CN112557250A - 高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，属于废水油类测定领域，油类是多种物质的混合物，按照其组成部分的极性可以分为石油类和动植物油类两大部分，本发明通过萃取→脱水干燥→定容→取液→吸附→旋蒸→烘干→冷却→空白测试→配制标准溶液→标准溶液样品测试→计算的过程对废水中石油类和动物油类的质量浓度进行计算。本发明使用重量法作为基础，重量法是一种绝对量法，通过称重直接得出数据，有较高的准确度。

Description

高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法

技术领域

本发明属于油类测定领域，尤其是涉及高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法。

背景技术

油类是多种物质的混合物，按照其组成部分的极性可以分为石油类和动植物油类两大部分。油类污染物会对生物体、水体及土壤都会造成严重危害。油类物质已被列入我国危险废弃物名录，油类为企业排放必须严格控制的一类污染物。目前油类测定技术应用较多的是分光光度法，分光光度法中的标准物质一般为2-3种，而油类为多种物质的混合物，实际样品中油类在特定波长下的响应与标准物质肯定存在着较大的差异，在准确度上有着明显不足。重量法为一种绝对量法，通过称重直接得出结果，有着较高的准确度，操作上也比较方便。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，通过称重直接得出结果，具有较高的准确度，操作也很方便，便于在实践中推广。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，包括以下步骤：

S1、萃取；将废水样品转移至萃取瓶中，使用正己烷对采样瓶进行清洗，清洗完成后，将正己烷转移至分液漏斗中进行摇振，在摇振期间经常开启分液漏斗的旋塞进行排气，摇振完成静置等待分层，分层后将下层水全部转移至量筒中，测量样品体积并记录；若上层正己烷乳化严重，将上层萃取液转移至玻璃离心管中，进行离心作业；若正常，进行步骤S2；

S2、脱水干燥；在三角锥形瓶中加入无水硫酸钠，将S1中的上层萃取液转移至三角锥形瓶中进行脱水处理，盖紧瓶塞，摇振数次后静置；若无水硫酸钠全部结块，则补加无水硫酸钠直至不再结块；

S3、定容；将S2中经过无水硫酸钠脱水的萃取液，通过过滤棉过滤至比色管中，使用正己烷准确定容至100ml，然后摇匀；

S4、取液；从S3中摇匀的萃取液中取出50ml，转移至预先烘干恒重的一号平底浓缩瓶中，用于总油的测定；

S5、吸附；将S3中比色管剩余的50ml萃取液通过硅酸镁吸附柱处理，吸附其中的动植物油类，然后将吸附处理完成的萃取液收集至预先烘干恒重的二号平底浓缩瓶中，用于石油类的测定；

S6、旋蒸；将装有萃取液的一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶分别置于旋转蒸发仪上，调节水浴温度为20℃-30℃、真空度为80kpa-90kPa，蒸除正己烷；当正己烷剩余1ml时，停止旋蒸；

S7、称重；分别取出一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶，擦干外壁水分，放入鼓风干燥箱内，调节干燥箱内的温度为64℃-75℃，干燥时间为50min-70min，干燥完成后置于干燥器内进行冷却，冷却时间为25min-35min，然后称重，得到一号平底浓缩瓶中油类的质量和二号平底浓缩瓶中石油类的质量；两者之差即为动植物油类的质量；

S8、空白测试；用去离子水代替废水样品，加入盐酸进行酸化，按照实际样品测定的相同步骤进行空白试样的测定；

S9、配制模拟标准溶液；称取1g的十六烷，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟石油类标准溶液；称取1g的硬脂酸，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟动植物油类标准溶液；

S10、标准溶液样品测试；取部分模拟石油类标准溶液和模拟动植物油类溶液加入到1000ml去离子水中，配制成模拟油类质控样品，按照实际样品测定的相同步骤进行质控试样的测定；

S11、计算；样品中总油质量浓度为ρ，单位为mg/L，通过计算公式1

ρ＝(m₁-m₂)×10⁶/V

其中，m₁为平底浓缩瓶和总油的质量，单位为g；m₂为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中石油类质量浓度为ρ₁，单位为mg/L，通过计算公式2

ρ₁＝(m₃-m₄)×10⁶/V

其中，m₃为平底浓缩瓶和石油类的质量，单位为g；m₄为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中动植物油类质量浓度为ρ₂，单位为mg/L，通过计算公式3

ρ₂＝ρ-ρ₁

其中，ρ为总油的质量浓度，ρ₁为石油类的质量浓度。

进一步的，S1中正己烷的的用量为50ml，清洗次数为2-3次，摇振的时间为2min，量筒的规格为2000ml，离心作业的转速为2000r/min，时间为3min。

进一步的，S2中无水硫酸钠的用量为10g。

进一步的，S3中比色管的规格为100ml。

进一步的，S4、S5中平底浓缩瓶的烘干温度均为105℃。

进一步的，S6中的水浴温度为25℃，真空度为85kpa。

进一步的，S7中调节干燥箱的温度为71℃±2℃，干燥时间为60min，冷却时间为30min。

进一步的，S8中酸化之后的PH≤2。

相对于现有技术，本发明所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法具有以下优势：

(1)本发明高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，使用重量法作为基础，重量法是一种绝对量法，通过称重直接得出数据，有较高的准确度。

(2)本发明高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，结构简单，操作方便，为测量废水中石油类和动植物油类提供了新的方法。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法流程图；

图2为本发明实施例不同萃取时间下总油的测定结果示意图；

图3为本发明实施例不同萃取剂蒸除方式的油类测定结果示意图；

图4为本发明实施例不同烘干时间下总油的测定结果示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，包括以下步骤：

S1、萃取；将废水样品转移至萃取瓶中，使用正己烷对采样瓶进行清洗，清洗完成后，将正己烷转移至分液漏斗中进行摇振，在摇振期间经常开启分液漏斗的旋塞进行排气，摇振完成静置等待分层，分层后将下层水全部转移至量筒中，测量样品体积并记录；若上层正己烷乳化严重，将上层萃取液转移至玻璃离心管中，进行离心作业；若正常，进行步骤S2；

S1中，萃取1次可达到最优的效果，采用空白水样加标形式，固定萃取剂总体积为75ml，分别萃取1次(萃取剂75mL)、2次(第1次萃取剂50mL，第2次萃取剂25mL)、3次(3次萃取剂均为25mL)，测定空白水样的总油加标回收率，不同萃取次数平行测定6次，测定结果见表1，

表1结果表明：1次萃取、2次萃取和3次萃取的加标回收率基本一致，萃取1次可以达到最优的的效果；

表1

实验证明S1中量取50ml正己烷萃取水样中的油类可达到最优效果，通过采用空白水样加标的形式，分别选取萃取液体积为30、50、75mL，测定空白水样的总油类加标回收率。不同萃取剂体积平行测定6次，测定结果见表2，结果表明当萃取剂体积为30mL时，加标回收率略低，当萃取剂体积为50mL，可以达到较满意的回收率；

表2

实验证明步骤1中充分振摇2min水样中的油类可达到最优的效果，通过空白水样加标，设定手动萃取震荡时间分别为1、2、3、5min，测定空白水样的总油加标回收率。不同萃取时间平行测定6次，取平均值，测定结果见图1。由图1可以看出，震荡萃取时间＞2min时加标回收率结果趋于一致，萃取时间为2min时，最短萃取时间内，可达到最佳萃取效率。

S2、脱水干燥；在三角锥形瓶中加入无水硫酸钠，将S1中的上层萃取液转移至三角锥形瓶中进行脱水处理，盖紧瓶塞，摇振数次后静置；若无水硫酸钠全部结块，则补加无水硫酸钠直至不再结块；

S3、定容；将S2中经过无水硫酸钠脱水的萃取液，通过过滤棉过滤至比色管中，使用正己烷准确定容至100ml，然后摇匀；

S4、取液；从S3中摇匀的萃取液中取出50ml，转移至预先烘干恒重的一号平底浓缩瓶中，用于总油的测定；

S5、吸附；将S3中比色管剩余的萃取液通过硅酸镁吸附柱处理，吸附其中的动植物油类，然后将吸附处理完成的萃取液收集至预先烘干恒重的二号平底浓缩瓶中，用于石油类的测定；

S6、旋蒸；将装有萃取液的一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶分别置于旋转蒸发仪上，调节水浴温度为20℃-30℃、真空度为80kpa-90kPa，蒸除正己烷；当正己烷剩余约1ml时，停止旋蒸；

S6中的旋转蒸发蒸除萃取剂相比目前常用的水浴蒸发为一种快速高效的萃取剂蒸除方式，实验室对比了水浴蒸发和旋转蒸发(水浴蒸馏)方式，通过空白水样加标，对比了水浴蒸发和旋转蒸发2种浓缩方式，测定总油加标回收率。对不同萃取剂的蒸除方式平行测定6次，取平均值，测定结果见图2。图2结果表明：旋转蒸发在时间上和加标回收率上都远远优于水浴蒸发。

S7、称重；分别取出一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶，擦干外壁水分，放入鼓风干燥箱内，调节干燥箱内的温度为64℃-75℃，干燥时间为50min-70min，干燥完成后置于干燥器内进行冷却，冷却时间为25min-35min，然后称重，得到一号平底浓缩瓶中油类的质量和二号平底浓缩瓶中石油类的质量；两者之差即为动植物油类的质量；

S8、空白测试；用去离子水代替废水样品，加入盐酸进行酸化，按照实际样品测定的相同步骤进行空白试样的测定；

S9、配制模拟标准溶液；称取1g的十六烷，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟石油类标准溶液；称取1g的硬脂酸，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟动植物油类标准溶液；

S10、标准溶液样品测试；取部分模拟石油类标准溶液和模拟动植物油类溶液加入到1000ml去离子水中，配制成模拟油类质控样品，按照实际样品测定的相同步骤进行质控试样的测定；

S11、计算；样品中总油质量浓度为ρ，单位为mg/L，通过计算公式1

ρ＝(m₁-m₂)×10⁶/V

其中，m₁为平底浓缩瓶和总油的质量，单位为g；m₂为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中石油类质量浓度为ρ₁，单位为mg/L，通过计算公式2

ρ₁＝(m₃-m₄)×10⁶/V

其中，m₃为平底浓缩瓶和石油类的质量，单位为g；m₄为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中动植物油类质量浓度为ρ₂，单位为mg/L，通过计算公式3

ρ₂＝ρ-ρ₁

其中，ρ为总油的质量浓度，ρ₁为石油类的质量浓度。

S1中正己烷的的用量为50ml，清洗次数为2-3次，摇振的时间为2min，量筒的规格为2000ml，离心作业的转速为2000r/min，时间为3min，离心机在上述的参数下进行工作，可以较好的实现乳化层脱水。

S2中无水硫酸钠的用量为10g。

S3中比色管的规格为100ml。

S4、S5中平底浓缩瓶的烘干温度均为105℃。

S6中的水浴温度为25℃，真空度为85kpa。

S7中调节干燥箱的温度为71℃±2℃，干燥时间为60min，冷却时间为30min。

S7中在烘干箱重烘干1h可以达到除去参与少量萃取剂的最优效果，在空白水样中加入十六烷和硬脂酸混合溶，测定总油加标回收率，正己烷的沸点是68.9℃，烘干温度设定为(71±2)℃。观察不同烘干时间下烧瓶内油类质量的变化，取平均值，测定结果见图3。由图3可以看出，当烘干时间＞1h，烧瓶中油类的质量趋于稳定，剩余在烧瓶中的少量正己烷已彻底挥发。在实际水样分析过程，为更多保留油类成分应尽量减少烘干时间。因此，烘干时间选择1h。

S8中酸化之后的PH≤2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，包括以下步骤：

S1、萃取；将废水样品转移至萃取瓶中，使用正己烷对采样瓶进行清洗，清洗完成后，将正己烷转移至分液漏斗中进行摇振，在摇振期间经常开启分液漏斗的旋塞进行排气，摇振完成静置等待分层，分层后将下层水全部转移至量筒中，测量样品体积并记录；若上层正己烷乳化严重，将上层萃取液转移至玻璃离心管中，进行离心作业；若正常，进行步骤S2；

S2、脱水干燥；在三角锥形瓶中加入无水硫酸钠，将S1中的上层萃取液转移至三角锥形瓶中进行脱水处理，盖紧瓶塞，摇振数次后静置；若无水硫酸钠全部结块，则补加无水硫酸钠直至不再结块；

S3、定容；将S2中经过无水硫酸钠脱水的萃取液，通过过滤棉过滤至比色管中，使用正己烷准确定容至100ml，然后摇匀；

S4、取液；从S3中摇匀的萃取液中取出50ml，转移至预先烘干恒重的一号平底浓缩瓶中，用于总油的测定；

S5、吸附；将S3中比色管剩余的50ml萃取液通过硅酸镁吸附柱处理，吸附其中的动植物油类，然后将吸附处理完成的萃取液收集至预先烘干恒重的二号平底浓缩瓶中，用于石油类的测定；

S6、旋蒸；将装有萃取液的一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶分别置于旋转蒸发仪上，调节水浴温度为20℃-30℃、真空度为80kpa-90kPa，蒸除正己烷；当正己烷剩余1ml时，停止旋蒸；

S7、称重；分别取出一号平底浓缩瓶和二号平底浓缩瓶，擦干外壁水分，放入鼓风干燥箱内，调节干燥箱内的温度为64℃-75℃，干燥时间为50min-70min，干燥完成后置于干燥器内进行冷却，冷却时间为25min-35min，然后称重，得到一号平底浓缩瓶中油类的质量和二号平底浓缩瓶中石油类的质量；两者之差即为动植物油类的质量；

S8、空白测试；用去离子水代替废水样品，加入盐酸进行酸化，按照实际样品测定的相同步骤进行空白试样的测定；

S9、配制模拟标准溶液；称取1g的十六烷，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟石油类标准溶液；称取1g的硬脂酸，用丙酮溶解，转移至容量瓶中定容，配制浓度为9g/L-12g/L的模拟动植物油类标准溶液；

S10、标准溶液样品测试；取部分模拟石油类标准溶液和模拟动植物油类溶液加入到1000ml去离子水中，配制成模拟油类质控样品，按照实际样品测定的相同步骤进行质控试样的测定；

S11、计算；样品中总油质量浓度为ρ，单位为mg/L，通过计算公式1

ρ＝(m₁-m₂)×10⁶/V

其中，m₁为平底浓缩瓶和总油的质量，单位为g；m₂为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中石油类质量浓度为ρ₁，单位为mg/L，通过计算公式2

ρ₁＝(m₃-m₄)×10⁶/V

其中，m₃为平底浓缩瓶和石油类的质量，单位为g；m₄为浓缩瓶的质量，单位为g；V为水样体积，单位为ml；

样品中动植物油类质量浓度为ρ₂，单位为mg/L，通过计算公式3

ρ₂＝ρ-ρ₁

其中，ρ为总油的质量浓度，ρ₁为石油类的质量浓度。

2.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S1中正己烷的的用量为50ml，清洗次数为2-3次，摇振的时间为2min，量筒的规格为2000ml，离心作业的转速为2000r/min，时间为3min。

3.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S2中无水硫酸钠的用量为10g。

4.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S3中比色管的规格为100ml。

5.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S4、S5中平底浓缩瓶的烘干温度均为105℃。

6.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S6中的水浴温度为25℃，真空度为85kpa。

7.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S7中调节干燥箱的温度为71℃±2℃，干燥时间为60min，冷却时间为30min。

8.根据权利要求1所述的高浓度废水中石油类和动植物油类的测定重量法，其特征在于：S8中酸化之后的PH≤2。

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