陳志友
(生態(tài)環(huán)境部松遼流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學研究中心,吉林長春130021)
常根據酚的沸點、揮發(fā)性和能否與水蒸氣一起蒸出,分為揮發(fā)酚和不揮發(fā)酚。苯酚、甲酚、二甲酚均為揮發(fā)酚,二元酚、多元酚屬不揮發(fā)酚。酚的主要污染源有煤氣洗滌、煉焦、合成氨、造紙、木材防腐和化工行業(yè)的工業(yè)廢水。含酚濃度高的廢水不宜用于農田灌溉,否則會使農作物枯死或減產[1]。天然水中一般不含酚類化合物,但被工業(yè)廢水污染后可被檢出,另外,在工業(yè)的生產中使用油漆、化學藥品、消毒劑、合成樹脂、聚氯乙烯、燃料等均會造成水中含有大量的揮發(fā)性酚,這些揮發(fā)性酚通過水的循環(huán)利用不斷地擴大范圍,進而造成不可估量的影響[2]。揮發(fā)酚是水質評價的重要指標,是中國環(huán)境地表水監(jiān)測的常規(guī)檢測項目?!兜乇硭h(huán)境質量標準》中規(guī)定Ⅲ類地表水水質限值為0.005mg/L。
用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物蒸餾出,并與干擾物質和固定劑分離。將被蒸餾出的揮發(fā)性酚類化合物溶于pH值為(10.0±0.2)的介質中,在鐵氰化鉀作用下,與4-氨基安替比林反應,生成橙紅色的吲哚酚安替比林化合物,于波長505nm處測量其信號值。
SEAI-AA3連續(xù)流動分析儀是采用并流技術,通過泵管定量吸取各種試劑與樣品,按照確定的比例關系,發(fā)生顯色反應(或其他手段,如火焰光度),按照朗伯比爾定律對樣品定量測定。自動進樣器吸取3ml樣品,樣品和蒸餾試劑混合進人蒸餾系統(tǒng),在125℃恒溫蒸餾器中蒸餾后蒸汽往上走,廢液排出,蒸餾結束后,通過重新進樣管樣品和吸收液先后與鐵氰化鉀、4-氨基安替比林混合均勻并發(fā)生反應,生成橙黃色的安替比林染料,生成的反應產物進入50mm比色池,在505nm濾光片下比色,檢測器將光信號轉化為電信號,控制軟件記錄峰高,與標準曲線比較計算出濃度。
1)蒸餾試劑。取80ml磷酸溶于100ml純水中,待溶液冷卻后移入500ml容量瓶中,用純水定容并混勻。
2)曲拉通溶液。移取50ml曲拉通到100ml容量瓶中,然后用乙醇定容并混勻。
3)氫氧化鈉溶液。稱取40.0g氫氧化鈉,溶解于500ml純水中,待溶液冷卻后移入1000ml容量瓶中,用純水定容并混勻。
4)吸收液。稱取4.0g氫氧化鈉溶解于純水,加入1.0ml50%曲拉通溶液,移入1000ml容量瓶中,定容并混勻。
5)鐵氰化鉀溶液。稱取0.20g鐵氰化鉀、0.30g硼酸、0.50g氯化鉀,溶于80ml純水中,用氫氧化鈉溶液調節(jié)pH值至10.0,用純水定容至100ml,充分混合后用深色瓶儲存,每天新制。
6)4-氨基安替比林溶液。稱取0.10g4-氨基安替比林溶解于水中,移入100ml容量瓶中,加入1.0ml50%曲拉通溶液,用純水定容并混勻,并于4℃避光保存,可穩(wěn)定使用一周。
揮發(fā)酚標準曲線見圖1。
圖1 揮發(fā)酚標準曲線
截距a=6827.3,斜率b=253523,相關系數r=0.9999,符合r≥0.999的要求。
該實驗檢出限MDL依據HJ168-2010《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則》,選取空白樣品檢測7次空白濃度值,由于空白實驗中未檢測出揮發(fā)酚,因此對0.002mg/L樣品進行7次平行測定,計算標準偏差,實驗結果見表1。
表1 檢出限實驗
試驗得出方法檢出限最低檢出限=3.143×0.0001=0.0003mg/L;試驗得出方法檢出限最低檢出濃度=0.0012mg/L,滿足標準方法給出的檢出限0.001mg/L、測定下限為0.004mg/L要求。
此次實驗使用有證標準物質濃度,分別為0.0149±0.0012mg/L、0.0725±0.0048mg/L進行準確度測定,實驗結果見表2。
表2 準確度實驗
此次方法驗證所做0.0149±0.0012mg/L和0.0725±0.0048mg/L濃度點的相對誤差,分別為-0.67%和-0.69%,均符合方法中質量保證和質量控制的要求。
1)0.1C和0.9C樣品精密度測定。此次驗證對0.1C和0.9C樣品進行分析,用標準溶液配置0.020 mg/L和0.180mg/L濃度的樣品,實驗結果見表3。
表3 0.1C0.9C樣品精密度測定
此次驗證所得濃度為0.020mg/L和0.180mg/L的相對標準偏差分別為1.33%和0.61%,符合方法中所對應的相對標準偏差的要求。
2)水樣精密度實驗。用苯酚標準樣品分別配制0.005mg/L的地下水、0.040mg/L的地表水和0.100mg/L污廢水的樣品溶液進行精密度測定,結果見表4。
表4 水樣精密度測定
此次驗證分別對地下水、地表水和污廢水進行分析,平行測定7次。所得相對標準偏差分別為2.11%、1.02%和0.46%,符合方法中所對應的相對標準偏差的要求。
3)樣品加標。用苯酚標準樣品分別配制0.005mg/L的地下水、0.040mg/L的地表水和0.100mg/L污廢水的樣品溶液進行準確度測定,加標含量分別為0.5μg、4.0μg和10.0μg,實驗結果見表5。
表5 樣品加標回收率實驗
此次驗證分別對地下水、地表水和污廢水進行加標,加標回收率分別為92.9%、100.0%和100.5%,符合方法中所對應的加標回收率的要求。
1)可能是試劑或標液過期,4-氨基安替比林溶液和鐵氰化鉀溶液只能保存1d,標液需現用現配。
2)可能是泵管、濾光片老化。
3)可能是蒸餾溫度未達到設定值。
1)可能是潤濕試劑不夠,需適當增加潤濕試劑。
2)可能是系統(tǒng)中有負壓,需檢查流通池是否堵塞,廢液管是否太長或者管徑不對。
3)可能是流通池帶有氣泡或過多的液體流過流通池,需及時更換新泵管。
1)可能是有污染在通道里或比色杯里,需過濾樣品,檢查試劑,按方法要求清洗通道。
2)可能是冰箱取出的試劑未達到室溫,可以提前取出,用水沖。
3)可能是兩相萃取,水相進了比色杯,應立即用酒精清洗。
1)可能是流通池有沉積物,需把4-氨基安替比林溶液試劑管和鐵氰化鉀溶液試劑管插入2mol/L鹽酸溶液中,吸收試劑和蒸餾試劑管插入純水中清洗30min。
2)可能是流通池帶有氣泡,可以捏住流通池排液管控制大的氣泡通過流通池。
4-氨基安替比林化學性質不穩(wěn)定,易潮解、結塊,并可被氧化成安替比林紅,致使純度下降[3],安替比林紅在505nm波長下可被吸收,從而導致實驗室空白值偏高,降低儀器靈敏度,因此在實驗前應對4-氨基安替比林溶液提純,提純方法有2種:
1)將100ml配制好的4-氨基安替比林溶液置于干燥燒杯中,加入10g硅鎂型吸附劑,用玻璃棒充分攪拌,靜止片刻,將溶液在中速定量濾紙上過濾,收集濾液,至于棕色試劑瓶中。
2)將100ml配制好的4-氨基安替比林溶液移入250ml分液漏斗中,加入5ml三氯甲烷充分震蕩萃取,重復2~3次,溶液呈現乳白色即可,最后用中速定量濾紙過濾。
經以上實驗得出:連續(xù)流動分析儀用SL/T788.2-2019方法測定水中揮發(fā)酚實驗數據計算檢出限、精密度、準確度、加標回收率,均符合水質監(jiān)測實驗室質量控制的要求。
連續(xù)流動分析儀具有分析速度快,精準度高,試劑用量少等優(yōu)點,同時避免使用三氯甲烷,很大程度降低了實驗過程中對實驗人員和環(huán)境造成危害,節(jié)省人力物力,適合大批量水樣同時測定。