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油類污染物進入水環境后，留在水面上的油類污染物，因光照條件(光催化、自動氧化)、溫度、氧化微生物的作用和水文氣象條件的不同使水體中油含量有一定的降低。經過風化過程，油類污染物在水體中通常以四種狀態存在，即浮油、乳化油、溶解油和凝聚態的殘存物(包括海洋漂浮的焦油球以及在沉積物中的殘余物)。
石油類污染物在進入水體后，會在水面上形成厚度不一的油膜。油膜使水面與大氣隔絕，使水中溶解氧減少，從而影響水體的自凈作用，致使水底質變黑發臭。油膜、油滴還可貼在水體中的微粒上或水生生物上，不斷擴散和下沉，會向水體表面和深處擴展，污染范圍愈擴愈大，破壞水體正常生態環境。另外，水面浮油還可萃取分散于水體中的氯烴，如狄氏劑、毒殺芬等農藥和聚氯聯苯等，并把這些毒物濃集到水體表層毒害水生生物。
石油污染破壞水體環境給漁業帶來的損害是多方面的。首先是石油污染能破壞漁場，沾污魚網、養殖器材和漁獲物，水體污染可直接引起魚類死亡，造成漁獲量的直接減產。其次表現為產值損失，油污染能使魚蝦類生物產生特殊的氣味和味道，而且這些氣味和味道無論采取怎樣的加工方法都無法消除，因此可降低水產品的食用價值，嚴重影響其經濟利用價值。人們在食用受石油烴衍生出的致癌物質特別是多環芳烴污染的水產品時，這些致癌物質可通過食物鏈的傳遞危及人體的健康和安全。
水體中的石油類污染物主要通過動物呼吸、取食、體表滲透和食物鏈傳輸等方式富集于動物體內。水體中石油類污染物含量為0.01～0.10mg/L 時，會對水生動物產生有害影響，導致其中毒。另外，石油中有些烴類與一些海洋動物的化學信息(外激素)相同，或是化學結構類似，從而影響這些海洋動物的行為。
水體中油類物質含量的測定問題是環境分析化學一個重要而又困難的問題。目前水體中油類測定常用的方法有：重量法、紫外分光光度法、熒光分光光度法、非分散紅外光度法和三波數紅外分光光度法等。
重量法是用有機萃取劑(石油醚或正己烷)提取酸化了的樣品中的油類，將溶劑蒸發掉后，稱重后計算油類含量。重量法應用范圍不受油品的限制，可測定含油量較高的污水，不需要特殊的儀器和試劑，測定結果準確度較高、重復性較好。缺點是損失了沸點低于提取劑的油類成分，方法操作復雜，靈敏度低，分析時間長，并要耗費大量的提取劑，而且方法的精密度隨操作條件和熟練程度不同差異很大。因此，該方法較適合動植物油含量較高的水體，含油量較高的工業廢水、石油開采及煉制行業水體。
紫外分光光度法是利用油類中芳香族化合物和含共軛雙鍵化合物在215～260nm紫外區的特征吸收測定油類的含量。該方法是儀器分析油類較好的方法，精密度高，操作簡單，適用范圍0.05～50mg/L的含油水樣，所用溶劑為石油醚或正己烷，它溶解能力強，來源較廣，毒性小。
熒光分光光度法是根據有機物吸收紫外光后發射出的熒光強度定量。同紫外一樣，產生熒光的物質主要是芳香族化合物和含共軛雙鍵化合物。熒光光度法是靈敏的測油方法，其測定范圍為0.002～20mg/L，但當油品組分中芳烴數目不同時，所產生的熒光強度差異很大。
紅外光度法是用四氯化碳萃取水中的油類物質，測定總萃取物，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，經脫除動植物油等極性物質后，測定石油類。總萃取物和石油類的含量均由波數分別為2930 cm-1(CH2基團中C—H鍵的伸縮振動)、2960 cm-1(CH3基團中的C—H鍵的伸縮振動)和3030 cm-1(芳香環中C—H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A2930、A2960、A3030進行計算。動植物油的含量按總萃取物與石油類含量之差計算。
紅外光度法分為非分散紅外光度法和紅外分光光度法，非分散紅外光度法利用油中烷烴的甲基、亞甲基在近紅外區34μm附近的特征吸收，紅外分光光度法利用烷烴中甲基、亞甲基及芳烴的碳氫振動3個波長的吸收。
非分散紅外光度法由于沒有考慮到芳烴類化合物，當油品中芳烴含量超過25%時，它的吸光系數和通常油品(其中芳烴含量不超過15%)有很大差異。因此，非分散紅外光度法采用的標準油品應盡量可能選用與污染源相同或相近的油品。紅外分光光度法充分考慮了烷烴和芳香烴的共同影響，但該方法使用的四氯化碳是國際公約《關于消耗臭氧層物質的蒙特利而議定書》限制使用的試劑。在2019年1月1日正式實施的HJ 637-2018 《水質、石油類和動植物油類的測定紅外分光光度法》中，將萃取劑由四氯化碳改為了四氯乙烯。
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