連續流動注射法測定水質揮發酚的研究

韓少強

(天津市環境監測中心，天津 300000)

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連續流動注射法測定水質揮發酚的研究

韓少強

(天津市環境監測中心，天津 300000)

通過建立連續流動注射方法測定水質揮發酚，分別對方法校準曲線的線性關系、方法檢出限、方法精密度、方法準確度、與傳統國標法的比較等方面進行了深入研究。該方法研究結果表明：揮發酚濃度在0～250 μg/L范圍內，方法校準曲線的相關系數為0.9999；方法的檢出限可以達到0.83 μg/L；方法六次重復測定的相對標準偏差在5%以內，表現出較好精密度；實際樣品的加標回收率在98%～109%，表現出較高準確度；通過實際樣品測量結果的比對，該方法與傳統國標法有著較好的吻合。

連續流動注射；揮發酚；水質

酚類為原生質毒，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。酚類的主要污染源有煤氣洗滌、煉焦、合成氨、造紙、木材防腐和化工行業的工業廢水。根據酚類的沸點、揮發性和能否與水蒸氣一起蒸出，分為揮發酚和不揮發酚。通常認為沸點在230℃以下為揮發酚，一般認為一元酚，苯酚、甲酚、二甲酚均為揮發酚。目前，測定水質揮發酚的國標方法有4-氨基安替比林光度法、溴化容量法[1-2]，另外還有色譜法[3-4]、流動注射法[5-7]。

連續流動注射法主要原理是通過封閉的管路連續吸取樣品、蒸餾試劑、緩沖溶液、顯色劑，采用空氣片段連續流動分析技術，使樣品和試劑在一個切割的小片段且連續流動的系統中混合均勻，樣品通過蒸餾后與顯色劑反應生成橙紅色染料物質，在505 nm波長下測量其吸光度值，所測量數據通過數據轉換器和軟件實現自動連續測量和數據連續處理。連續流動注射法測定揮發酚具有儀器操作簡捷、樣品取樣量小、檢出限低、線性范圍寬、準確度高、檢測時間短等優點。整個實驗分析過程中，水樣蒸餾、反應均在密閉的管路中進行，減少了操作人員與有毒有害物質接觸的機會，適合大批量樣品同時檢測。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

儀器：Skala連續流動分析儀。

試劑：蒸餾試劑，取50 mL磷酸(1.69 g/mL)溶于150 mL超純水；備用緩沖溶液，稱取1.56 g NaH2PO4·2H2O溶于100 mL超純水；緩沖溶液，稱取10 g Na2HPO4·12H2O溶于200 mL超純水，加入2 mL備用緩沖液，滴加1 M NaOH調節pH=10.0；鐵氰化鉀溶液，稱取0.50 g鐵氰化鉀溶解于200 mL超純水；500 mg/L酚標準試劑，環境保護部標準樣品所；4-氨基安替比林溶液，稱取0.25 g 4-氨基安替比林溶解于200 mL超純水。

1.2 儀器條件參數

檢測波長505 nm；蒸餾溫度135℃；取樣時間70 s；清洗時間90 s；起始忽略時間400 s；峰高忽律0.000 1；追蹤最長時間1 800 s。

1.3 標準溶液的配置

將500 mg/L酚標準試劑通過稀釋，配置濃度分別為5 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、150 μg/L、200 μg/L、250 μg/L系列濃度溶液。

1.4 實驗步驟

打開連續流動分析儀進樣器開關。打開氮氣鋼瓶氣閥門，將減壓閥調節到0.2 Mp左右。打開分析模塊開關、冷凝器開關、加熱器開關、數據處理器開關，將試劑管路放入各試劑瓶中。將配置的曲線系列溶液和其他待測樣品放入到取樣盤，加熱器溫度升到135℃數分鐘后。打開分析軟件，設置相應參數，待基線平穩后，開始樣品分析。樣品分析結束后，關閉加熱器開關，待溫度降到65℃以下后關閉冷凝器開關，關閉氮氣瓶總閥，將試劑管路放入到裝有超純水的燒杯中，沖洗管路30 min，沖洗結束后關閉連續流動分析儀分析模塊開關，關閉進樣器開關。

2 結果與討論

2.1 校準曲線

研究揮發酚濃度分別為0、5、20、40、80、120、180、250 μg/L系列溶液的線性關系。實驗結果如表1所示：在0～250 μg/L濃度范圍內，校準曲線表現出較好的線性關系，曲線相關系數可以達到0.9999，滿足一般方法對校準曲線線性關系的要求。

表1 校準曲線測定結果

2.2 方法檢出限研究

根據《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》確定檢出限的方法，重復測定7次空白值，計算7次重復測定的標準偏差，按公式(1)計算檢出限。

MDL=t(n-1,0.99)×S

(1)

式中，MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測定次數；t自由度為n-1、置信度為99%時的t分布(單側)；S為n次平行測定的標準偏差。

從表2可以得出數據，通過公式(1)可以計算出該方法的檢出限為0.86 μg/L，略高于國標的4-氨基安替比林萃取分光光度法，低于4-氨基安替比林直接分光光度法。該方法的檢出限可以滿足常規環境水質檢測的要求。

表2 方法檢出限測定結果

2.3 方法精密度研究

通過對不同濃度實際樣品進行測定，選取校準曲線上低濃度、中間濃度、高濃度點分別做方法精密度檢驗，通過六次重復測定，計算重復測量結果的相對偏差，結果如表3所示：低濃度、中間濃度、高濃度范圍方法的相對標準偏差在1.4%～3.8%，表現出較高的精密度，在實際水質樣品分析中能夠表現出較好的可重復性。

表3 方法精密度測定結果

2.4 方法準確度研究

選取不同濃度的實際水樣，對校準曲線上低濃度、中間濃度、高濃度點分別做加標回收率實驗來研究該方法的準確度，實驗結果如表4所示。由表4所示結果可知，在不同的濃度范圍內，實際樣品的加標回收率可維持在98%～109%，說明該方法有著較高的準確度，在實際水質樣品分析中能夠提供較為準確可靠的數據。

表4 方法準確度測定結果

2.5 連續流動注射方法與傳統國標的比對研究

分別對地表水和工業廢水實際樣品中揮發酚進行測定，通過結果來對比傳統國標4-氨基安替比林光度法和連續流動注射法的偏差。實驗結果如表5所示：在不同濃度范圍內，兩種方法測量的結果的偏差可以維持在8%以內。結果表明兩種方法對實驗測量結果有較高的吻合性，可以作為常規水質揮發酚分析檢測的一種選擇。

表5 國標法與連續流動注射法對比測定結果

3 結論

(1)連續流動注射法測定水質揮發酚的方法具有校準曲線線性好、檢出限低、精密度好、準確度高等優點，連續流動注射法與傳統國標法測量結果有較高的吻合性。

(2)連續流動注射法相比于傳統的國標法具有消耗試劑少、自動化程度高、分析時間短、檢測效率高等諸多優點，可以用于常規水質揮發酚的分析檢測。

[1] 環境保護部. HJ 503—2009 水質揮發酚的測定4-氨基比林分光光度法[S]. 北京: 中國環境科學出版社, 2009.

[2] 環境保護部. HJ 502—2009 水質揮發酚的測定 蒸餾后溴化容量法[S]. 北京: 中國環境科學出版社, 2009.

[3] 王紅云, 王安群, 周敏. 揮發酚的氣相色譜分析法研究[J]. 環境保護科學, 2008, 34(4): 58- 60.

[4] 陳偉東, 黃捷玲. 氣相色譜法測定水中揮發酚類[J]. 職業與健康, 2002, 18(4): 41- 42.

[5] 劉茂青. 連續流動注射法測定水中揮發酚的含量[J]. 廣州化工, 2016, 39(14): 124- 125.

[6] 羅若榮, 張紅宇, 鄧輝萍. 間隔流動注射分析技術測定水中酚的實驗研究[J]. 現代預防醫學, 2004, 31(3): 450- 451.

[7] 王璟, 馮宇飛. 流動注射分光光度法測定生活飲用水中揮發酚[J]. 海峽預防醫學雜志, 2015, 21(1): 53- 54.

Research of Continuous Flow Injection Method for the Determination of Water Quality Volatile Phenol

HAN Shao-qiang

(Tianjin Environment Monitoring Center, Tianjin 300000, China)

This paper used the continuous flow injection method for the determination of water quality volatile phenol. The results showed that the linear curve was obtained in the range of 0-200 μg/L with a good linearity, the correlation coefficient can reach 0.9999, and the limit of detection was 0.83 μg/L. The precision can be achieved with a relative standard deviation less than 5%. The recovery rate of real samples was between 98%-109%. The continuous flow injection method coincided very well with traditional national standard method in the determination of real samples.

continuous flow injection; volatile phenol; water quality

2016-08-18

韓少強(1989—)，男，碩士，助理工程師,主要從事環境監測，E-mail：hsq8699@126.com

10.14068/j.ceia.2016.06.020

X830.2

A

2095-6444(2016)06-0085-03