海水水体检测中石油类物质的检测前处理方法有哪些规范

海水是海洋生态系统的核心载体，而石油类物质作为典型的海洋污染物，会通过黏附鱼鳃、影响浮游生物光合作用等方式破坏生态平衡，甚至通过食物链富集威胁人类健康。准确检测海水中石油类物质的浓度，是开展海洋污染防控的基础——而前处理环节作为“样品的净化与富集桥梁”，直接决定了后续分析结果的可靠性。本文围绕海水石油类检测的前处理全流程，梳理采样、萃取、净化、浓缩等关键步骤的规范要求，为实验室操作提供可参考的技术依据。

海水石油类检测的采样与样品保存规范

采样是前处理的第一步，其规范程度直接影响样品的代表性。根据《水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法》（GB/T 16488-1996）及海洋行业标准《海洋监测规范 第4部分：海水分析》（HY/T 003.4-2007），采样器需选用玻璃或聚四氟乙烯材质，禁止使用塑料容器——塑料中的增塑剂（如邻苯二甲酸酯）会溶出并干扰石油类检测。采样时，应在水面下0.5m处采集，避免表层油污的局部富集；采样量需控制在1-2L，确保后续萃取有足够的有机相体积。

样品保存的核心是抑制微生物降解和石油类组分的挥发。规范要求：采样后立即向水样中加入浓硫酸（1+1），将pH调节至<2，以抑制细菌活动；随后将样品置于4℃冷藏箱中运输，24小时内完成萃取——若无法及时处理，需在采样后48小时内完成前处理，否则轻组分（如汽油、柴油中的短链烷烃）会因挥发导致结果偏低。

此外，采样过程需避免交叉污染：采样前应用待测海水冲洗采样器3次；采样瓶需预先用重铬酸钾洗液浸泡24小时，再用自来水、纯水冲洗干净，烘干后使用。

液液萃取法的前处理操作规范

液液萃取是海水石油类检测的传统前处理方法，适用于大部分实验室的常规分析。根据《水质 石油类的测定 紫外分光光度法》（HJ 970-2018），萃取剂优先选择二氯甲烷（替代传统的四氯化碳，降低毒性），其与海水的分配系数高，能有效富集石油类物质。

操作步骤需遵循“多次少量”原则：取1000mL酸化后的水样于分液漏斗中，加入10mL二氯甲烷，振荡2分钟（振荡频率控制在每分钟100次，避免乳化）；静置10分钟待分层后，将下层有机相放入干燥的锥形瓶中；重复萃取2次（每次10mL二氯甲烷），合并3次萃取的有机相——若出现乳化现象，可加入少量氯化钠（5-10g）破乳，或用离心机（3000r/min，5分钟）分离。

萃取后的有机相需脱水：向锥形瓶中加入5-10g无水硫酸钠（预先在400℃马弗炉中灼烧4小时，去除有机物），搅拌后静置30分钟；若无水硫酸钠仍结块，需补加至颗粒松散。脱水后的有机相通过滤纸过滤至旋转蒸发瓶中，准备浓缩。

固相萃取法的应用规范

固相萃取（SPE）是近年来推广的高效前处理方法，适用于低浓度石油类样品的富集，且能减少溶剂使用量。根据《水质 石油类的测定 固相萃取-气相色谱法》（HJ 894-2017），固相萃取柱需选择反相柱（如C18柱，粒径50μm，柱体积6mL）或硅胶柱（适用于极性较强的石油组分）。

操作前需活化柱子：用5mL甲醇（活化亲水性基团）、5mL二氯甲烷（活化疏水性基团）依次冲洗柱子，流速控制在1-2mL/min；活化后需保持柱床湿润，避免空气进入（干柱会导致吸附剂活性下降，影响富集效率）。

上样时，将酸化后的水样以5-10mL/min的流速通过柱子——流速过快会导致石油类物质来不及吸附，流速过慢则会延长操作时间；上样完成后，用5mL纯水冲洗柱子，去除残留的无机盐；最后用10mL二氯甲烷洗脱，流速1mL/min，收集洗脱液——洗脱时需让溶剂完全浸润柱床，确保所有吸附的石油类物质被洗脱。

超声辅助萃取的操作要点

超声辅助萃取可通过超声的空化效应破坏水样中的胶体结构，提高石油类物质的萃取效率，适用于含悬浮物较多的海水样品（如近岸海域水样）。根据《海洋监测技术规程》（HY/T 147-2013），超声条件需严格控制：超声功率200-400W，超声时间10-20分钟，温度控制在25℃以下（避免萃取剂挥发）。

操作时，将水样与萃取剂（二氯甲烷，体积比10:1）混合后置于超声清洗器中，超声15分钟；超声后需振荡2分钟，静置分层——超声辅助萃取通常与液液萃取结合使用，能将萃取效率从传统方法的70%提升至90%以上，但需注意：超声时间过长会导致轻组分（如C10以下烷烃）损失，因此需根据样品类型调整超声时间。

净化步骤的关键规范

萃取后的有机相常含有叶绿素、类脂、脂肪酸等杂质，需通过净化去除，避免干扰后续分析（如气相色谱的峰型拖尾、分光光度法的吸光度偏高）。常见的净化方法有硅胶柱净化和凝胶渗透色谱（GPC）净化。

硅胶柱净化适用于去除极性杂质：硅胶需过60-100目筛，在120℃活化4小时；将活化后的硅胶装入玻璃柱（直径1cm，长度30cm），高度10cm；用50mL正己烷冲洗柱子，活化硅胶；将萃取后的有机相浓缩至1mL，缓慢注入柱子，用正己烷-二氯甲烷混合溶剂（体积比9:1）洗脱，收集前30mL洗脱液——正己烷能洗去非极性的石油类物质，二氯甲烷能洗去极性稍强的组分，而叶绿素等极性杂质会被硅胶吸附。

GPC净化适用于去除大分子杂质（如蛋白质、多糖）：流动相为四氢呋喃，流速1mL/min；将浓缩后的有机相注入GPC柱，收集保留时间为10-20分钟的馏分——GPC的净化效率高，但设备成本较高，适用于高精度分析（如GC-MS测定石油类的组分）。

溶剂替换与浓缩的操作要求

萃取后的有机相体积较大（约30mL），需浓缩至1mL左右，以便后续分析（如气相色谱进样量通常为1μL）。浓缩方法有旋转蒸发和氮吹浓缩。

旋转蒸发适用于大量样品的浓缩：将有机相放入旋转蒸发瓶中，设置温度40℃，真空度0.08MPa，旋转速度50r/min；当体积浓缩至2-3mL时，取下蒸发瓶，用氮吹仪吹至1mL——旋转蒸发需注意：温度过高会导致轻组分损失，因此需控制温度在萃取剂沸点以下（二氯甲烷沸点40℃，温度需设置为35-40℃）。

氮吹浓缩适用于小体积样品的浓缩：将有机相放入氮吹管中，置于氮吹仪上，用高纯氮（99.999%）缓慢吹扫，温度30-40℃；当体积浓缩至0.5mL时，加入1mL二氯甲烷，继续吹至1mL——氮吹时需控制氮气流速（以液面有轻微波动为宜），避免流速过快导致轻组分损失。

空白与质量控制的规范要求

前处理的质量控制是确保结果准确的关键，需通过空白实验、加标回收、平行样分析等手段验证。

空白实验包括全程空白和试剂空白：全程空白是用纯水代替水样，按照与样品相同的前处理步骤操作，其结果应低于方法检出限（如HJ 970-2018的检出限为0.01mg/L）；试剂空白是取10mL萃取剂，按照相同步骤浓缩后测定，结果应低于检出限——空白值偏高通常是因为试剂不纯或实验器具污染，需更换试剂或重新清洗器具。

加标回收实验：向水样中加入已知浓度的石油类标准溶液（如0.1mg/L的正十六烷-异辛烷混合溶液），加标量为样品浓度的0.5-2倍；前处理后测定加标回收率，要求回收率在60-120%（石油类是混合物，回收率范围较宽）——回收率低于60%说明前处理效率低，需调整萃取条件；回收率高于120%说明存在污染，需检查实验环节。

平行样分析：取2份相同的水样，按照相同步骤前处理，测定结果的相对偏差应小于15%——相对偏差过大通常是因为操作不规范（如振荡时间不一致、流速控制不当），需加强操作训练。