防锈油生物降解性实验研究.pdf

第18卷第3期
北京石油化工学院学报
Vol 18 No.
2010年9月
Journal of Beijing Institute of
Sep,2010
Petro-chemical Technology
防锈油生物降解性实验研究
郭晓燕沈齐英李翠清张志红王腾
(北京石油化工学院化学工程系,北京1026174)
摘
要环境友好型防锈油的研发和应用日益受到重视,而防锈油的生物降解性是其生态
效应最主要的衡量指标。以实验室筛选的4-1#菌种为接种菌体,以石油醚为萃取剂,通过测定实验油
的紫外吸收强度建立了评价防锈油生物降解性的实验方法。实验测定了实验油、有毒实验油和白瓶等
样品的紫外吸光度,以可完全生物降解的苯胺作为参比油进行平行实验。同时建立实验油浓度与紫外
吸光度的工作曲线,并通过实验油含量的变化计算实验油的生物降解率。结果表明:实验油的生物降解
率为63.4%,实验误差<5.4%。实验数据有较好的稳定性和重复性,适用于防锈油生物降解性的测试
关键词生物降解;防锈油;紫外吸收
中图法分类号TE626.39
金属锈蚀问题普遍存在于国民经济的各行
各业。据报导,每年世界上有10%的钢铁遭到1实验部分
腐蚀,而我国由于金属锈蚀所造成的直接经1.1仪器和试剂
济损失约占国民经济总产值的2%~4%-2],所
摇床培养箱HZQ-C(哈尔滨市东明医疗
以,防锈油的研发和应用受到重视。防锈油是仪器厂);752紫外光栅分光光度计,1cm石英
由基础油、防锈剂和其它辅助添加剂组成的
吸收池(上海第三分析仪器厂)
种暂时性防护材料,适用于金属防锈封存、抗
石油醚、NaCl(AR级,北京化工厂),其它
潮湿、抗盐雾等场合。由于防锈油应用的广试剂均为AR级以上。培养液:每1L培养液
泛性及其防护功能的暂时性,在使用中和使用中含0.5g(NH4)2SO4,0.02 g CACI2,0.2g
后极易对环境造成污染。因此,环境友好型防MgSO,1.0gKH2PO,,1.0gNaH2PO,Fe
锈油的研发和应用备受关注。环境友好型防锈PO、CuSO、MnSO痕量,pH7.0。实验用水
油是指防锈油满足金属防锈等功能的同时,其均为二次去离子水。
自身及其耗损产物对生态环境不会造成危害,1.2实验材料及样品
或在一定程度上为环境所容许,保证其生态效
接种菌液为实验室筛选得到的4-1#菌体
应。防锈油的生物降解性是其生态效应最主要经矿物质培养液培养得到,菌体最初来源于大
的衡量指标。防锈油生物降解是指防锈油能被庆油田周边被石油污染的土壤中。
活性微生物分解为简单化合物的过程。有机
参比油和实验油母液:实验选取可完全生
物的生物降解过程中常伴随着与降解有关的现物降解的苯胺作为参比。实验油选取北京爱尔
象,如:物质损失、生成水(H2O)和三氧化碳斯姆公司生产的防锈油。各取1mL苯胺和实
(CO2入耗氧(O2)入、能量释放(产生热量)以及微验油加石油醚分别稀释至25mL得到参比油
生物量的增加等。防锈油生物降解性实验就是和实验油母液
通过观测这些指标的变化,采用适宜的测试方法
实验样品:实验中测试的样品均分成“0天
使之量化,以达到评价其生物降解性能的目的。样”和结東降解周期的“21天样”。
(1)中性样:100mL培养液+1mL菌液,
收稿日期:2010-03-09
标记为“0天样”,需准备2个平行样。
第3期
郭晓燕等·防锈油生物降解性实验研究
(2)实验油样:100mL培养液十1mL菌液
+0.5mL实验油母油;“0天样”和“21天样”需
各准备3个平行样。
女0.4
(3)参比样:100mL培养液十1mL菌液十
0.5mL参比油;“0天样”和“21天样”各准备3
00.050.100,150.200.250.30
參比油浓度C%
个平行样。
图2参比油浓度与紫外吸光度工作曲线
4)毒瓶样:相应的实验油样和参比油样分
别添加1 MI Hgcl2,不加菌液,作为“21天
将1.2.4中标记为“21d样”的样品置于摇
样”,各准备2个平行样。
床培养箱中,30C180r/min下培养21d。完
成降解过程后,向实验油各样品中加入5mL
2结果与讨论
石油醚萃取,均以石油醚稀释20倍。参比油“0
2.1防锈油生物降解测试方法
天”样品和参比油毒瓶样中分别加入5mL石
2.1.1实验油工作曲线的绘制
油醚萃取,再以石油醚稀释40倍,参比油“21
测试方法采用紫外吸光光度法。,吸收池为天”样品中加人5mL石油醚萃取,再以石油瞇
1cm石英吸收池,做吸收曲线得防锈油最大吸稀释5倍。中性样加入5mL石油醚萃取。经
收波长为254nm
紫外分光光度计在254nm下检测各样品石油
分别取实验油母液0.025,0.05,0.25,醚层的透光率,并计算其吸光度以及各样品的
0.50,1.125mL,加石油醚稀释至100mL,配制生物降解率。所有样品均以石油睦作为空白。
成5个梯度样品。以石油醚为空白,吸收波长22结果计算
为254nm下测定这5个样品的透光率T%。
实验油及参比油生物降解能力计算包括:
按照吸光度A=2-logT%计算吸光度A,并绘
1)紫外分光光度法分析中性样的紫外吸
制实验油浓度与吸光度的工作曲线(见图1)。
收An,依据2.1.1、2.1.2得到的工作曲线和样
0.9
品体积,计算实验油和参比油的量Vn(mL);
米07
(2)紫外分光光度法分析0天样的紫外吸
女
收A0买,依据2.1.1、2.1.2得到的工作曲线和
0.3
样品体积,计算油量V;
冰0
0.20.40.60.81.01.21.4
(3)计算0天样值Aox与An的差值XA;
实验油浓度C%
(4)计算标准偏差SA及变化系数C
图1实验油浓度与紫外吸光度工作曲线
(SA/XA)×100%,变化系数体现实验的稳定
实验油浓度和吸光度的工作曲线方程为性,其数值越大代表实验的稳定性越差
y=0.638x-0.0122,r2=0.9921,其中x为实
(5)紫外分光光度法分析21天样的紫外吸
验油浓度,y为实验油紫外吸光度。
收A21天,依据2.1.1、2.1.2得到的工作曲线
2.1.2参比油工作曲线的绘制
计算油量V21天;
测试方法采用紫外吸光光度法,吸收池为
(6)计算测试样(T)及毒瓶样(P)降解2
cm石英吸收池,参比油吸收波长选取254nm。
天后的残余油含量:
分别取参比油0.05,0.0625,0.125,0.15,
T%或P%=[(V21天ーV)/Xv]×100%
0.25mL,加石油醚稀释至100mL,配制成5个
(7)计算生物降解率:B%=[(P-T)/
梯度样品。以石油醚为空白,吸收波长为254P]×100%
nm下测定这5个样品的吸光度A,绘制参比油2.3防锈油生物降解实验结果
浓度与吸光度的工作曲线(见图2)。
实验测定了参比油和防锈油的紫外吸光
参比油浓度和吸光度的工作曲线方程为度,结果见表1。中性样的T2=92.7