李海帆

(陜西省商洛水文水資源勘測(cè)局，陜西商洛726000)

酚類屬高毒物質(zhì)，人體攝入一定量會(huì)出現(xiàn)急性中毒癥狀；長(zhǎng)期飲用被酚污染的水，可引起頭痛、出疹、瘙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。當(dāng)水中含酚大于5 mg/L時(shí)，魚類會(huì)中毒死亡。含酚濃度高的廢水不宜用于農(nóng)田灌溉，否則會(huì)使農(nóng)作物枯死或減產(chǎn)，是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本24項(xiàng)之一。酚類化合物主要來(lái)自于煤氣廠、造紙廠、合成纖維、醫(yī)藥、化工、鋼鐵等行業(yè)廢水。因此，快速準(zhǔn)確地測(cè)定水質(zhì)中的揮發(fā)酚含量顯得尤為重要。水中揮發(fā)酚的檢測(cè)方法有很多，比如液相色譜法、氣相色譜法、生物傳感法、流動(dòng)注射法、分光光度法等；目前大都采用國(guó)標(biāo)方法《水質(zhì)揮發(fā)酚的測(cè)定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503-2009)和連續(xù)流動(dòng)分析法。本文將對(duì)4-氨基安替比林分光光度法和連續(xù)流動(dòng)注射分析法進(jìn)行比對(duì)分析，尋找兩者之間的差別，以更好地服務(wù)檢測(cè)工作。

1 方法原理比較

1.1 連續(xù)流動(dòng)儀法

1.1.1 方法原理

用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物蒸餾出，并與干擾物質(zhì)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(10.0±0.2)介質(zhì)中，在鐵氰化鉀作用下，與4-氨基安替比林反應(yīng)，生成橙紅色的吲哚酚安替比林化合物，于波長(zhǎng)505 nm處測(cè)量其信號(hào)值。按照如下公式計(jì)算出揮發(fā)酚的濃度：

式中：ρ為樣品中揮發(fā)酚的濃度，mg/L；y為測(cè)定信號(hào)值(峰高)；a為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的截距；b為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的斜率；f為稀釋倍數(shù)。

1.1.2 儀器和試劑

連續(xù)流動(dòng)儀(SAN+，荷蘭SKALAR公司)。

磷酸、4-氨基安替比林、鐵氰化鉀、氯化鉀、硼酸均為國(guó)藥集團(tuán)上海試劑廠生產(chǎn)的分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 萃取分光光度法

1.2.1 方法原理

用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物蒸餾出，并與干擾物質(zhì)和固定劑分離。被蒸餾出的酚類化合物，于pH(10.0±0.2)介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下，與4-氨基安替比林反應(yīng)生成橙紅色的安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。按照如下公式計(jì)算出揮發(fā)酚的濃度：

式中：ρ為試樣中揮發(fā)酚的質(zhì)量濃度，mg/L；As為試樣的吸光度值；Ab為空白試驗(yàn)的吸光度值；a為校準(zhǔn)曲線的截距值；b為校準(zhǔn)曲線的斜率；V為試樣的體積，mL。

1.2.2 儀器和試劑

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)T6新世紀(jì)(北京普析通用儀器有限公司)。

磷酸、4-氨基安替比林、鐵氰化鉀、三氯甲烷均為國(guó)藥集團(tuán)上海試劑廠生產(chǎn)的分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水為超純水。

2 兩種方法檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2.1 校準(zhǔn)曲線比較

2.2.1 連續(xù)流動(dòng)法

分別吸取1 mg/L苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL，制備成為0.010 mg/L、0.020 mg/L、0.040 mg/L、0.060 mg/L、0.080 mg/L、0.100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線，放入連續(xù)流動(dòng)儀測(cè)定，以樣品峰高減去空白峰高線，繪制峰高對(duì)酚含量(mg)的曲線，結(jié)果表明揮發(fā)酚在0.000 mg/L～0.100 mg/L范圍內(nèi)，線性關(guān)系好，回歸方程y=0.3412x-0.0002，相關(guān)系數(shù)r=0.9999。見(jiàn)表1。

2.2.2 萃取分光光度法

于8個(gè)分液漏斗中，分別加入100 mL水，依次加入1 mg/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL，再分別加超純水至250 mL。顯色、萃取、比色后由校準(zhǔn)系列測(cè)得的吸光度值減去零濃度管的吸光度值，繪制吸光度值對(duì)酚含量(mg)的曲線。校準(zhǔn)曲線回歸方程y=4.2352x-0.0027，相關(guān)系數(shù)r=0.9998。結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚的準(zhǔn)曲線線性好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，均能得到可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

表1 連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚校準(zhǔn)曲線比對(duì)

2.2 檢出限比較

按照樣品檢測(cè)的全部過(guò)程，重復(fù)n(n≥6)次空白試驗(yàn)，將各檢測(cè)含量或濃度結(jié)果，計(jì)算n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按下式計(jì)算方法檢出限。

(1)空白批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差：

式中：Swb為空白平行的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差；x為單樣測(cè)定值；X為每批次測(cè)定值之和；m為測(cè)定批數(shù)；n為每批所測(cè)平行數(shù)；L為檢出限；f為批內(nèi)自由度f(wàn)=m(n-1)；tf為顯著性水平為0.05(單測(cè))、自由度為f的t值，當(dāng)m=6，n=2時(shí)，由t表查得tf=1.943。檢出限試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚的檢出限均較低，靈敏度高。

表2 連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚檢出限比對(duì)

2.3 準(zhǔn)確度和精密度比較

取揮發(fā)酚標(biāo)準(zhǔn)樣品(水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心，編號(hào)180416，真值范圍(0.0283±0.0023)mg/L分別用連續(xù)流動(dòng)法與萃取分光光度法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，每天測(cè)定1批次連續(xù)測(cè)定6 d，每批次樣品平行測(cè)定2次，分別計(jì)算其平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，相對(duì)誤差。結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，連續(xù)流動(dòng)法與萃取分光光度法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%，相對(duì)誤差均小于5%，符合測(cè)定要求。

表3 連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚標(biāo)樣準(zhǔn)確度和精密度結(jié)果比對(duì)

2.4 加標(biāo)回收率比較

按試樣測(cè)定方法對(duì)加標(biāo)實(shí)際樣品進(jìn)行6批次測(cè)定，每批次測(cè)定2次，加標(biāo)回收率見(jiàn)表4。

表4 連續(xù)流動(dòng)法和萃取分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚加標(biāo)回收結(jié)果比對(duì)

由表4可知，加標(biāo)回收率均在95%～105%范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

綜上，連續(xù)流動(dòng)法與萃取分光光度法測(cè)定的曲線線性較好，相關(guān)系數(shù)都達(dá)到0.999以上；兩種方法檢出限均小于0.001 mg/L，能夠滿足痕量揮發(fā)酚的檢測(cè)；兩種方法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果都在真值范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度和精密度也都符合要求；加標(biāo)回收率均在95%～105%之間，符合要求。相比萃取分光光度法，連續(xù)流動(dòng)法前處理步驟更少，操作過(guò)程自動(dòng)化程度較高，還能有效避免三氯甲烷對(duì)人體的危害和因前處理操作過(guò)程帶入的干擾，更適用于大批量樣品的測(cè)定。

3.2 建議

(1)要做好個(gè)人防護(hù)，酚類易揮發(fā)對(duì)人身體有一定的毒害，整個(gè)測(cè)定過(guò)程要打開(kāi)換氣設(shè)備；

(2)試劑泵管老化或者磨損將導(dǎo)致試劑流量變小，反應(yīng)不完全，導(dǎo)致結(jié)果偏低，應(yīng)每半年更換一次試劑泵管；

(3)定期移動(dòng)空氣泵管，放置空氣泵管長(zhǎng)時(shí)間被壓在一個(gè)點(diǎn)上，并更換老化或變形的空氣泵管；

(4)樣品開(kāi)始測(cè)定前和測(cè)定結(jié)束后，均須對(duì)儀器管路清洗30 min以上，以保證基線的穩(wěn)定；

(5)試劑使用前，須在超聲振蕩器內(nèi)超聲30 min，以趕走試劑中的氣泡，避免出現(xiàn)雜峰；

(6)設(shè)施和環(huán)境條件均控制在15℃～25℃，濕度45%～85%條件下，滿足環(huán)境要求。

(7)試劑配制完成后，須放入4℃冰箱冷藏，臨用前從冰箱取出，避免試劑失效。