淺析水環(huán)境中揮發(fā)酚指標(biāo)的檢測方法

鄧娜

摘 要：比較水環(huán)境中揮發(fā)酚指標(biāo)的傳統(tǒng)檢測方法—4-氨基安替吡啉分光光度法和連續(xù)流動法，從用到的試劑、操作過程、校準曲線、檢出限、準確度、精密度以及加標(biāo)回收等方面進行分析。連續(xù)流動法具有比較明顯的優(yōu)勢，但用到的儀器成本比較高，對實驗室環(huán)境和操作人員的綜合能力要求也較高。因此，希望有條件的實驗室積極使用連續(xù)流動法檢測揮發(fā)酚。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境;揮發(fā)酚;連續(xù)流動;分光光度法

水環(huán)境中的揮發(fā)酚來自多種化工工業(yè)廢水，會對水環(huán)境造成比較嚴重的污染。若動物和人類食用了被揮發(fā)酚污染的水和食物，會出現(xiàn)中毒和多種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，影響身體健康[1]。目前，國內(nèi)水環(huán)境中揮發(fā)酚的檢測方法主要有傳統(tǒng)方法4-氨基安替吡啉分光光度法和連續(xù)流動法，現(xiàn)將兩種方法各項實驗指標(biāo)作比對。

1?方法原理

兩種方法的原理都是在酸性條件下，樣品進入蒸餾器進行蒸餾冷卻后，在pH約為10且有鐵氰化鉀的混合試劑中，酚與安替吡啉反應(yīng)顯色后進行檢測[2]。不同點在于，連續(xù)流動法是蠕動泵把樣品和試劑帶入連續(xù)流動分析儀中，試劑和樣品在密封管路中進行混合的過程中，被均勻的空氣分隔成小節(jié)，反應(yīng)后進入比色皿測定[3]，與傳統(tǒng)方法相比更便捷，操作人員無需全程守在操作室，可以更高效地利用時間。

2?實驗所用儀器和操作過程

4-氨基安替吡啉分光光度法所用的儀器是島津UV-2450紫外分光光度計，當(dāng)時購買價格為8.5萬元，而連續(xù)流動法所用的儀器是荷蘭SKALAR連續(xù)流動分析儀，價格為82.0萬元，有較大差異。連續(xù)流動分析儀價格較貴、維護和使用成本高，對操作人員的綜合能力有較高要求。紫外分光光度計的價格較低，操作也更簡單。但分光光度法標(biāo)準曲線和水樣均需手工萃取，水樣還需蒸餾，前期操作復(fù)雜耗時。在形成安替吡啉染料后，需以易制毒的三氯甲烷萃取后比色檢測，在此過程中易吸入三氯甲烷氣體，發(fā)生皮膚接觸等，危害操作人員的身體健康，污染環(huán)境。連續(xù)流動法則避免了三氯甲烷的危害，但對試劑的配制要求更高，所用的試劑必須新鮮配制、經(jīng)超聲波脫氣處理，否則可能會造成基線不平穩(wěn)，甚至出現(xiàn)鋸齒狀的基線，影響測量結(jié)果的準確度。

3?實驗結(jié)果比對

3.1? 校準曲線

3.1.1? 4-氨基安替吡啉分光光度法

4-氨基安替吡啉分光光度法校準曲線（見圖1）回歸方程為：

Y=10.394 14X+0.090 68（1）

式中，X為揮發(fā)酚質(zhì)量濃度，Y為吸光度。當(dāng)質(zhì)量濃度為0～0.032 mg/L時，在標(biāo)準方法要求條件下進行測定，相關(guān)系數(shù)r2=0.999 26，滿足該檢測方法和實驗室質(zhì)量控制要求。

3.1.2? 連續(xù)流動法

連續(xù)流動法校準曲線（見圖2）回歸方程為：

Y=﹣247.9X+406 050 （2）

式中，X為揮發(fā)酚質(zhì)量濃度，Y為峰形高度。當(dāng)質(zhì)量濃度為0～0.010 mg/L時，加熱器加熱到135 ℃，在505 nm波長條件下進行測定，相關(guān)系數(shù)r2=0.999 48，滿足該檢測方法和實驗室質(zhì)量控制要求。連續(xù)流動法測揮發(fā)酚的峰形圖如圖3所示，每個峰的最高點代表該樣品揮發(fā)酚的吸光度，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成檢測質(zhì)量濃度值。根據(jù)檢測過程中基線的漂移情況，適當(dāng)增減wash峰的數(shù)量，進行儀器的自校正。通過觀察峰形的分離情況，增減清洗時間，避免清洗時間不夠造成分析目標(biāo)累積導(dǎo)致的結(jié)果偏差或清洗時間過長造成的時間或試劑等浪費。

3.2? 方法檢出限

4-氨基安替吡啉分光光度法最低檢出限為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0.002 mg/L。連續(xù)流動法的測定數(shù)據(jù)如表1所示，7次數(shù)據(jù)的標(biāo)準偏差為0.000 23，根據(jù)公式（3）得出本臺儀器的檢出限為0.000 7 mg/L。

3.3? 準確度和精密度

以環(huán)境保護部有證標(biāo)準物質(zhì)苯酚溶液（102307）作為標(biāo)準曲線，兩種方法精密度測量結(jié)果如表2所示。由表2可知，4-氨基安替吡啉分光光度法的精密度為5.37%，連續(xù)流動法的精密度為1.10%。

以環(huán)境保護部有證標(biāo)準樣品水質(zhì)揮發(fā)酚（200340）作為質(zhì)控樣，進行兩種方法的測定和比較，測定結(jié)果如表3所示。

3.4? 加標(biāo)回收

加標(biāo)回收率是實驗室質(zhì)量控制的方法之一，既反映實驗人員的檢測水平，也可以驗證所用方法是否適合，能夠幫助實驗室發(fā)現(xiàn)問題。兩種方法水樣加標(biāo)回收的測定比對結(jié)果如表4所示。實驗數(shù)據(jù)說明：連續(xù)流動法測得的加標(biāo)回收率比傳統(tǒng)方法更高，也更穩(wěn)定。

4 ? 結(jié)果與討論

從實驗過程層面比較：傳統(tǒng)方法操作復(fù)雜，檢測時間較長，不適合樣品比較多的實驗室。連續(xù)流動法用儀器代替手工混合試劑、蒸餾、進樣等步驟，降低了人員誤差，提高了工作效率。

從環(huán)境層面比較：傳統(tǒng)方法用到三氯甲烷，會對實驗人員的身體健康和環(huán)境造成危害。

從實驗的精密度和準確度、質(zhì)控樣、加標(biāo)回收層面比較，連續(xù)流動法的優(yōu)勢比較明顯。

綜上所述，連續(xù)流動法所用儀器的價格比較昂貴，需要投入大量資金，但揮發(fā)酚的連續(xù)流動法檢測在準確度和穩(wěn)定性方面較4-氨基安替吡啉分光光度法有優(yōu)勢，更智能化，降低了人員誤差，極大地提高了實驗室的檢測效率，有利于大批量的樣品檢測，減少了易制毒的三氯甲烷試劑的使用，避免對水環(huán)境造成污染，更好地保護自然環(huán)境;對實驗室環(huán)境和操作人員的要求也較高，希望有條件的實驗室積極開展揮發(fā)酚的連續(xù)流動法檢測。

[參考文獻]

[1]黃麗芬.SKALAR SAN++連續(xù)流動分析儀測定水中揮發(fā)酚[J].福建分析測試，2018，27（2）：58-62.

[2]中華人民共和國衛(wèi)生部，中國國家標(biāo)準化管理委員會.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準 生活飲用水標(biāo)準檢驗方法感官性狀和物理指標(biāo)：GB/T 5750.4—2006[S].北京：中國標(biāo)準出版社，2006.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.城鎮(zhèn)供水水質(zhì)標(biāo)準檢驗方法：CJ/T 141—2018[EB/OL].（2018-12-11）[2021-06-20].https：//ebook.chinabuilding.com.cn/zbooklib/bookpdf/probation？SiteID=1&bookID=119037#[7，%22Fit%22].