对影响挥发酚测定结果问题的探讨

胡丽丽

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州061000)

在水环境监测中，监测数据是决策者做出决策的重要依据，监测数据的及时、准确尤为重要。水中挥发酚的测定是最重要的有机监测项目。常根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。通常认为沸点在230℃以下为挥发酚，一般为一元酚;沸点在230℃以上为不挥发酚。酚的主要污染源有煤气洗涤、炼焦、合成氨、造纸、木材防腐和化工行业的工业废水。如河水或浅井水曾受到含酚工业废水的污染，水中就可能含有酚类化合物;酚类为原生质毒，属高毒物质，影响水生物正常生长，并使水产品发臭。饮用水加氯消毒时，可能产生各种氯酚，使水具有类似碘仿的气味，并能形成臭味更强的氯酚，人体摄入一定量会出现急性中毒症状;长期饮用被酚污染的水，可引起头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。当水中含酚0.1～0.2 mg/L，鱼肉有异味;大于5 mg/L时，鱼中毒死亡。含酚浓度高的废水不宜用于农田灌溉，否则会使农作物枯死或减产。

1 测定方法及方法原理

挥发酚类的分析方法很多，目前测定挥发酚普遍采用的为4—氨基安替比林分光光度法，此方法是迄今为止用的比较多、选择性高且又稳定的比色方法。此法是用蒸馏法使挥发性酚类化合物蒸馏出，并与干扰物质和固定剂分离。被蒸馏出的酚类化合物，在pH10.0±0.2和有氧化剂铁氰化钾存在的溶液中，与4－氨基安替比林反应生成红色的安替比林染料。用氯仿可将此染料从水溶液中萃取出，用20 mm比色皿在460 nm波长测量吸光度，以含苯酚mg/L表示。[1]

2 影响测定结果的问题及解决方法

此法在测定挥发酚过程中经常会受到样品保存时间、蒸馏液变黄、接收液带色、试剂变质、检测浓度超限等问题影响，因此，如果能在几个关键环节加以注意，即能获得准确度良好的监测结果。下面对挥发酚测定中出现的问题以及处理方法作简单介绍。

2.1 样品保存时间

水样的保存首先在采集现场，采集的水样必须具备代表性，采集的样品应贮于硬质玻璃瓶中，水样采集后应立即加入固定剂，因为酚易被氧化，挥发酚在水样中很不稳定，尤其是在低浓度饮用水水样中。主要原因为水中的微生物和氧气会使其氧化和分解，因此当样品在采集后不能在4 h内分析时，可用磷酸酸化至pH值为4.0，加入过量的硫酸铜(1 g/L)以抑制微生物对酚类的生物氧化作用，同时应冷藏(5℃ ～10℃)以抑制其降解和减缓氧化作用，并在24 h内测定。如果样品保存不当或测定不及时，都将会导致测定结果偏低。

2.2 蒸馏液变黄

预蒸馏是影响测试准确度的重要因素，水中挥发酚通过蒸馏不仅可以消除颜色、浑浊等干扰，而且还能排除水中干扰物的干扰，但预蒸馏不当会产生较大误差。在蒸馏中经常会遇到蒸馏液变黄的现象。蒸馏液退色变黄一个原因是甲基橙指示剂在加热的酸性溶液中被氧化物质(如余氯、溶解氧等)破坏分解而造成，这时只须补加几滴甲基橙指示液，水样即可恢复变红，故酸化时甲基橙指示剂应过量。另一个原因是由于水样中的难溶性碱性盐类物质在加热后溶解度增大，继续中和过量的酸，使水样中的甲基橙指示剂变黄。这时只要向蒸馏瓶内补加适量的酸，水样即可恢复变红，因此，平时做水样时为了保证水样在蒸馏过程中始终呈酸性，使水样中的挥发酚能完全蒸馏出来，应在酸化时加稍过量的酸。[2]为防止蒸馏出来的酚从蒸馏瓶口溢出，最好在蒸馏瓶的塞口处做好水封。[3]

另外在蒸馏过程中还应注意:由于酚类化合物的挥发速度是随馏出液体积而变化，因此，馏出液体积必须与试样体积相等。待蒸出总体积的90%左右时停止蒸馏，切忌蒸干。因为水样蒸干会引起干扰物挥发，产生干扰，使测定结果远大于实际结果，可相差20多倍，造成严重的假象。应控制电炉温度，蒸馏中随着蒸馏液的馏出，应逐渐降低电炉温度，防止溶液温度过高使干扰物挥发出来。[4]

2.3 蒸馏接收液带色

在测定污染水中挥发酚时，偶尔会遇到蒸馏接收液带色，特别污染严重的水样，稍有操作不慎，就有可能出现上述现象，引起接收液带色的原因:一是在开始加热蒸馏时开温过急、过高，蒸馏瓶内产生大量的水蒸气载色进入冷凝管，导致接收液带色，出现这种现象，只要在开始加热时控制好加热温度即可避免。二是污染严重的水样中存在着高浓度的有机物及染色物质，在蒸馏过程中会出现沸腾，原水样直接溢出进入接收液，引起接收液带色。为防止此现象的发生，蒸馏前可向蒸馏瓶内加入少量不含酚的硬脂酸刹沫剂。[2]

2.4 4-氨基安替比林试剂变质

4－氨基安替比林试剂的质量，直接影响空白值实验的吸光度和测定结果的精密度。4－氨基安替比林放置的时间过长就会发生潮解、氧化，分解成安替比林红，颜色由浅黄变为深黄甚至红色，目前市场上新购买的试剂颜色都呈深黄甚至橙红色，由于安替比林红在460 nm波长下有吸收，用它做显色剂时底色较深，空白值较大，影响检测结果的准确度，从而降低实验精度。即使选用优级纯化学试剂，空白值也一直偏高，因此4－氨基安替比林必须经过提纯以后方可使用。[5]目前4－氨基安替比林提纯的方法有氯仿萃取法，活性炭吸附法，苯洗法，醇洗法等。下面就几种提纯方法进行比较:

苯洗法和醇洗法提纯后的试剂仍为固体，可准确称量配制成2%试液，因此试剂空白值稳定，方法灵敏度高。空白吸光度值也在0.080左右，达到实验要求。

由于苯毒性较大，容易造成二次污染，也是一种致癌物质，操作不当对人体有较大伤害。而乙醇对人体没有毒性。其缺点是4－氨基安替比林在乙醇中溶解度较大，试剂有一定损失。冲洗时应遵循少量多次的原则，避免试剂损失过大。处理后，在其它试剂符合要求的情况下，酚的空白吸光度值在0.080左右，可以满足测定要求。

用氯仿萃取纯化时，安替比林红和部分4－氨基安替比林溶解在氯仿相中，并随氯仿相弃去，实际经氯仿纯化的4－氨基安替比林溶液有效成分，实际上达不到2%。一是氯仿萃取各人所用萃取剂用量、萃取次数不定，萃取的程度不可能完全相同，每批提纯后的空白值也不稳定，造成空白值和曲线斜率也不同，表明纯化后的试剂并不稳定。二是4－氨基安替比林纯化后去色降低空白值效果好，但空白值下降过低，吸光度一般为0.020～0.035，致使方法灵敏度下降，从而在测定低浓度挥发酚时产生较大误差。

活性炭比表面很大，是良好的吸附剂。它的吸附为物理吸附。不会破坏试剂的有效成份。此外，它没有选择性，它既可吸附4－氨基安替比林试剂中的杂质，又可吸附试剂本身，为此，活性炭的用量以及吸附时间将是试剂提纯中的关键。活性炭的前处理:颗粒状活性炭用蒸馏水浸泡漂洗若干次。去除飘浮于水面的活性炭，直到蒸馏水澄清为止。然后置于烘箱于250℃温度下烘干，放入干燥器内。准确地确定活性炭的用量，经过多次反复实验证明 ，如果4－氨基安替比林溶液中活性炭加入量不足、吸附时间短，空白值偏高，吸光度在0.100以上。一般100 ml4－氨基安替比林溶液加入3.0 g的活性炭 ，放置3 h或过夜后过滤，空白值可以满足测定要求。[5]

2.5 检测浓度超出上限

有些挥发酚污染严重的水样，在开始做样时没有预测到酚的浓度测定值会超出检测上限，而是在萃取后，才发现吸光度超出检测上限。超出检测上限10倍以内，可直接用氯仿稀释萃取液(同时稀释空白萃取液)，直至吸光度值在测量范围内，测出吸光度值，计算出测量结果，经实验证明重新蒸馏测定结果与直接稀释萃取液(同时稀释空白萃取液)测定的结果误差都在允许范围之内。如果超限10倍以上，用氯仿稀释萃取液，测出吸光度值，计算出测量结果，这样的测定结果只能作参考，应按该体积重新取水样蒸馏。

表1 重新蒸馏和直接稀释萃取液测定结果比较

3 总述

(1)严格按规范规定的时间测定，尽量在采样后及时测定，样品放置时间过长会导致测定结果偏低。

(2)蒸馏时加入指示剂和磷酸的量要过量，以消除氧化性物质及盐类对测定的影响，同时切忌蒸干。

(3)对于污染较严重或色度较深的水样在蒸馏时加入少量不含酚的硬脂酸刹沫剂以消除接收液带色对测定的影响。

(4)通过对四种提纯方法的比较，作者认为用醇洗法对显色剂4－氨基安替比林提纯效果最理想。

(5)对于污染严重，检测结果超检测上限10倍以内的水样，用直接稀释萃取液(同时稀释空白萃取液)至吸光度值在测量范围内进行测定，测定结果符合误差要求。从而减少了重新蒸馏带来的工作量，尤其在应急监测中，可有效地缩短监测时间。检测结果超检测上限10倍以上的水样，会因4－氨基安替比林加入量不足，稀释倍数过大等原因带来误差，稀释萃取液测得结果只能作为参考，所以应稀释水样重新蒸馏。

[1]中华人民共和国卫生部.中国国家标准化管理委员会.4－氨基安替比林三氯甲烷萃取分光光度法.生活饮用水标准检验方法[S].2006.12.

[2]顿中昌.挥发酚测定中异常问题的处理[J].环境科技.1996(02)，41 －42.

[3]陆建兰.浅谈挥发酚测定过程中应注意的问题[J].上海农业科技.2010(4)，16 －17.

[4]常育.水中挥发酚测定的几点体会[J].新疆化工.2003(3)，20－21.

[5]牛军生.水质分析中挥发酚空白值的处理研究[J].中国科技信息.2011(1)，29 －30.