基于紫外荧光法的水中油在线监测仪设计方案

史秋华

(中海油石化工程有限公司，山东 青岛 266101)

油类通过不同途径进入环境水体，形成水中油污染物。其主要包括自然来源和人类活动来源。人类活动来源包括海上石油开采泄漏与井喷事故、油轮泄露事故、港口和船舶含油废水排放、石油工业废水排放以及食品加工业、餐饮业、洗车业含油废水排放等，是水中油的主要来源。水中油主要分为石油类和动植物油类。

水中油对环境水体、渔业、水生动植物均有严重危害。我国很多国家标准、地方标准均把石油类或动植物油列为重点控制指标。

表1 不同标准对水中油的控制指标

目前常用的水中油分析方法主要有以下几种：红外吸收光度法、紫外荧光法、气相色谱法、油膜厚度测定法、浊度法、总有机碳法等[1]。红外吸收光度法对水中油的检测范围广、精度高，广泛适用于工业废水和生活污水领域，是国内很多标准推荐的检测方法。此方法用四氯乙烯作为萃取剂，对环境有一定的污染[2]。气相色谱法测定水中油结果准确、灵敏度高。此方法需要用二氯甲烷萃取，且操作复杂，不适合在线监测。油膜厚度测定法操作简单、无需萃取，但是只适用于水面油膜的测定，且不适合含油量较低的情况。浊度法和总有机碳法测定水中油，检测结果易受水样中其他悬浮物和有机物的影响，使检测结果偏高。

本次研究基于紫外荧光法检测水中油，通过全程自动化、在线萃取技术，实现含油水体现场采样在线监测，做到检测频率高，检出限低，分析速度快，结果准确，无人值守自动运行。相较红外吸收光度法，此方法采用低毒的正己烷作为萃取剂，单次用量仅需要0.6 mL，大幅度降低对环境的危害，必将极大的促进水中油在线监测技术的进步，为含油废水治理提供依据。

1 整体设计方案

在紫外荧光法水中油在线监测整体方案设计时，遵循结构简单化、萃取检测一体化原则，通过圆形通道阀避免液体交叉污染，通过光电计量装置实现试剂精确计量，并实现缺液报警、避免气泡干扰。整体设计方案如图1所示。

图1 整体设计方案

2 软件流程设计

本方案一个完整的检测流程包括：控制采样系统采集待测水样，对水样进行粗过滤、沉淀等预处理，将处理过的水样与缓冲液按比例混合，加入萃取液进行萃取，紫外光源照射上层萃取液，检测产生的荧光强度，数据处理并计算出水中油浓度，排出废液并清洗检测系统。

图2 软件流程图

3 研究结果

经验证：采用Agilent G1314-60100氘灯经(320±2) nm带通滤光片过滤后作为激发光源，产生的荧光经(365±2) nm带通滤光片过滤后进入Hamamatsu S1337-66BQ硅光电二极管进行检测，可满足表1中各标准对水中油的检测要求。

本方案应用于地表水、城镇污水处理厂出水、石油炼制企业出水、石油化工企业出水、农村生活污水治理设施出水现场验证性测试。实验室离线分析采用INESA 970CRT型荧光分光光度计，得到的比对数据如表2所示。

表2 本方案监测数据与实验室分析数据比对

4 结束语

本方案采用紫外荧光法，结合自动化监测技术实现了水中油的在线连续测量。研究结果显示，将此水中油在线监测仪应用于地表水、城镇污水处理厂出水、石油炼制企业出水、石油化工企业出水、农村生活污水治理设施出水等案例中，可完全代替实验室分析，保证水中油的连续、快速检出，但是检测过程中需要对待测水样进行萃取。虽然使用正己烷作为萃取剂，毒性较小且每次用量只有0.6 mL，但是仍然对环境造成一定的二次污染。需要继续探索，避免萃取或改用无毒萃取剂，才能更好的满足在线监测的需求。