水中揮發酚環境監測方法的探討

燕 秋

（上海田苑環境科技有限公司，上海 201703）

工業化發展大幅度提高了人們居住和生活的環境質量，然而，在這一進程中，人類的水資源卻遭受了嚴重污染。其中被酚污染的水容易通過皮膚引起全身中毒；其蒸氣由呼吸道吸入，對神經系統損害更大。長期吸入帶濃度酚蒸汽或使用酚污染了的水可引起慢性積累性中毒；吸入高濃度酚蒸汽或酚液，或大量酚液濺到皮膚上都可引起急性中毒[1]。當體內酚含量急劇升高時，則會造成死亡。由此可見，揮發酚正在生活中悄無聲息地殘害著人類健康，我們必須予以高度重視。本研究分析揮發酚的危害和檢測意義，并從實驗原理、影響因素、方法特點三個方面分別對即有的兩種檢測方法進行分析和討論，展望了水中揮發酚的環境監測方法與發展趨勢。

1 水中揮發酚的危害與環境監測意義

1.1 水中揮發酚的危害

酚類物質分為兩種，揮發性的和非揮發性的，界定以230 ℃的沸點為參考，沸點低于230 ℃的為揮發性酚。揮發性酚主要來源于工業生產，以石油煉化為主，此外木材加工廠、焦化廠、化學試劑生產廠等也會產生大量的揮發性酚。酚類物質對人體的危害主要表現在急性中毒和慢性中毒兩個方面。如果身體中短時攝入大量揮發性酚，則會造成急性中毒，表現為休克或者死亡。如果長期小劑量攝入體內，比如長期飲用含有揮發性酚的水源，則會引起頭疼、瘙癢、貧血等多種癥狀。

酚類物質對人體的危害方式主要分為兩種，一種是揮發性酚類直接刺激呼吸道黏膜，一種是通過飲用水進入人體富集。酚類物質對人體的危害途徑分為兩種，一種是直接性的，即揮發性酚通過空氣或者水源直接進入人體；一種是間接性的，即酚類物質會干擾水中動植物的正常生長，人類食用動植物后產生病狀。

1.2 水中揮發酚的環境監測意義

通過對水中揮發性酚的環境監測，可以了解各個地區水中揮發性酚的含量。如果含量超標，則要采取有效方式進行凈水，從而避免居民經由水源獲得酚類，致使身體健康受損。另外，確定地域內水資源中揮發性酚超標后，可以深入對周邊的各類工廠進行調研，并及時制止排污不達標的污染環境行為[2]。

2 水中揮發酚的環境監測方法

2.1 4-氨基安替比林分光光度法

2.1.1 方法分類及原理

4-氨基安替比林分光光度法是環境監測部門測定水中揮發性酚的常用方法，這種方法的測量精確度相對較高，可以應用于對飲用水的檢測工作中。實驗中所用的化學試劑包括苯酚標準液、氯仿、氨水、緩沖液、4-氨基安替比林分光光度法溶液、鐵氰化鉀溶液等。根據不同的水樣，可以選用不同的4-氨基安替比林分光光度法來進行監測。所以，該方法可以分為兩類，一類是直接分光光度法，一類是萃取分光光度法[3]。

直接分光光度法的基本原理是利用顯色反應來測量吸光度。緩沖液的pH值為10，要求提供一個弱堿性的反應條件。顯色劑是鐵氰化鉀，該物質與4-氨基安替比林反應后會產生橙紅色的物質，即安替比林染料。在顯色后，于半小時內利用吸光光度法進行檢測，波長為510 nm。直接分光光度法適用于檢測生活用水和工業廢水[4]。

萃取分光光度法的基本原理與上述直接分光光度法有重合，在直接分光光度法處理完成后，不直接進行吸光光度檢測，而是利用三氯甲烷進行萃取。萃取后，再利用吸光光度法進行檢測，但是檢測的波長會發生變化，波長為460 nm。萃取分光光度法適用于檢測飲用水、地下水、地表水。

通過檢測原理可知，當水中揮發酚的含量相對較高時，如生活用水和工業廢水，使用直接分光光度法來進行檢測；當水中揮發酚的含量相對較低時，如處理過的飲用水或者地表水，則使用萃取分光光度法[5]。這是因為酚類屬于有機物，三氯甲烷也是有機物，相似相容，通過萃取可以實現酚類物質的富集，有利于提高檢測結果的準確性。

2.1.2 影響檢測結果的因素

分光光度法的本質是利用顯色劑鐵氰化鉀與4-氨基安替比林反應生成橙紅色染料，然后利用510 nm或者460 nm波長來進行檢測。所以，除去分光光度計的設備誤差之外，對結果產生最大影響的是顯色劑的純度和用量。下面將分別進行討論。

第一，顯色劑的純度對測量結果的影響。顯色劑的純度主要表現在靈敏性和空白值兩個方面。如果顯色劑的靈敏度高，則空白值相對較低并且穩定，繪制的標準曲線也會比較精確，那么測量結果會較為準確。顯色反應是由鐵氰化鉀和4-氨基安替比林共同作用的結果。標準曲線的繪制是利用不同濃度的4-氨基安替比林來制成的。葉玲研究發現，不同廠家生產的4-氨基安替比林純度不同，所繪制的標準曲線也會有一定的差異[6]。仇開濤研究發現，三氯甲烷萃取的4-氨基安替比林實驗結果精確度高于直接購買的4-氨基安替比林實驗結果[7]。儀眀媛研究發現，提純方法對顯色劑4-氨基安替比林空白值有顯著影響，三氯甲烷萃取后硅鎂型吸附劑吸附提純效果最佳，空白值的吸光度能夠被有效降低[8]。關于通過提純顯色劑來降低空白值的研究成果較多，下面將不再贅述。

第二，顯色劑用量對測量結果的影響。國標上要求4-氨基安替比林的用量為1.5 mL。研究表明，該顯色劑的加入量與空白值成正相關，用量范圍在0.9～1.8 mL。葉玲研究了純化前后與顯色劑用量之間的關系，研究發現在純化后，顯色劑有一定程度的損失，所以建議將用量提高到2.0 mL。洪梅則對顯色劑用量與測量結果的準確度進行了研究，研究表明用量大于或者小于1.5 mL，都會影響測量結果的準確度。由此可見，顯色劑的用量對測量結果有直接影響，所以在測量過程中要統一要求，嚴格按照國標要求使用顯色劑用量，從而保證測量結果的準確性，保證環境監測部門測量結果的權威性。

第三，其他因素對測量結果的影響。顯色劑除了4-氨基安替比林，還有鐵氰化鉀，鐵氰化鉀的用量和純度也會對結果有一定影響，如果純度不夠，溶液中過剩的4-氨基安替比林不會參與檢測，就會造成檢測結果偏低的假象。所以，在檢測時鐵氰化鉀可以適當多放。除此之外，實驗中用到的緩沖溶液，pH值為10±0.2。反應的條件非常重要，對溫度、緩沖溶液都有嚴格要求，要盡可能減少實驗中量化要素的偏差。

2.1.3 方法的優點和不足

分光光度法的優點是兩種方法都可以對不同含量酚類水樣進行檢測，有針對性地開展水樣檢測。缺點是影響標準曲線繪制的因素較多，對于低劑量的污染水樣，其測量結果的精確度和準確性還有一定的提升空間。

2.2 流動注射分光光度法

2.2.1 方法分類及原理

流動注射分光光度法以萃取分光光度法為基礎。實驗中所用的化學試劑包括苯酚標準液、氯仿、氨水、緩沖液、4-氨基安替比林分光光度法溶液、鐵氰化鉀溶液等等。實驗中所使用的儀器設備是連續流動注射儀。

流動注射分光光度法的基本原理是現將水樣在酸性條件下蒸餾，使揮發性酚類從水溶液中分離出來，然后與鐵氰化鉀發生顯色反應，再用505 nm波長進行吸光度檢測。

2.2.2 結果的影響因素

影響測試結果的因素很多，除了萃取分光光度法的影響因素之外，還有連續流動注射儀的精確性。根據操作順序看，蠕動泵閥的時間、鐵氰化鉀溶液的酸堿度等對其都有影響。另外，儀器管路純水的純度、溫度、控制時間等也會有不同程度的影響。

2.2.3 方法的優點和不足

流動注射分光光度法的優點是利用儀器來進行樣品的預處理，其缺點是儀器操作步驟相對比較多，在使用過程中難以準確控制時間。另外，儀器中所用水、空氣等又引入了新的變量。但是，該方法具有很好的發展前景，未來通過電氣自動化可以對設備的運行進行編程，設備運行的誤差是相對穩定的，相比于人的操作，會大大降低測量誤差。

3 水中揮發酚環境監測的發展趨勢

3.1 優化和完善實驗操作

水中揮發酚的環境監測工作關系著人類的健康與發展，所以實驗方法的優化會持續進行。現階段的兩種檢測方法都需要大量的人工操作。實驗中，人工操作的部分不可避免地會產生偏差，實驗試劑的純度和用量也會影響實驗的精確度和準確性。所以，未來會對實驗操作進行嚴格規范，從而減小實驗測量結果的偏差。另外，指定測量設備的類型、指定測量試劑的廠家和純度也有利于降低實驗誤差。流動注射分光光度法，已經用設備代替了部分人工操作，未來可以通過設備誤差的計算來對測量結果進行矯正，從而提高檢測結果的準確性。

3.2 增加對污染源的監測

直接分光光度法，可以對生活用水和工廠用水進行直接測量。該測量方法可以推廣到工程排污自檢中，從而及時控制超標污水的排放。由于工廠污水中酚類含量差異較大，該檢測方法的量程還需要進一步擴大。

4 結論

綜上所述，水中揮發性酚的危害很嚴重，需要環保部門給予高度重視。目前，兩種環境監測方法都有一定效果，但是仍然有一定的上升空間。未來，要對影響監測方法的因素進行深入研究，減少這些因素對檢測準確度和精確度的影響，這就要求在實驗操作方面精益求精。另外，環保部門要對向水中排入揮發性酚類物質的污染源進行嚴格管控，將該測試方法推廣到各大工廠，在排放廢水之前進行監測，處理達標后再進行排放。這樣可以減少全國各地水資源酚類物質含量監測的工作量，進而保證居民用水的安全性。