⛽ 水中石油类烃
以溶剂萃取、弗罗里硅土净化与气相色谱 GC-FID 测定水中矿物油指数（C₁₀–C₄₀）。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 9377-2:2003
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 7
- 各步骤合计时间: 1 小时 55 分钟–2 小时 10 分钟
- 烃类范围: C₁₀（正癸烷）至 C₄₀（正四十烷）
- 定量限: 0,1 mg/L
- 工作范围: 0,1–100 mg/L 以上（可稀释）
概述
石油类指数（HOI）是评价水体石油烃污染的关键指标。ISO 9377-2 方法测定链长从正癸烷（C₁₀）到正四十烷（C₄₀）的非极性烃总量，覆盖汽油、柴油、润滑剂、机械油与燃料油等多种石油类物质。
该标准是欧洲环境分析中最常用的标准之一。HOI 指数是石油工业设施、加油站、汽修厂、港口污水监测以及地下水石油类污染评价中的必测项目。
方法包括用有机溶剂（正戊烷、正己烷或其混合物）从水中萃取烃类、在弗罗里硅土（硅酸镁吸附剂）上净化萃取液以除去极性物质（脂肪、脂肪酸、树脂），随后进行 GC-FID 色谱分析。
方法原理
方法包括三个阶段：(1) 萃取，(2) 弗罗里硅土净化，(3) GC-FID 分析。
1. 萃取：用烃类溶剂（沸程 36–69 °C，如正戊烷或正己烷）萃取水样，石油烃进入有机相。
2. 弗罗里硅土净化：萃取液通过弗罗里硅土柱（MgSiO₃，150–250 µm，140 °C 活化 16 小时）。弗罗里硅土保留极性化合物（脂肪、酯、酸），非极性烃则通过。
3. GC-FID 分析：净化后的萃取液进样于非极性固定相毛细管柱（如 DB-1 或 HP-5）。氢火焰离子化检测器（FID）记录的信号与在 H₂/空气火焰中燃烧的烃类质量成正比。对正癸烷（C₁₀）与正四十烷（C₄₀）保留时间之间的总峰面积进行积分。
HOI [mg/L] =（样品面积 − 空白面积）× 校准因子 / 取样体积
应用领域
- 炼油厂与石化企业污水监测
- 地下水控制（储罐渗漏造成的燃料污染）
- 地表水调查（溢油、生态事故）
- 加油站与停车场雨水监测
- 汽修厂与洗车场污水控制
- 石油类污染场地修复效果评价
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 烃类范围 | C₁₀（正癸烷）至 C₄₀（正四十烷） |
| 定量限 | 0,1 mg/L |
| 工作范围 | 0,1–100 mg/L 以上（可稀释） |
| 检测器 | FID（氢火焰离子化检测器） |
| GC 色谱柱 | 毛细管柱，非极性固定相（DB-1、HP-5），10–30 m |
| GC 分析时长 | 5–20 分钟（含柱温箱降温） |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 9377-2:2003
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody — Oznaczanie indeksu oleju mineralnego — Część 2: Metoda z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii gazowej
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of hydrocarbon oil index — Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography
分步操作程序
-
样品准备
用 1–2 L 玻璃瓶采样（不得用 PE/PP —— 会吸附烃类），用 HCl 酸化至 pH 2，不过滤。4 °C 保存，7 天内分析。
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萃取
取 1 L 样品于 2 L 分液漏斗，加 30 mL 正戊烷振摇 5 分钟后分层；再用 20 mL 重复萃取 2 次，合并戊烷萃取液。
-
弗罗里硅土净化
萃取液通过装有 2 g 弗罗里硅土（已用溶剂润湿）的柱子，再用 20 mL 溶剂洗脱。弗罗里硅土保留极性杂质。
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浓缩（可选）
浓度较低时用氮气流将萃取液浓缩至约 1 mL（T < 40 °C）。不得蒸干（会损失挥发性烃！）。
-
GC-FID 分析
毛细管柱进样 1–2 µL。程序升温：40 °C（1 分钟）→ 10 °C/min → 320 °C（5 分钟）。FID 350 °C。气体：H₂ 40 mL/min，空气 400 mL/min。
-
积分与计算
依据正构烷烃标准确定 C₁₀–C₄₀ 保留窗口，对窗口内总峰面积积分，由校准曲线计算 HOI。
-
质量控制
空白（蒸馏水走全流程）、每 10 个样品测控制标准、CRM、每 20 个样品做平行样。加标样回收率 70–120%。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 带 FID 的气相色谱仪 | Agilent 8890、Shimadzu GC-2030、Thermo TRACE 1310 | 120 000–300 000 PLN |
| 毛细管色谱柱 | Agilent DB-1 / DB-5、Restek Rtx-1，10–30 m × 0,25 mm × 0,25 µm | 1 500–3 000 PLN |
| 自动进样器 | Agilent 7693A、Shimadzu AOC-20i | 40 000–80 000 PLN |
| 萃取装置 | 2 L 分液漏斗或自动液液萃取系统 | 200–500 PLN（漏斗）/ 30 000–80 000 PLN（自动系统） |
| 弗罗里硅土柱 | 玻璃柱 10 mm × 200 mm，弗罗里硅土 150–250 µm（60–100 目） | 100–500 PLN（柱）+ 300–800 PLN/kg（填料） |
| 浓缩装置（可选） | 氮吹系统或 Kuderna-Danish 浓缩器 | 3 000–15 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 正戊烷或正己烷 | 109-66-0 / 110-54-3 | 烃类分析级（农残／GC 级）。萃取溶剂，沸程 36–69 °C |
| 弗罗里硅土 | 1343-88-0 | 150–250 µm（60–100 目）。140 °C 活化 16 小时。用于净化萃取液中的极性物质 |
| 正构烷烃标准（C₁₀、C₄₀） | — | 用于确定保留窗口。溶剂中的正癸烷（C₁₀）与正四十烷（C₄₀） |
| HOI 校准标准物质 | — | 矿物油混合物（如按 ISO 9377-2 的 B 型）溶液，浓度有证 |
| 无水硫酸钠（Na₂SO₄） | 7757-82-6 | 经灼烧（400 °C，4 小时），用于干燥有机相 |
| 氢气与合成空气 | — | FID 检测器用气。H₂ 5.0，合成空气（不含烃类） |
职业健康与安全
- 正戊烷／正己烷 —— 极易燃！闪点 < −20 °C。远离火源，在通风柜中操作
- 正己烷 —— 长期接触具神经毒性。应在通风良好的房间工作
- 氢气（H₂）—— 极易燃易爆。检查 GC 气路气密性
- 弗罗里硅土 —— 粉尘刺激呼吸道。取用时佩戴防尘口罩
- 戊烷／己烷废液 —— 属易燃有机废液，单独收集
- GC 工作位附近应配备 CO₂ 或干粉灭火器
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 9377-2:2003 — 《Water quality — Determination of hydrocarbon oil index — Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography》。
该方法的原理是什么？
方法包括三个阶段：(1) 萃取，(2) 弗罗里硅土净化，(3) GC-FID 分析。 1.
测量范围和准确度是多少？
烃类范围：C₁₀（正癸烷）至 C₄₀（正四十烷）；定量限：0,1 mg/L；工作范围：0,1–100 mg/L 以上（可稀释）；检测器：FID（氢火焰离子化检测器）。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 1 小时 55 分钟–2 小时 10 分钟。整个程序共 7 个步骤。
需要哪些设备？
带 FID 的气相色谱仪、毛细管色谱柱、自动进样器、萃取装置、弗罗里硅土柱、浓缩装置（可选）。核心仪器的参考价格（带 FID 的气相色谱仪）：120 000–300 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
炼油厂与石化企业污水监测；地下水控制（储罐渗漏造成的燃料污染）；地表水调查（溢油、生态事故）；加油站与停车场雨水监测；汽修厂与洗车场污水控制；石油类污染场地修复效果评价。
需要采取哪些安全防护措施？
正戊烷／正己烷 —— 极易燃！闪点 < −20 °C。远离火源，在通风柜中操作；正己烷 —— 长期接触具神经毒性。应在通风良好的房间工作；氢气（H₂）—— 极易燃易爆。检查 GC 气路气密性；弗罗里硅土 —— 粉尘刺激呼吸道。取用时佩戴防尘口罩；戊烷／己烷废液 —— 属易燃有机废液，单独收集；GC 工作位附近应配备 CO₂ 或干粉灭火器。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 9377-2。