(zhì)的樣(yàng)品時,油分子中的碳氫(qīng)鍵(jiàn)(C-H)會(huì)吸(xī)收特定波長的(dí)紅外(wài)輻射,導致(zhì)透射(shè)光強度減(jiǎn)弱。通過測(cè)量這(zhè)種減弱程度,儀(yí)器便能反推出(chū)油(yóu)類(lèi)物(wù)質的濃(nóng)度(dù)。
具體操作中(zhōng),水樣(yàng)通常經過(guò)四(sì)氯化(huà)碳(tàn)或四(sì)氯(lǜ)乙烯等(děng)萃(cuì)取(qǔ)劑處(chǔ)理,將油類物質(zhì)從(cóng)水(shuǐ)相(xiāng)轉移至有(yǒu)機相(xiāng)。隨後(hòu),萃(cuì)取(qǔ)液被注入一個(gè)光程固(gù)定的(dí)比色皿中,置於紅(hóng)外(wài)光路(lù)內(nèi)。儀器(qì)通(tōng)常選擇(zé)三(sān)個(gè)特(tè)征(zhēng)波長:2930 cm(亞甲基(jī)C-H伸(shēn)縮振動(dòng)),2960 cm(甲(jiǎ)基(jī)C-H伸(shēn)縮振動)和3030 cm(芳香環C-H伸縮(suō)振(zhèn)動(dòng))。通(tōng)過(guò)分析這(zhè)三個波段的吸收強度,儀器(qì)能(néng)夠區(qū)分石油類(lèi),動植物(wù)油(yóu)等(děng)不(bù)同(tóng)油(yóu)品,並排除其(qí)他(tā)有機物的幹(gān)擾。
現(xiàn)代紅外(wài)測油儀多采(cǎi)用傅裏葉變(biàn)換(huàn)紅(hóng)外光譜(pǔ)技(jì)術,通過(guò)幹(gān)涉(shè)儀快速掃描(miáo)全波段(duàn),再經計算(suàn)機進行(háng)傅(fù)裏葉變(biàn)換,獲(huò)得完(wán)整(zhěng)的(dí)紅(hóng)外吸(xī)收(shōu)譜(pǔ)圖。這(zhè)種(zhǒng)設計不僅提高(gāo)了信(xìn)噪(zào)比(bǐ),還(huán)能同步(bù)檢測(cè)多(duō)個(gè)組分(fēn),使測量結(jié)果更加可(kě)靠(kào)。
技(jì)術優勢:效率與(yǔ)精(jīng)度(dù)的平(píng)衡
相(xiāng)比(bǐ)傳統重量法(fǎ)或紫(zǐ)外分(fēn)光光(guāng)度(dù)法(fǎ),在多(duō)個維(wéi)度上(shàng)展(zhǎn)現(xiàn)出明顯優勢。
操(cāo)作流(liú)程簡(jiǎn)化(huà):傳統方法(fǎ)需(xū)要(yào)反復(fù)萃取,蒸(zhēng)餾,稱(chēng)重(zhòng),一個樣(yàng)品往往耗時數(shù)小時。而紅(hóng)外測油儀(yí)隻(zhī)需一次萃取(qǔ)和(hé)一次測(cè)量(liáng),幾分(fēn)鐘內即可(kě)獲得結果(guǒ)。配合(hé)自(zì)動(dòng)進樣係(xì)統,實(shí)驗室(shì)可(kě)批(pī)量處理(lǐ)樣品,大(dà)幅提升檢測(cè)效率。
抗幹擾能(néng)力強(qiáng):水樣(yàng)中(zhōng)常含有腐殖(zhí)酸,表(biǎo)麵活性(xìng)劑等(děng)非(fēi)油類(lèi)有(yǒu)機(jī)物(wù),這(zhè)些(xiē)物質在紫(zǐ)外(wài)區(qū)有吸收(shōu),容(róng)易幹(gān)擾(rǎo)紫外分光(guāng)光度(dù)法的(dí)結果(guǒ)。而紅外測油儀針(zhēn)對(duì)的是碳氫鍵的(dí)特征吸收,這(zhè)些幹擾物(wù)質在紅外區(qū)的吸收峰與油(yóu)類(lèi)差異較大,通過波(bō)長選(xuǎn)擇或譜(pǔ)圖擬(nǐ)合算(suàn)法,可以有(yǒu)效(xiào)排除(chú)幹擾(rǎo)。
適用範圍廣:無論是地表水,地下(xià)水,工業廢水(shuǐ),還是土(tǔ)壤中的油類汙(wū)染物(wù),隻(zhī)要經過適當的(dí)前處(chǔ)理,都能給出(chū)定量結(jié)果。對於低濃(nóng)度(dù)樣(yàng)品(如0.1 mg/L以下(xià)),它(tā)仍能保(bǎo)持(chí)較好的靈敏度和重復性。
數(shù)據可追(zhuī)溯:紅(hóng)外光(guāng)譜圖本(běn)身是一種分子(zǐ)“指(zhǐ)紋(wén)”,可(kě)以長期保(bǎo)存。當(dāng)檢(jiǎn)測結果(guǒ)出(chū)現爭議時(shí),操(cāo)作人員可以(yǐ)調取(qǔ)原(yuán)始(shǐ)譜圖進行(háng)復核,甚至(zhì)通(tōng)過(guò)譜(pǔ)庫(kù)比對(duì)判斷(duàn)油品的類(lèi)型(xíng)和來源。
目前(qián),紅外測油儀(yí)已(yǐ)廣(guǎng)泛應用(yòng)於環(huán)保(bǎo)部門的水(shuǐ)質監(jiān)測,石油(yóu)化(huà)工(gōng)企(qǐ)業(yè)的(dí)廢水排放(fàng)控製,海洋石(shí)油(yóu)勘探(tàn)的油汙(wū)檢測(cè)等(děng)領(lǐng)域(yù)。它(tā)也是(shì)中(zhōng)國國(guó)家標準《水質 石油類和(hé)動(dòng)植物油(yóu)類的測定 紅外分光(guāng)光(guāng)度法(fǎ)》(HJ 637-2018)特定(dìng)的檢測設備(bèi)之一。
紅外測油(yóu)儀通過(guò)將分子(zǐ)振動特性轉化(huà)為可(kě)量(liáng)化的(dí)電信號(hào),實現(xiàn)了對水中油類(lèi)物質的快(kuài)速,準確測(cè)定。它在簡化(huà)操(cāo)作流程,提(tí)升抗(kàng)幹擾能(néng)力(lì)方麵(miàn)的表現,使(shǐ)其(qí)成為(wéi)環(huán)境(jìng)監測領(lǐng)域(yù)的一項(xiàng)實用(yòng)工(gōng)具(jù)。隨著光(guāng)譜分析技術(shù)的(dí)持續進步,這(zhè)類儀器在(zài)小型化,智(zhì)能(néng)化(huà)方(fāng)麵(miàn)仍有發(fā)展空(kōng)間,未(wèi)來(lái)或(huò)能(néng)進(jìn)一步降低使(shǐ)用門(mén)檻(jiàn),讓更多基(jī)層檢測(cè)單(dān)位受益。