連續流動法與萃取分光光度法測定水中揮發酚的方法比對

李海帆

(陜西省商洛水文水資源勘測局，陜西商洛726000)

酚類屬高毒物質，人體攝入一定量會出現急性中毒癥狀；長期飲用被酚污染的水，可引起頭痛、出疹、瘙癢、貧血及各種神經系統癥狀。當水中含酚大于5 mg/L時，魚類會中毒死亡。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，是《地表水環境質量標準》基本24項之一。酚類化合物主要來自于煤氣廠、造紙廠、合成纖維、醫藥、化工、鋼鐵等行業廢水。因此，快速準確地測定水質中的揮發酚含量顯得尤為重要。水中揮發酚的檢測方法有很多，比如液相色譜法、氣相色譜法、生物傳感法、流動注射法、分光光度法等；目前大都采用國標方法《水質揮發酚的測定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503-2009)和連續流動分析法。本文將對4-氨基安替比林分光光度法和連續流動注射分析法進行比對分析，尋找兩者之間的差別，以更好地服務檢測工作。

1 方法原理比較

1.1 連續流動儀法

1.1.1 方法原理

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。將被蒸餾出的揮發性酚類化合物溶于pH值(10.0±0.2)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505 nm處測量其信號值。按照如下公式計算出揮發酚的濃度：

式中：ρ為樣品中揮發酚的濃度，mg/L；y為測定信號值(峰高)；a為標準曲線方程的截距；b為標準曲線方程的斜率；f為稀釋倍數。

1.1.2 儀器和試劑

連續流動儀(SAN+，荷蘭SKALAR公司)。

磷酸、4-氨基安替比林、鐵氰化鉀、氯化鉀、硼酸均為國藥集團上海試劑廠生產的分析純試劑，實驗用水為超純水。

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pH(10.0±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460 nm波長下測定吸光度。按照如下公式計算出揮發酚的濃度：

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

1.2.2 儀器和試劑

紫外可見分光光度計T6新世紀(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、三氯甲烷均為國藥集團上海試劑廠生產的分析純試劑，實驗用水為超純水。

2 兩種方法檢測結果對比

2.1 校準曲線比較

2.2.1 連續流動法

分別吸取1 mg/L苯酚標準使用液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的標準曲線，放入連續流動儀測定，以樣品峰高減去空白峰高線，繪制峰高對酚含量(mg)的曲線，結果表明揮發酚在0.000 mg/L～0.100 mg/L范圍內，線性關系好，回歸方程y=0.3412x-0.0002，相關系數r=0.9999。見表1。

2.2.2 萃取分光光度法

于8個分液漏斗中，分別加入100 mL水，依次加入1 mg/L的苯酚標準使用液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(mg)的曲線。校準曲線回歸方程y=4.2352x-0.0027，相關系數r=0.9998。結果見表1。

由表1可知，連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚的準曲線線性好，相關系數均大于0.999，均能得到可靠的檢測數據。

表1 連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚校準曲線比對

2.2 檢出限比較

按照樣品檢測的全部過程，重復n(n≥6)次空白試驗，將各檢測含量或濃度結果，計算n次平行測定的標準偏差，按下式計算方法檢出限。

(1)空白批內標準差：

式中：Swb為空白平行的批內標準差；x為單樣測定值；X為每批次測定值之和；m為測定批數；n為每批所測平行數；L為檢出限；f為批內自由度f=m(n-1)；tf為顯著性水平為0.05(單測)、自由度為f的t值，當m=6，n=2時，由t表查得tf=1.943。檢出限試驗結果見表2。

由表2可知，連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚的檢出限均較低，靈敏度高。

表2 連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚檢出限比對

2.3 準確度和精密度比較

取揮發酚標準樣品(水利部水環境監測評價研究中心，編號180416，真值范圍(0.0283±0.0023)mg/L分別用連續流動法與萃取分光光度法對標準物質進行測定，每天測定1批次連續測定6 d，每批次樣品平行測定2次，分別計算其平均值、標準偏差、相對標準偏差，相對誤差。結果見表3。

由表3可知，連續流動法與萃取分光光度法的相對標準偏差均小于10%，相對誤差均小于5%，符合測定要求。

表3 連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚標樣準確度和精密度結果比對

2.4 加標回收率比較

按試樣測定方法對加標實際樣品進行6批次測定，每批次測定2次，加標回收率見表4。

表4 連續流動法和萃取分光光度法測定水中揮發酚加標回收結果比對

由表4可知，加標回收率均在95%～105%范圍內，符合標準要求。

3 結論及建議

3.1 結論

綜上，連續流動法與萃取分光光度法測定的曲線線性較好，相關系數都達到0.999以上；兩種方法檢出限均小于0.001 mg/L，能夠滿足痕量揮發酚的檢測；兩種方法測定標準樣品結果都在真值范圍內，準確度和精密度也都符合要求；加標回收率均在95%～105%之間，符合要求。相比萃取分光光度法，連續流動法前處理步驟更少，操作過程自動化程度較高，還能有效避免三氯甲烷對人體的危害和因前處理操作過程帶入的干擾，更適用于大批量樣品的測定。

3.2 建議

(1)要做好個人防護，酚類易揮發對人身體有一定的毒害，整個測定過程要打開換氣設備；

(2)試劑泵管老化或者磨損將導致試劑流量變小，反應不完全，導致結果偏低，應每半年更換一次試劑泵管；

(3)定期移動空氣泵管，放置空氣泵管長時間被壓在一個點上，并更換老化或變形的空氣泵管；

(4)樣品開始測定前和測定結束后，均須對儀器管路清洗30 min以上，以保證基線的穩定；

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

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

(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。