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土壤中石油烃(Total Petroleum Hydrocarbons, TPH)的测定是环境监测、污染场地调查与修复中的关键项目,主要用于评估因石油泄漏、工业排放或储油设施渗漏造成的土壤污染程度。由于“石油烃”并非单一化合物,而是一类碳氢化合物混合物(C₆–C₄₀+),其检测需根据目标组分和用途选择合适的方法。
方法一:红外分光光度法(HJ 1021-2019)
这是目前国内的标准方法,适用于土壤中石油类的测定。其原理是利用石油烃类物质在特定红外波长下(3.4 μm 附近)有特征吸收,通过测量吸光度进行定量。
核心步骤:
样品采集与保存:
使用玻璃瓶或带聚四氟乙烯衬垫的螺纹口玻璃瓶保存样品。
样品应充满容器,在 4℃以下冷藏、避光保存,并尽快分析。
样品制备(关键步骤:萃取):
实验材料:
萃取剂:四氯乙烯(C₂Cl₄)。它毒性相对较低,在红外区吸收干扰小,是HJ 1021-2019指定的萃取剂。(注:早期曾使用四氯化碳,因其毒性大已基本被淘汰)。
脱水剂:无水硫酸钠(Na₂SO₄)。
硅酸镁:用于去除动植物油等极性有机干扰物。
流程:
称样:称取适量(如10.0g)新鲜土样于玻璃锥形瓶中。
脱水:加入适量无水硫酸钠,研磨至流沙状,以去除土壤水分。
萃取:加入一定体积(如20mL)的四氯乙烯,置于振荡器上振荡萃取数分钟。
分离:将萃取液转移至离心管,离心后取上清液。
(必要时)净化:若土壤中含有动植物油等干扰物,需将上清液通过硅酸镁吸附柱进行净化。
测定:
使用红外分光测油仪。
将净化后的萃取液注入一定厚度的石英比色皿中。
以四氯乙烯作为参比,在 2930 cm⁻¹(CH₂基团)、2960 cm⁻¹(CH₃基团)和 3030 cm⁻¹(芳香烃CH基团) 处测量吸光度。
仪器根据标准曲线自动计算萃取液中石油类的浓度。
计算与结果表示:
根据萃取液体积和土壤样品重量,计算出土壤中石油类的含量,单位为 mg/kg。
优缺点:
优点:操作相对简单,分析速度快,成本较低,可测定总石油烃含量。
缺点:无法区分石油烃的具体组成,无法进行“指纹识别”。
方法二:气相色谱法(HJ 1022-2019)
该方法能分离并测定土壤中不同碳数范围的石油烃,提供更详细的信息。
核心步骤:
样品前处理(萃取):
与红外法类似,使用正己烷、丙酮等混合溶剂进行索氏提取、加压流体萃取(PLE)或超声萃取。
净化:
通常需要经过硅胶柱或氧化铝柱净化,以去除极性干扰物质。
仪器分析:
使用气相色谱仪(GC),配备氢火焰离子化检测器(FID)。
样品注入色谱柱后,不同碳数的烃类化合物根据沸点和极性被分离开。
结果表示:可以报告C₆-C₉(汽油段)和C₁₀-C₄₀(柴油及重油段)等不同馏分的含量。
优缺点:
优点:提供更详细的组分信息,有助于判断石油污染物的来源和种类(如区分汽油和柴油污染),抗干扰能力强。
缺点:仪器昂贵,操作复杂,分析成本高,时间长。
来源:网络
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