氣相分子吸收光譜法測定油田廢水中硫化物的研究

張榮 譚淑娟 侯一侖

摘 要：使用氣相分子吸收光譜法測定油田廢水中硫化物，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)對氨基二甲基苯胺光度法的操作步驟復(fù)雜，受色澤度、易揮發(fā)及易沉淀干擾因素多，分析速度慢等的缺陷。氣相分子吸收光譜法在測定油田廢水實(shí)際樣品時(shí)具有高靈敏度、高精密度、快速檢測得出良好實(shí)驗(yàn)結(jié)果等優(yōu)勢，帶有均質(zhì)吹掃功能的進(jìn)樣器直接把加固定劑的硫化物水樣進(jìn)行均質(zhì)，是油田廢水測定硫化物濃度快速有效的檢測方法。

關(guān)鍵詞：氣相分子吸收光譜法 油田廢水 硫化物 對氨基二甲基苯胺光度法

中圖分類號：O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0099-02

Abstract： The gas phase molecular absorption spectroscopy was applied in the determination of sulfide in oilfield wastewater， which compensated the defects of traditional N，N-Dimethylphenylenediamine photometric method of the complex steps， interference factors and slow analysis speed. The results showed that this method is sensitive， accurate and with good effect in experiment.

Key Words： Gas phase molecular absorption spectrometry method； Oilfield Wastewater； Sulfides； N，N-Dimethylphenylenediamine photometric method

從20世紀(jì)60年代以來，由于城市社會的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，對能源的需求量不斷增加。油氣田工業(yè)得到快速迅猛的發(fā)展，油田采水量隨油田綜合含水量率的提高而不斷增大，其中部分油田采出水廢水不斷排放到環(huán)境中。石油廢水是鉆井工作的過程中產(chǎn)生的廢水，是一種特殊的工業(yè)廢水，傳統(tǒng)的“老三套”廢水處理工藝只能去除廢水中的油和懸浮物，而硫化物、COD等不能有效去除[1]。

硫化物可分為活性硫化物和非活性硫化物兩大類，活性硫化物主要由硫化氫、硫醇、二氧化硫、三氧化硫、磺酸和酸性硫酸酯等組成[2]。非活性硫化物主要包括硫醚、二氧化物和硫茂等。硫化氫在常溫常壓下易于從廢水中擴(kuò)散至空氣中，產(chǎn)生臭味且具有毒性，對人體器官有嚴(yán)重的危害；而水中的硫化物對人、動植物具有較強(qiáng)的殺生能力，因此準(zhǔn)確地檢測水中的硫化物尤為重要。國家對含硫廢水有嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)（一類標(biāo)準(zhǔn)硫化物小于1mg/L）[3]。本文使用氣相分子吸收光譜法[4]測定油田廢水中硫化物的準(zhǔn)確性、精密度、加標(biāo)回收率并與對氨基二甲基苯胺光度法[5，6]進(jìn)行比較，為硫化物實(shí)驗(yàn)檢測分析提供了更便捷的檢測方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 方法原理

在鹽酸的介質(zhì)中，硫化物液體瞬間汽化成硫化氫氣體，以空氣為載氣，將硫化氫氣體載入氣相分子吸收光譜儀的吸光管中，于紫外波長202.6nm處測定吸光度值，吸光度值與硫化物濃度遵守朗伯-比爾定律。

1.2 儀器與方法

氣相分子吸收光譜儀（AJ-3000PLUS），氣相分子吸收光譜法（HJ/T 200-2005），可見紫外分光光度計(jì)（752），對氨基二甲基苯胺光度法（GB/T 16489-1996）。

1.3 樣品的采集與保存

1L水樣加適量NaOH溶液調(diào)至pH=9，加入5%抗壞血酸5mL，飽和EDTA3mL，滴加飽和Zn（Ac）2至膠體產(chǎn)生，常溫避光，可保存24h。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取50mL的樣品管，加入配置好的5mg/L的硫化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用氣相分子吸收光譜儀單點(diǎn)定標(biāo)法測定不同濃度溶液的吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)線性回歸曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線為：Y=0.0820×0.0008，r=0.9998。

用國家標(biāo)準(zhǔn)硫化物樣品（編號：GSB 07-1373-2001）進(jìn)行準(zhǔn)確度測定，平行測試6次，結(jié)果見表1。結(jié)果表明，所測定結(jié)果均在該標(biāo)準(zhǔn)樣的質(zhì)控范圍內(nèi)。

1.5 精密度及加標(biāo)回收率

用氣相分子吸收光譜儀測定實(shí)際水樣，配置濃度值為0.20、0.50、0.80mg/L的硫化物溶液測定其精密度，分別在不同日期同一時(shí)間取油田出水口的水樣進(jìn)行加標(biāo)測試，加入量均為0.40mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2和表3所示。

2 氣相分子吸收光譜法與對氨基二甲基苯胺光度法比較

從樣品的前處理及測定結(jié)果的等方面進(jìn)行對比，詳情如表4所示。

3 結(jié)語

實(shí)際樣品測定結(jié)果顯示，氣相分子吸收光譜法滿足了測定油田廢水中硫化物的實(shí)驗(yàn)要求，較傳統(tǒng)對氨基二甲基苯胺光度法而言，不僅具有準(zhǔn)確度好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡單，不受色澤度、重金屬等因素的影響，所涉及使用試劑少，樣品可直接分析，在無人值守的情況下可實(shí)現(xiàn)樣品批量處理，減輕實(shí)驗(yàn)人員工作量和減少試劑對身體的危害。因此，氣相分子吸收光譜法為測定油田廢水中硫化物提供了一種簡捷、快速、準(zhǔn)確的分析方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 于曉麗，李斌蓮，李秀珍.油田采油廢水的處理現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].石油與天然氣化工，2000，29（6）：327-329.

[2] 梁平，黎龍軒，唐柯，等.油田污水硫及硫化物的危害與處理方法比較[J].油田科學(xué)，2001，24（3）：74-75.

[3] 國家環(huán)保總局.GB 31570-2015，石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].2015.

[4] 國家環(huán)保總局.HJ/T 200-2005，水質(zhì)硫化物的測定氣相分子吸收光譜法[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

[5] 國家環(huán)?？偩?GB/T 16489-1996，水質(zhì)硫化物的測定亞甲基藍(lán)分光光度法[S].1996.

[6] 國家環(huán)?？偩?水與廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水檢測分析方法[M].4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.