利用红外光谱法测定水中碳氢化合物污染水平

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全世界有近7亿人无法获得干净的饮用水¹根据世界卫生组织(世卫组织)和联合国儿童基金会《2015年卫生和饮用水进展报告》。

水质差的问题也开始回到发达国家。集约化的农业做法、人口增长的压力和工业的持续扩张都是造成水供应污染水平日益增加的原因。

氯化芳烃污染供水

大多数污染物来自氯代芳香烃(CHCs)和氯代脂肪烃。这些污染物是致命的和致癌的，通常在环境水样中发现。

chc被广泛应用于工业过程中，如油漆剥离剂，化学萃取剂，以及制造油，粘合剂，溶剂润滑剂和更多。尽管越来越多的人反对使用CHC和开发实用的、环保的替代品，CHC的使用仍然广泛。

CHCs对人类健康和生态系统造成严重威胁。长链chc是特别有害的，因为它们在水中的持久性，并倾向于在水面上形成膜。这些薄膜可以阻止氧气进入水中，导致水生生物窒息。

测量水体污染水平，控制CHC水平，对保护环境和人类健康具有重要意义。世界各国政府都在寻求快速、可靠和廉价的技术来测量水污染水平。

由于重工业，CHCs进入供水系统。图片来源:IndustryAndTravel / Shutterstock.com

建立一种分析水中烃类的方法

当检测水中的CHC水平时，挑战是使用一种理想的液-液萃取技术，用一种环境友好的溶剂去除会妨碍测量的水本身。这使得快速、安全地定量碳氢化合物成为可能。

傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱(FT-IR)是一种成熟的烃类识别和定量技术。不同类型的CHC都有自己的红外指纹图谱，可以利用红外光谱技术进行识别。一旦确定，红外吸收量可用于确定样品中各CHC的浓度。

传统上，FT-IR光谱法用于测量海上石油作业过程中浸出到水中的油脂和油。然而，FT-IR技术使用的卤化溶剂是消耗臭氧的化学物质的来源，因此它们被认为是不安全的。这导致FT-IR的使用暂时减少。然而，基于FT-IR技术的优点，如其简单，灵敏度和无损性质，促使研究人员开发了新的，环境友好的FT-IR技术的CHC测量，利用非卤代溶剂。

然而，选择合适的FT-IR模型进行油气分析仍然是一个挑战。完美的系统应该有一个小的足迹，所以它不局限于研究实验室的工作。它应该提供快速的测量，以及重复性和高精度。该模型应该是用户友好的，并提供一些路径长度，以更好的多功能性。

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案例研究:利用红外光谱测量碳氢化合物水平

采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱法测定水中CHCs²．识别和检测了各种chc，包括1,2-二氯苯、一氯苯、全氯乙烯、三氯乙烯、1,3-二氯苯和氯仿。

作者认为，ATR-FTIR作为一种未来的检测污染水中CHC水平的技术具有很大的潜力。这项研究表明，FT-IR可以检测到浓度低至十亿分之一(ppb)的chc，所有存在的chc都可以在一个步骤中被测量出来。

红外配件，轻松的液体分析

Specac的珍珠™液体分析仪是一种高规格的液体传输附件，非常适合测量水中烃类污染物。

Specac的珍珠™

它是任何需要液体分析的应用的理想选择，与传统的液体电池相比，它提供了更快、更准确和更可重复的分析。它也非常容易使用。珍珠™液体分析仪可配备CaF₂或ZnSe窗口，可以在几秒钟内互换。

珍珠™液体分析仪中的液体传输牡蛎™细胞有五个路径长度;50µm、100µm、200µm、500µm、1000µm，不需要校准曲线或稀释度，可以简单计算样品浓度。

参考资料及进一步阅读

1. 卫生组织儿童基金会等，"卫生和饮用水方面的进展:2015年最新情况"，世界卫生组织，2015年
2. 卢瑞，B. Mizaikoff, W-W Li, C. Qian, A. Katzir, Y. Raichlin, G-P Sheng, H-Q Yu，“用高灵敏度中红外传感器技术测定水中氯代烃”，科学报告2013,3,2525 DOI: 10.1038/srep02525
3. J. Mabin, E. Alghamdi, C. Hodges, S. J. Freakley和S. A. Lynch，“利用FT-IR光谱实时监测水基有机污染物的光催化氧化”，2016第41届红外、毫米波和太赫兹波国际会议(IRMMW-THz)，哥本哈根，2016,pp. 1-2 DOI: 10.1109/IRMMWTHz.2016.7758467
4. B. E. Obinaju和F. L. Martin，“ATR-FTIR光谱显示尽管相对原始的地点特征，但多环芳烃污染:尼日尔三角洲实地研究的结果”，《国际环境》，89-90,93-101http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2016.01.012
5. 

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