4-氨基安替比林分光光度法和連續流動分析儀法測定水中揮發酚的比對分析

孫金璽 楊凌茜 李 璐

一、前言

揮發酚是評價水體有機污染的重要綜合指標之一，也是水質監測中最常見的監測項目之一。目前在水質化驗中，揮發酚的測定一般采用環保法即4-氨基安替比林分光光度法（HJ503-2009）。該方法精確度高，實驗條件穩定，但因蒸餾時間長，分析步驟繁瑣，在水質監測中進行大批量樣品測定時費時費力；同時電能和化學試劑的消耗量也大，分析中萃取所用的三氯甲烷毒性大、揮發性強，對分析人員身體健康危害大；實驗后產生的大量三氯甲烷廢液提純回收率比較低，易對空氣環境及水體造成嚴重污染。

連續流動分光光度法是基于4-氨基安替比林萃取分光光度法的一種新型方法，該方法實現了測定過程的全自動化，無需人工干擾，且具有分析速度快、試劑消耗量少、廢液對環境及水體污染少等優點，克服了4-氨基安替比林分光光度法（HJ503-2009）的不足，具有廣泛的推廣應用價值。但因目前沒有關于連續流動分光光度法測定揮發酚的ISO標準、國標和行標可遵循，因此在儀器投入使用前需做方法比對試驗和方法偏離試驗。

本中心監測室于2016年4～9月做了相關比對試驗，內容包括連續流動分光光度法與4-氨基安替比林萃取分光光度法（HJ503-2009）的比對，以及連續流動分光光度法的精密度、準確度和檢出限的測試。

二、實驗部分

1.方法原理

（1）4-氨基安替比林分光光度法

用蒸餾法使揮發性酚類化合物蒸餾出，并與干擾物質和固定劑分離。被蒸餾出的酚類化合物，于pH10.0±0.2介質中，在鐵氰化鉀存在下，與4-氨基安替比林反應生成橙紅色的安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460nm波長下測定吸光度。

（2）連續流動分析儀分光光度法（SKALAR分析法）

此方法原理同4-氨基安替比林萃取分光光度法基本一樣。不同之處在于此法對揮發性酚類化合物采用在線蒸餾代替傳統蒸餾，蒸餾出的揮發酚自動與堿性鐵氰化物及4-氨基安替比林反應生成紅色的安替比林染料，在505nm波長下自動測定吸光度。該方法對揮發酚實行全自動檢測，達到節水、節電、節約試劑、提高分析效率的目的，同時解放了人力，并大大減少了對分析人員的危害。

2.實驗步驟

（1）4-氨基安替比林分光光度法

①預蒸餾

取250mL試樣移入500mL全玻璃蒸餾瓶中，加入25.0mL水和幾顆防爆沸玻璃珠，再加入數滴甲基橙指示液，搖勻（若試樣未顯紅色，則需補加磷酸溶液）。連接冷凝器，加熱蒸餾，收集餾出液250mL至容量瓶中。蒸餾過程中，若發現甲基橙紅色褪去，應在蒸餾結束后，放置使之冷卻，再加1滴甲基橙指示劑。若發現蒸餾后殘留液不顯酸性，則應重新取樣，增加磷酸溶液的加入量，進行蒸餾。

②顯色

將餾出液250mL移入分液漏斗中，加入2.0mL緩沖溶液，混勻，pH值為10.0±0.2，加入1.5mL 4-氨基安替比林溶液，混勻，再加入1.5mL鐵氰化鉀溶液，充分混勻，密塞，放置10min。然后在分液漏斗中準確加入10.0mL三氯甲烷，密塞，劇烈震蕩2min，倒置放氣，靜置分層。用干脫脂棉或濾紙拭干分液漏斗頸管內壁，于頸管內塞一小團干脫脂棉或濾紙，將三氯甲烷層通過脫脂棉團或濾紙，棄去最初濾出的數滴萃取液后，將余下三氯甲烷直接放入光程為30mm的比色皿中。

③測定吸光度

于460nm波長處，以三氯甲烷為參比，測定顯色過程所得三氯甲烷層的吸光度值。

④空白試驗

用超純水代替試樣，按前三步的步驟測定吸光度值。空白應與試樣同時測定。

⑤校準曲線的繪制

于一組8個分液漏斗中，分別加入100mL水，然后分別加入 0.00mL、0.25mL、0.5mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL和10.00mL酚標準使用液（1.00mg/L），再分別加水至250mL。按②～③的步驟測定吸光度值。由校準系列測得的吸光度值減去零濃度管的吸光度值，繪制吸光度值對酚含量的曲線，校準曲線回歸方程相關系數應達到0.999以上。

⑥結果計算

式中：

ρ水—試樣中揮發酚的濃度，μg/L；

A—試樣的吸光度值；

A0—空白試驗的吸光度值；

a—校準曲線的截距值；

b—校準曲線的斜率；

V—試樣的體積，mL。

（2）連續流動分析儀分光光度法（SKALAR分析法）

①干擾和消除

測試前應盡可能排除待檢測的水樣中氧化劑和硫化物等物質的干擾。消除干擾方法如下：

在1L燒杯中加入1g硫酸亞鐵銨和500mL蒸餾水，再加入1mL濃硫酸，用蒸餾水稀釋定容到1L。如果氧化劑被預處理掉，需快速加入過量的硫酸亞鐵銨。用磷酸調樣品的pH＜4。如果硫化物被預處理掉，簡短的通氣攪拌并加入硫酸銅。在樣品取來24h內盡可能用于分析，不要放置。保存樣品應在4℃直到分析用。在預處理樣品時，當水樣中硫酸銅的加入量達到1g/L并且加入磷酸直到溶液的pH＜4時，就可消除干擾。

②試劑

磷酸（85%），硫酸銅，硫酸亞鐵銨（[FeSO4]·（NH4）2SO4·6H2O），濃硫酸（95%～97%），4-氨基安替比林（C11H13N3O），鐵氰化鉀（K3[Fe（CN）6]），蒸餾水。實驗中所用標準溶液均為水利部標準溶液，配置溶液所用的水均經過脫氣處理。

③蒸餾溶液

在450mL蒸餾水中加入50mL磷酸，攪拌均勻備用。該溶液需現配現用。

④4-氨基安替比林溶液

將4-氨基安替比林0.2600g溶于400mL蒸餾水中，加入10ppm苯酚標液 0.4mL，加 1mLBrij35（30%）試劑，中速濾紙過濾。該溶液需現配現用。

在400mL蒸餾水中溶解鐵氰化鉀0.8000g、硼酸 1.2000g、氯化鉀2.0000g，用1M氫氧化鈉調pH至10.3，中速濾紙過濾。該溶液需保存于棕色瓶中，在4℃可穩定保存3d。

⑥取樣器沖洗液（0.01MNaOH）

稱量0.4000g氫氧化鈉并將其溶于1000mL蒸餾水中，攪拌均勻，備用。該試劑需每周配置一次。

⑦標準工作溶液的制備

用蒸餾水稀釋10mL 100 mg/L酚儲備液成500mL，則稀釋后的標準溶液濃度為2mg/L。然后再分別移取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL和 5.0mL的2mg/L酚儲存液于100mL的容量瓶中，用蒸餾水定容并搖勻。

三、結果與討論

1.天然水樣和廢水水樣的測定比較

2016年4～9月，監測室用連續流動分光光度法與4-氨基安替比林萃取分光光度法（HJ 503-2009）對地表水樣和廢水水樣進行了測定分析，當測定酚的濃度在0.3～100μg/L范圍內，方法間的相對偏差為1.41%～14.3%，測定數據結果見表1和表2。

從表1、表2實驗數據結果可以看出，兩種方法測定天然水樣和廢水水樣，測定數據基本一致，結果無顯著性差異。

表1 兩種方法測定天然水樣的數據比較表

表2 兩種方法測定廢水水樣的數據比較表

2.連續流動分析儀測定的精密度、準確度和檢出限

監測室于2016年6～9月對新購置SKALAR SAN++連續流動分析儀進行多次試用，內容有標準曲線的繪制、精密度測試、準確度測試、檢出限測試等。

（1）標準曲線繪制

期間做了6次標準曲線測試，濃度范圍為 20.0～100.0μg/L和 40～200μg/L，相關性均在0.999以上，截距檢驗合格，結果表明該儀器線性可靠。

（2）精密度測試

監測室對酚的濃度為 60μg/L、80μg/L、120μg/L、160μg/L 的平行測定6次進行精密度測試，實驗室內相對標準偏差在0.21%～1.45%之間。

（3）準確度測試

監測室對酚濃度為 74.5μg/L和107μg/L的標樣進行測試，相對誤差為0.16%～2.86%；并做加標回收率測試，加入濃度分別為0.5mg/L和1.0mg/L，回收率為95.6%～107.8%。

（4）檢出限和測定下限測試

參照分光光度法的檢出限測定方法對連續流動分光光度法做了檢出限測試，分別對空白溶液和一定濃度的標樣平行測定了6次，計算其標準偏差，以4倍的標準偏差計算檢出限。以零濃度的空白溶液測得檢出限為0.02μg/L，測定下限為0.2μg/L；以2.00mg/L的標準樣品測得檢出限為0.12μg/L，測定下限為0.6μg/L。因《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中I類水對揮發酚的限值為2.0μg/L，過低的檢出限和測定下限沒有實際使用價值，同時為了管理的需要，故將其測定下限規定為1.0μg/L。

四、結論

連續流動分光光度法與4-氨基安替比林萃取分光光度法兩種方法所測數據結果基本一致，無顯著性差異；精密度、準確度和檢出限均滿足實際監測工作需要。

本文通過對比兩種方法對天然地表水樣及廢水樣品的實驗結果，可以發現從節水、節電、安全，提高分析效率的角度考慮，實際做樣時可用連續流動分光光度法代替4-氨基安替比林萃取分光光度法，這樣可節約大量的水電、試劑、人力，產生的廢液對空氣和水體污染小，連續流動分光光度法測定水體中揮發酚可投入到實際水質監測應用中■