4-氨基安替比林分光光度法和连续流动分析仪法测定水中挥发酚的比对分析

孙金玺 杨凌茜 李 璐

一、前言

挥发酚是评价水体有机污染的重要综合指标之一，也是水质监测中最常见的监测项目之一。目前在水质化验中，挥发酚的测定一般采用环保法即4-氨基安替比林分光光度法（HJ503-2009）。该方法精确度高，实验条件稳定，但因蒸馏时间长，分析步骤繁琐，在水质监测中进行大批量样品测定时费时费力；同时电能和化学试剂的消耗量也大，分析中萃取所用的三氯甲烷毒性大、挥发性强，对分析人员身体健康危害大；实验后产生的大量三氯甲烷废液提纯回收率比较低，易对空气环境及水体造成严重污染。

连续流动分光光度法是基于4-氨基安替比林萃取分光光度法的一种新型方法，该方法实现了测定过程的全自动化，无需人工干扰，且具有分析速度快、试剂消耗量少、废液对环境及水体污染少等优点，克服了4-氨基安替比林分光光度法（HJ503-2009）的不足，具有广泛的推广应用价值。但因目前没有关于连续流动分光光度法测定挥发酚的ISO标准、国标和行标可遵循，因此在仪器投入使用前需做方法比对试验和方法偏离试验。

本中心监测室于2016年4～9月做了相关比对试验，内容包括连续流动分光光度法与4-氨基安替比林萃取分光光度法（HJ503-2009）的比对，以及连续流动分光光度法的精密度、准确度和检出限的测试。

二、实验部分

1.方法原理

（1）4-氨基安替比林分光光度法

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，于pH10.0±0.2介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460nm波长下测定吸光度。

（2）连续流动分析仪分光光度法（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样。不同之处在于此法对挥发性酚类化合物采用在线蒸馏代替传统蒸馏，蒸馏出的挥发酚自动与碱性铁氰化物及4-氨基安替比林反应生成红色的安替比林染料，在505nm波长下自动测定吸光度。该方法对挥发酚实行全自动检测，达到节水、节电、节约试剂、提高分析效率的目的，同时解放了人力，并大大减少了对分析人员的危害。

2.实验步骤

（1）4-氨基安替比林分光光度法

①预蒸馏

取250mL试样移入500mL全玻璃蒸馏瓶中，加入25.0mL水和几颗防爆沸玻璃珠，再加入数滴甲基橙指示液，摇匀（若试样未显红色，则需补加磷酸溶液）。连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250mL至容量瓶中。蒸馏过程中，若发现甲基橙红色褪去，应在蒸馏结束后，放置使之冷却，再加1滴甲基橙指示剂。若发现蒸馏后残留液不显酸性，则应重新取样，增加磷酸溶液的加入量，进行蒸馏。

②显色

将馏出液250mL移入分液漏斗中，加入2.0mL缓冲溶液，混匀，pH值为10.0±0.2，加入1.5mL 4-氨基安替比林溶液，混匀，再加入1.5mL铁氰化钾溶液，充分混匀，密塞，放置10min。然后在分液漏斗中准确加入10.0mL三氯甲烷，密塞，剧烈震荡2min，倒置放气，静置分层。用干脱脂棉或滤纸拭干分液漏斗颈管内壁，于颈管内塞一小团干脱脂棉或滤纸，将三氯甲烷层通过脱脂棉团或滤纸，弃去最初滤出的数滴萃取液后，将余下三氯甲烷直接放入光程为30mm的比色皿中。

③测定吸光度

于460nm波长处，以三氯甲烷为参比，测定显色过程所得三氯甲烷层的吸光度值。

④空白试验

用超纯水代替试样，按前三步的步骤测定吸光度值。空白应与试样同时测定。

⑤校准曲线的绘制

于一组8个分液漏斗中，分别加入100mL水，然后分别加入 0.00mL、0.25mL、0.5mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL和10.00mL酚标准使用液（1.00mg/L），再分别加水至250mL。按②～③的步骤测定吸光度值。由校准系列测得的吸光度值减去零浓度管的吸光度值，绘制吸光度值对酚含量的曲线，校准曲线回归方程相关系数应达到0.999以上。

⑥结果计算

式中：

ρ水—试样中挥发酚的浓度，μg/L；

A—试样的吸光度值；

A0—空白试验的吸光度值；

a—校准曲线的截距值；

b—校准曲线的斜率；

V—试样的体积，mL。

（2）连续流动分析仪分光光度法（SKALAR分析法）

①干扰和消除

测试前应尽可能排除待检测的水样中氧化剂和硫化物等物质的干扰。消除干扰方法如下：

在1L烧杯中加入1g硫酸亚铁铵和500mL蒸馏水，再加入1mL浓硫酸，用蒸馏水稀释定容到1L。如果氧化剂被预处理掉，需快速加入过量的硫酸亚铁铵。用磷酸调样品的pH＜4。如果硫化物被预处理掉，简短的通气搅拌并加入硫酸铜。在样品取来24h内尽可能用于分析，不要放置。保存样品应在4℃直到分析用。在预处理样品时，当水样中硫酸铜的加入量达到1g/L并且加入磷酸直到溶液的pH＜4时，就可消除干扰。

②试剂

磷酸（85%），硫酸铜，硫酸亚铁铵（[FeSO4]·（NH4）2SO4·6H2O），浓硫酸（95%～97%），4-氨基安替比林（C11H13N3O），铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]），蒸馏水。实验中所用标准溶液均为水利部标准溶液，配置溶液所用的水均经过脱气处理。

③蒸馏溶液

在450mL蒸馏水中加入50mL磷酸，搅拌均匀备用。该溶液需现配现用。

④4-氨基安替比林溶液

将4-氨基安替比林0.2600g溶于400mL蒸馏水中，加入10ppm苯酚标液 0.4mL，加 1mLBrij35（30%）试剂，中速滤纸过滤。该溶液需现配现用。

在400mL蒸馏水中溶解铁氰化钾0.8000g、硼酸 1.2000g、氯化钾2.0000g，用1M氢氧化钠调pH至10.3，中速滤纸过滤。该溶液需保存于棕色瓶中，在4℃可稳定保存3d。

⑥取样器冲洗液（0.01MNaOH）

称量0.4000g氢氧化钠并将其溶于1000mL蒸馏水中，搅拌均匀，备用。该试剂需每周配置一次。

⑦标准工作溶液的制备

用蒸馏水稀释10mL 100 mg/L酚储备液成500mL，则稀释后的标准溶液浓度为2mg/L。然后再分别移取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL和 5.0mL的2mg/L酚储存液于100mL的容量瓶中，用蒸馏水定容并摇匀。

三、结果与讨论

1.天然水样和废水水样的测定比较

2016年4～9月，监测室用连续流动分光光度法与4-氨基安替比林萃取分光光度法（HJ 503-2009）对地表水样和废水水样进行了测定分析，当测定酚的浓度在0.3～100μg/L范围内，方法间的相对偏差为1.41%～14.3%，测定数据结果见表1和表2。

从表1、表2实验数据结果可以看出，两种方法测定天然水样和废水水样，测定数据基本一致，结果无显著性差异。

表1 两种方法测定天然水样的数据比较表

表2 两种方法测定废水水样的数据比较表

2.连续流动分析仪测定的精密度、准确度和检出限

监测室于2016年6～9月对新购置SKALAR SAN++连续流动分析仪进行多次试用，内容有标准曲线的绘制、精密度测试、准确度测试、检出限测试等。

（1）标准曲线绘制

期间做了6次标准曲线测试，浓度范围为 20.0～100.0μg/L和 40～200μg/L，相关性均在0.999以上，截距检验合格，结果表明该仪器线性可靠。

（2）精密度测试

监测室对酚的浓度为 60μg/L、80μg/L、120μg/L、160μg/L 的平行测定6次进行精密度测试，实验室内相对标准偏差在0.21%～1.45%之间。

（3）准确度测试

监测室对酚浓度为 74.5μg/L和107μg/L的标样进行测试，相对误差为0.16%～2.86%；并做加标回收率测试，加入浓度分别为0.5mg/L和1.0mg/L，回收率为95.6%～107.8%。

（4）检出限和测定下限测试

参照分光光度法的检出限测定方法对连续流动分光光度法做了检出限测试，分别对空白溶液和一定浓度的标样平行测定了6次，计算其标准偏差，以4倍的标准偏差计算检出限。以零浓度的空白溶液测得检出限为0.02μg/L，测定下限为0.2μg/L；以2.00mg/L的标准样品测得检出限为0.12μg/L，测定下限为0.6μg/L。因《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中I类水对挥发酚的限值为2.0μg/L，过低的检出限和测定下限没有实际使用价值，同时为了管理的需要，故将其测定下限规定为1.0μg/L。

四、结论

连续流动分光光度法与4-氨基安替比林萃取分光光度法两种方法所测数据结果基本一致，无显著性差异；精密度、准确度和检出限均满足实际监测工作需要。

本文通过对比两种方法对天然地表水样及废水样品的实验结果，可以发现从节水、节电、安全，提高分析效率的角度考虑，实际做样时可用连续流动分光光度法代替4-氨基安替比林萃取分光光度法，这样可节约大量的水电、试剂、人力，产生的废液对空气和水体污染小，连续流动分光光度法测定水体中挥发酚可投入到实际水质监测应用中■