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不分光光度法:紅外測油儀

來源:青島新業環保科技有限公司   2025年06月19日 09:18  

不分光光度法:紅外測油儀



一、不分光光度法與紅外測油儀的技術關聯

不分光光度法是指利用物質對特定波長光的吸收特性進行定量分析,無需分光系統即可直接測量吸光度的方法。紅外測油儀采用該方法時,聚焦于油類物質在紅外波段的特征吸收(如 2930cm?1、2960cm?1),通過測量吸光度與油濃度的線性關系實現定量,是目前水體油類檢測的主流技術之一,符合 HJ 637-2018《水質 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法》標準要求。

二、核心原理與技術優勢

(一)檢測原理

  1. 特征吸收機制
    油類分子中的甲基(-CH?)、亞甲基(-CH?)在 2930cm?1(亞甲基 C-H 伸縮振動)、2960cm?1(甲基 C-H 伸縮振動)波長處有強吸收峰,吸光度與油濃度遵循朗伯 - 比爾定律:A=ε?c?l
    其中A為吸光度,ε為摩爾吸光系數,c為油濃度,l為光程。
  2. 不分光技術實現
    儀器通過固定波長的紅外光源(如 2930cm?1 專用濾光片)直接照射樣品,避免分光系統帶來的能量損失,提升檢測靈敏度(檢出限可達 0.01mg/L)。

(二)技術優勢對比

對比維度不分光光度法(紅外測油儀)分光光度法(紫外測油儀)
波長選擇固定特征波長(2930cm?1 等)全波段掃描(如 220-400nm)
抗干擾能力受水基體干擾小(紅外光穿透性強)易受水中色度、懸浮物干擾
檢測范圍0.01-64000mg/L(寬量程)0.1-1000mg/L(窄量程)
適用場景地表水、地下水等痕量檢測工業廢水、含芳香烴油品檢測

三、紅外測油儀的關鍵技術與結構

(一)核心組件

  1. 紅外光源
    • 采用硅碳棒或陶瓷光源,發射穩定的紅外輻射,波長精度 ±5cm?1;

    • 壽命≥5000 小時,確保長期檢測穩定性。

  2. 樣品池
    • 材質為石英或氟化鈣,光程 1-4cm 可調,適配不同濃度樣品;

    • 密封設計防止萃取劑揮發,支持自動進樣。

  3. 探測器
    • 采用熱釋電探測器或碲鎘汞(MCT)探測器,響應速度≤100ms;

    • 信噪比≥500:1,保證痕量信號準確捕捉。

(二)技術創新

  • 雙光路補償:參考光路消除光源波動影響,測量誤差≤±2%;

  • 智能光譜校正:內置 100 + 種油品光譜庫,自動匹配計算,適配不同油類(如原油、柴油、潤滑油);

  • 免調零設計:開機自動校準,減少人工操作誤差。

四、檢測流程與操作要點

(一)標準檢測流程

  1. 樣品萃取
    • 取 100mL 水樣,加入 20mL 四氯化碳,振蕩 2 分鐘,靜置分層;

    • 萃取比 1:5,確保油類轉移效率≥95%。


  2. 數據處理
    • 自動扣除四氯化碳背景值,生成檢測報告,支持 USB 導出。

(二)操作注意事項

  • 萃取劑純度:四氯化碳在 2600-3300cm?1 區間吸光度應<0.03AU,否則需重蒸餾;

  • 防污染措施:玻璃器皿需用四氯化碳清洗 3 次,避免交叉污染;

  • 安全防護:四氯化碳為致癌物質,操作需在通風櫥中進行,廢液集中處理。

五、應用場景與行業標準

(一)典型應用

  1. 環境監測
    • 飲用水源地石油類檢測(GB3838-2021 要求 Ⅲ 類水≤0.05mg/L);

    • 海洋生態監測,如渤海灣石油平臺周邊水體油濃度監控。

  2. 工業過程控制
    • 油田回注水油濃度監測(要求≤5mg/L);

    • 化工企業廢水排放口檢測(GB8978-1996 要求石油類≤5mg/L)。

  3. 應急檢測
    • 船舶漏油事故中,便攜紅外測油儀(如 XY-3800T)10 分鐘內出具檢測結果,劃定污染范圍。

(二)國家標準參考

  • HJ 637-2018:紅外分光光度法檢測石油類和動植物油類;

  • GB/T 18488-2015:車用汽油中芳烴含量測定(紅外光譜法);

  • ISO 9377-2:水質 石油類測定 溶劑萃取 - 紅外分光光度法。

六、儀器維護與性能驗證

(一)日常維護

  1. 光路清潔:每周用無水乙醇擦拭樣品池窗口,避免油膜附著;

  2. 光源校準:每月用標準油樣(如 50mg/L 十六烷溶液)驗證吸光度,偏差>5% 時重新繪制標準曲線;

  3. 濕度控制:儀器室濕度≤60% RH,防止光學元件受潮。

(二)性能驗證方法

  • 檢出限驗證:測定 7 次空白樣品,計算 3 倍標準偏差對應的濃度,應≤0.01mg/L;

  • 加標回收率:向水樣中添加 20mg/L 標準油,回收率應在 80%-120% 范圍內;

  • 重復性測試:對 20mg/L 標準油連續測量 6 次,相對標準偏差≤1%。

七、技術發展趨勢

  • 免萃取技術:采用固相萃取 - 紅外聯用,消除四氯化碳污染,如 MEMS 微萃取芯片技術;

  • 在線監測:集成自動采樣、萃取、測量功能,實現 24 小時連續監測;

  • AI 光譜分析:通過深度學習識別混合油品光譜,提升復雜基體中油類檢測準確性。



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