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溫度、pH對含油污水熒光特性的影響

文檔作者：易黎麗，尚麗平，李占鋒，鄧琥文檔來源：西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月06日
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第31卷，第6期
2 0 1 1年6月
光譜學(xué)與光譜分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
V01．31，No．6，ppl571—1573
June，201l
溫度、pH對含油污水熒光特性的影響
易黎麗，尚麗平，李占鋒，鄧琥
西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院。四川綿陽621010
摘要研究了中石化煉油廠出口處含油污水在溫度5～55℃，pH 3～12范圍內(nèi)的熒光光譜特性。結(jié)果表
明，溫度只對含油污水的熒光強度有影響，而不改變熒光峰位置；在酸性條件下熒光峰右移，從413 nln移
到426．5 nrn；且熒光強度隨酸性增強而遞增。堿性條件下隨著堿性增強熒光強度降低，但熒光峰的位置沒
有移動，始終保持在398 nlTl。溫度和pH值是含油污水熒光特性的兩個重要影響因素，必要時需進行溫度和
pH值的校正補償，可提高污水中油種類及含量檢測的準確度。
關(guān)鍵詞熒光光譜；含油污水；溫度；pH值
中圖分類號：0657．3 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2011)06—1571—03
引言
隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，含油污水排放量呈逐年
上升的趨勢，采油、煉油、貯油運輸及化學(xué)工業(yè)都會產(chǎn)生大
量的含油污水，石油運輸泄露事件也時有發(fā)生。根據(jù)標(biāo)準，
我國地面水中油品含量最高不能超過0．3 mg·L_1[1七]。測
得水中油分含量對防止水體污染具有重要意義，現(xiàn)場快速測
定污水中礦物油含量及種類是必需的。熒光分析法是最為靈
敏的測油方法。且不同行業(yè)排放的含油污水除石油含量及種
類差異外，污水的溫度、pH值也都各不相同[3‘6]。而溫度和
pH值，是含油污水熒光特性的兩個重要影響因素。本文著
重分析了溫度和pH值對中石化煉油廠出口處含油污水熒光
特性的影響。對含油污水中油的種類及含量檢測提出了溫度
和pH值校正補償研究，以提高污水中油種類及含量檢測的
準確度。
1實驗部分
1．1主要儀器及試劑
LS-55熒光分光光度計(美國PerkinElmer公司生產(chǎn))，l
cm石英比色皿，PH一2602臺式酸度計，中石化煉油廠出口處
含油污水樣本，HCl，NaOH溶液。
1．2不同pH值含油污水的制備
取含油污水于10 mL燒杯內(nèi)，使用HCl和NaOH溶液
調(diào)各樣品pH值在3～12范圍內(nèi)，加入的酸堿試劑總量不超
過100 tanol，可忽略濃度稀釋效應(yīng)。
1．3熒光光譜測定
激發(fā)波長：248 nln，激發(fā)／發(fā)射狹縫：5／10 nlTl，掃描速
度：I 200 nln·min，掃描波段：260 550 nln，掃描光譜
進行儀器自動校正。分別在pH為3～12(間隔單位為1)，溫
度在5～55℃(間隔單位為5℃)范圍內(nèi)掃描含油污水熒光光
譜。
2結(jié)果與討論
2．1含油污水的激發(fā)、發(fā)射光譜
首先在常溫(25℃)下測得污水樣本的激發(fā)光譜和發(fā)射
光譜，由酸度計測得常溫下含油污水的pH值為7，呈中性。
圖1(a)和(b)分別為中石化煉油廠含油污水出口樣本的激發(fā)
光譜和發(fā)射光譜圖。由圖l可知，248和353 nln都是有效的
激發(fā)波長，發(fā)射光譜帶較寬，從350到480 n／n。本文選擇激
發(fā)強度較高的248 nrll為激發(fā)波長。
2．2溫度對含油污水熒光特性的影晌
溫度對于溶液的熒光強度有顯著的影響。二者的關(guān)系曲
線可表示為(Fo—F)／F一點e_彤盯，F(xiàn)o和F分別為溶液溫度
上升前后的熒光強度。通常，隨著溫度的降低，溶液的熒光
量子產(chǎn)率和熒光強度都將增大[7]。圖2(a)所示為pH值為7
的污水樣本在不同溫度下的熒光光譜圖，圖2(b)為選取對應(yīng)
溫度下熒光強度最大值隨溫度變化的關(guān)系曲線圖。
收稿日期：2010—07—24．修訂日期：2010—10-20
基金項目：國家(863計劃)重點項目(2009AA063002)資助
作者簡介：易黎麗，女，1986年生，西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院碩士研究生e-mail：如1ilil986@126．corn
萬方數(shù)據(jù)
1572 光譜學(xué)與光}}魯分析第3l卷
Excitation wavelength／nm Emission wavelengttgnm
Fig．1 The excitation spectra(a)and emission spectra(b)of oily waste water
250 300 350 400 450 500 0 10 20 30 40 50 60
Emission wavelength／nm Temperature／*C
Fig．2 Influence of temperature on fluorescence spectra of oily waste
water(a)and on the intensity of each peak(b)
由圖2(a)i叮知，溫度對含油污水熒光特性的影響體現(xiàn)在
只對熒光強度產(chǎn)生影響．沒有使熒光峰的位霞發(fā)生移動。結(jié)
果表明，含油污水的熒光燃度隨著溫度的升高m降低，』一!梯
度止勢，在lo℃達到最大，熒光強度棚對值為516．37，隨后
依次降低，但常溫(25℃)下的熒光強度略有升高，到55℃
時達到最／j、。
2．3 pH對含油污水熒光特性的影響
溶液的pH改變將會影響到基態(tài)分子或激發(fā)態(tài)分子的酸
堿性質(zhì)，假如激發(fā)時發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移到酸性基團或堿性基團，
激發(fā)態(tài)分子與基態(tài)分子將是更弱的酸或更強的堿，這就使得
分子的基態(tài)與激發(fā)態(tài)之問的能量間隔發(fā)生變化，從而導(dǎo)致光
譜移動【“。圖3(a)所示為常溫下(25℃)，不同pH值的含油
污水熒光光譜圖，圖3(b)為在對應(yīng)pH值條件下選取熒光強
度最大值所作的pH值一熒光強度關(guān)系曲線圖。
280 320 360 400 440 480 2 4 6 8
Emission wavelengtlVnm pH
Fig．3 Influence of pH on fluorescence spectra of oily waste
water(a)and Oil the intensity of each peak(b)
瑚
㈣
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萬方數(shù)據(jù)
第6期光譜學(xué)與光譜分析1573
溶液的酸堿性變化將使熒光物質(zhì)的弱酸或弱堿分子及其
相應(yīng)的離子比例發(fā)生變化，從而對熒光光譜的形狀和強度產(chǎn)
生很大的影響[7]。由圖3可以看出，含油污水的熒光強度從
酸性到堿性由強變?nèi)酰野l(fā)生了熒光峰的位置變化。在酸性
范圍內(nèi)，pH值從3增大到5，污水在酸性條件下熒光峰右
移，從413 nrn移到426．5 nlyl；原始條件(中性)到堿性范圍，
熒光峰位置沒有移動，始終保持在398 nn-i，但熒光強度隨著
堿性的增強而逐漸下降。在酸性介質(zhì)中隨著酸性的增強熒光
強度明顯增強，堿性介質(zhì)中熒光強度雖然有所下降，但下降
的速度明顯減慢。
3結(jié)論
溫度和pH值是影響含油污水熒光特性的兩個重要因
素。本文研究了中石化煉油廠出口處含油污水在不同溫度5
～55℃(間隔單位為5℃)、pH 3～12(間隔單位為1)條件下
的熒光光譜特性。結(jié)果表明，溫度在引起含油污水熒光強度
變化的同時不會引起熒光峰位置的改變；pH值在酸性范圍
內(nèi)時，熒光峰右移，從413 nlTl移到426．5 nIn，且隨著酸性
的增強，熒光強度增加；但pH值從中性(原始條件)到堿性
范圍變化時，不會引起熒光峰位置的移動，只有熒光強度的
變化。含油污水的檢測需要考慮溫度和pH值的影響，必要
時需進行溫度和pH值的校正補償，可提高污水中油種類及
含量檢測的準確度。
[1]SHANG I，i—ping(尚麗平)．Chinese Journal of Scientific Instrument(儀器儀表學(xué)報)，2001，22(3)：199．
[2]SHANG Li-ping，XU Xiao-xuan，XU Jingqun(尚麗平，徐曉軒，許京軍)．Acta Metrological Sinica(計量學(xué)報)，2005，26(1)：81．
[3]ZOUYa-rong，WANGHua，ZOU Bln(鄒亞榮，王華，鄒斌)．RemoteSensingTechnology andApplication(遙感技術(shù)與應(yīng)用)．2008，
23(6)：629．
[4]DAI Jia-eai，GUO Hal—min，SONG Hong-wei(戴家才，郭海敏，宋紅偉)．Journal of Oil and Gas Technology(石油天然氣學(xué)報)，2009，31
(4)：96．
[5]SONG Cheng-wen，LIU Yu，LI Ying(宋成文，劉踽，李穎)．Ship&amp;amp;Ocean Engineering(船海工程)，2009，38(3)：160．
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[7]XU Jin-gou，WANG Zun-ben(許金鉤，王尊本)．Fluorescence Analysis．Beijing：Science PressC[g京：科學(xué)出版社)，2006．138．
Effect of Temperature and pH on the Fluorescence Characteristic of Oily
Waste Water
YI Li-li，SHANG Li-ping，LI Zhan-feng，DENG Hu
College of Information Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China
Abstract The present study was about the effect of temperature(5～55℃)and pH(3～12)value on the fluorescence
characteristic of oily waste water from the export of China Petroleum&amp;amp;Chemical Oil Refinery．It was found that temperature
only affects the fluorescence intensity but not the site of fluorescence peaks．The fluorescence peaks shift right that from 413 tO
426．5 nln when the oily waste water is acid．And along with the enhancing of the acidity the fluorescence intensity ascended．
The fluorescence intensity decreased with alkaline enhancing but the site of fluorescence peaks remained unchanged at 398 nm．
Temperature and pH value were the two important impact factors on the fluorescence characteristic of oily waste water．If
desired it needs correction and compensation on temperature and pH value．That’S expected tO improve the detection accuracy of
oil class and content．
Keywords Fluorescence spectrum；Oily waste water；Temperature；pH value
(Received Jul．24，2010；accepted Oct．20，2010)

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