Mit der schnellen Entwicklung der Industrialisierung ist das Problem der Ölverschmutzung im Wasser zunehmend prominent und ist zu einem wichtigen Faktor geworden, der die ökologische Umwelt und die menschliche Gesundheit beeinflusst. Sobald Ölstoffe in das Wasser gelangen, zerstören sie nicht nur die Wasserökosysteme, sondern können sich auch durch die Nahrungskette ansammeln und potenzielle Gefahren für die Menschheit verursachen. Daher ist die schnelle und genaue Prüfung des Ölgehalts im Wasser ein Teil der Umweltüberwachung, der Abwasserbehandlung und der Ölindustrie. Unter den zahlreichen Ölprüftechnologien hat sich das Infrarot-Spektrometer mit seinen Vorteilen wie hoher Empfindlichkeit, hoher Selektivität und einfacher Bedienung zu einer Hauptprüfausrüstung in der Industrie entwickelt.

Arbeitsprinzip: Quantitative Analyse basierend auf Charakteristikabsorption

Das Kernprinzip eines Infrarot-Spektrometers besteht darin, die charakteristischen Absorptionseigenschaften von Ölstoffen im Infrarot-Spektrumbereich zur quantitativen Analyse zu nutzen. Die meisten ölhaltigen Substanzen (z. B. Alkane, aromatische Kohlenwasserstoffe usw.) weisen typische C-H-Bindungsspannungs-Schwingungsabsorptionsspitzen im nahen Infrarot- und mittleren Infrarot-Bereich auf (normalerweise bei etwa 3,4 μm, d. h. bei einer Wellenzahl von etwa 2930 cm-¹). Diese Absorptionsspitzenintensität ist proportional zur Konzentration von Ölstoffen.

Das spezifische Prüfverfahren ist wie folgt: Zunächst wird eine Wasserprobe abgenommen und mit organischen Lösungsmitteln wie Kohlenstofftetratchlorid (CCl4) oder Ortohexan extrahiert, um die Ölstoffe im Wasser in die organische Phase zu übertragen. Anschließend wird die Extraktflüssigkeit in den Probenbecken des Infrarot-Spektrometers eingespritzt. Infrarotlichtquellen im Gerät emittieren ein kontinuierliches Spektrum, das durch ein Spektralsystem wie ein Raster oder ein Interferometer Licht mit bestimmten Wellenlängen isoliert und die Probe beleuchtet. Der Detektor misst die Absorptionsfähigkeit der Probe über die charakteristische Wellenlänge und berechnet den Ölgehalt mit einem integrierten Algorithmus. Moderne Instrumente verwenden in der Regel die Multi-Wellenlänge-Scan-Technologie, durch die Messung von mehreren Charakteristik-Spitzen wie 2930 cm-¹, 2960 cm-¹ und 3030 cm-¹, in Kombination mit der Korrektur-Formel, kann effektiv die Störungen anderer organischer Stoffe zu beseitigen und die Messgenauigkeit zu verbessern.

Technische Merkmale und Vorteile

1. hohe Empfindlichkeit und breite Reichweite: Die Untersuchungsgrenze des Infrarot-Spektrometers kann bis zu 0,01 mg / L niedrig sein, um die Untersuchungsbedürfnisse von Oberflächenwasser und Grundwasser zu erfüllen. Gleichzeitig ist der Messbereich bis zu zehntausenden mg/L geeignet für die Überwachung von Industrieabwässern in hohen Konzentrationen.

2. gute Selektivität, starke Störungsbekämpfung: Im Vergleich zur UV- oder Gewichtsmethode ist die Infrarotmethode sehr selektiv für die Eigenschaften der C-H-Bindung, die Öle effektiv von anderen organischen Substanzen (wie Oberflächenaktiven) unterscheiden kann, um falsche positive Ergebnisse zu reduzieren.

Hoher Grad an Automatisierung: Allgemein ausgestattet mit automatischer Probenahme, automatischer Kalibrierung und Datenverarbeitungsfunktionen, die die Effizienz der Erkennung erheblich verbessern und menschliche Fehler reduzieren. Einige Modelle unterstützen auch die Anbindung an ein Laborinformationsmanagementsystem (LIMS), um eine nahtlose Datenübertragung und -verwaltung zu ermöglichen.

Die Technologie wurde von mehreren nationalen und internationalen Normen wie dem chinesischen HJ 637-2018-Gesetz zur Bestimmung der Infrarotspektrophotivität von Wasserölen und pflanzlichen und tierischen Ölen und der US-EPA-Methode 413.2 übernommen, um die Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Testergebnisse zu gewährleisten.

III. Anwendungsbereiche:

Umweltüberwachung: für die tägliche Überwachung und Notfallreaktion von Ölverschmutzungen in Flüssen, Seen und Meeren.

- Petrochemische Industrie: Überwachen Sie die Abwasserausgabe von Raffinerien, Lagergeräten und anderen Anlagen, um sicherzustellen, dass die Standardemissionen erfüllt werden.

Abwasserbehandlung: Bewertung der Effizienz der Abwasserbehandlung und Optimierung der Prozessparameter.

- Ozeane und Schiffe: Erkennung des Ölgehalts in Ballastwasser und Unterwasser von Schiffen, um die Verschmutzung der Meere zu verhindern.

Forschung und Bildung: als wichtiges Instrument für die Umweltwissenschaftliche Forschung an Universitäten und Forschungseinrichtungen.

Infrarot-Spektrometer spielen durch ihre Leistung eine unersetzliche Rolle im Umweltschutz und in der industriellen Produktion als Goldstandard-Technologie für die Ölprüfung im Wasser. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technologie wird seine Prüfkapazität präziser, effizienter und umweltfreundlicher werden, um eine starke technische Unterstützung für den Schutz der Wasserressourcen und den Aufbau einer ökologischen Zivilisation zu bieten.