连续流动分析仪测酚过程消除苯胺影响的方法探究

李志林，周绪申，林 超

（1.水利部海河水利委员会漳卫南运河管理局水文处，山东 德州 253000；2.海河流域水环境监测中心，天津 300170；3.海河流域水资源保护局，天津 300170）

连续流动分析仪测酚过程消除苯胺影响的方法探究

李志林1，周绪申2，林 超3

（1.水利部海河水利委员会漳卫南运河管理局水文处，山东 德州 253000；2.海河流域水环境监测中心，天津 300170；3.海河流域水资源保护局，天津 300170）

采用连续流动分析仪测定受到苯胺污染水体的挥发酚含量时，数值明显偏高。因此，文章从定性上，研究了连续流动分析仪测酚过程中苯胺对挥发酚测定的影响，并在消除苯胺干扰的方法上进行了研究。结果表明，采用连续流动分析法测定挥发酚含量时，苯胺对挥发酚的测定具有数量级倍数的干扰；正常条件下的水样预处理不能消除苯胺对挥发酚测定的影响，应对水样进行 pH＜0.5条件下预蒸馏处理或者 pH＞12条件下预蒸馏处理方可消除干扰。

苯胺；挥发酚；色度；干扰

挥发酚具有较强的毒性和致癌作用，长期饮用含有挥发酚污染的水会引起头晕、贫血、出疹、瘙痒以及各种神经系统的疾病［1］。因此，准确检测水中挥发酚的含量，对于防治水体污染和保护人体健康具有重要意义。

测定挥发酚的方法较多，主要有气相色谱法［2～5］、蒸馏后溴化容量法［6］、重量法、薄层色谱法［7］、液相色谱法［8～10］、光度法［11～14］。其中微量挥发酚的方法有色谱法［15］、电化学分析法［16］、光化学分析法［17～20］等。目前广泛应用于挥发酚常量测定的方法主要有4-氨基安替比林萃取分光光度法（HJ503-2009）和连续流动分析法，并且以前者为主。

笔者在测定含有苯胺污染的水体中挥发酚含量时，发现4-氨基安替比林法与连续流动分析仪测定的结果迥然不同。由这一现象展开了连续流动分析仪测酚过程消除苯胺影响的探究。

1 实验材料与方法

1.1 4-氨基安替比林法

1.1.1 仪器

新悦 T6型可见光分光光度计、分析天平。

1.1.2 试剂配制

挥发酚标准使用液:准确移取挥发酚标准物质（100mg/L）10m L至盛有一定量新制蒸馏水的1000m L的 容量瓶中，并用新制蒸馏水定容至1000m L（临用前配制）。

氨缓冲溶液:pH=10.7。称取 20g氯化铵（NH4Cl）溶于100m L氨水（ρ=0.90g/m L）中，密塞，置冰箱中保存。为避免氨的挥发作用所引起的pH值的改变，应注意在低温下保存，且取用后立即加塞盖严。

4-氨基安替比林溶液:称取2.4g的 4-氨基安替比林溶于水中，溶解后移入 100m L容量瓶中，用水稀释至标线。

铁氰化钾溶液:ρ=80g/L。称取8g铁氰化钾溶于水，溶解后移入 100m L容量瓶中，用水稀释至标线。

甲基橙指示液:ρ（甲基橙）=0.5g/L。称取0.1g甲基橙溶于水，溶解后移入 200m L容量瓶中，用水稀释至标线。

磷酸溶液:1+9。

1.2 连续流动分析法

1.2.1 仪器

荷兰SKALAR SAN++型连续流动分析仪。

1.2.2 试剂配制

蒸馏溶液:在100m L蒸馏水中稀释50mLH3PO4（85%），加蒸馏水定容到500m L。当天准备新鲜的试剂。

4-氨基安替比林溶液:在 80m L蒸馏水中溶解65mg的4-氨基安替比林，加入10mg/L挥发酚储备液0.1mL，加蒸馏水定容到100mL，加入sBrij35并混匀。当天准备新鲜的试剂。使用前中速滤纸过滤。

铁氰化钾溶液:在80m L蒸馏水中溶解0.2g铁氰化钾，加入0.3g硼酸、0.5g氯化钾并溶解，用1mol/L的KOH调节pH到10.3，加蒸馏水定容到100mL。当天准备新鲜的试剂。使用前中速滤纸过滤，棕色瓶子储存。

取样器冲洗液:在800mL蒸馏水中稀释4m L1mol/L磷酸。加1g五水合水硫酸铜加蒸馏水定容到1000m L。

2 实验方案

为探究连续流动分析法在测定挥发酚过程中，消除苯胺对试验结果的干扰方法，共设计了以下6组试验。

用连续流动分析法进行挥发酚的标准曲线绘制；测定连续流动分析仪对挥发酚的加标回收率；与4-氨基安替比林法进行测定挥发酚的比对试验；连续流动分析法，磷酸和硫酸在挥发酚测定过程中的影响测试；连续流动分析法，苯胺在挥发酚测定过程中的影响测试；以及对正常条件下的水样预处理方法、pH＞12条件下的水样预处理方法和pH＜0.5条件下的水样预处理方法，消除苯胺干扰的效果进行测试。

3 实验样品的制备

地表水:取3个河道地表水水样，分别为地表水1，地表水2，地表水3。

饮用水:取2个饮用水水样，分别为饮用水1，饮用水2，饮用水3。

标准样:用清洁干燥的移液管从安瓿瓶中准确移取10.0ml标准溶液至1000m l容量瓶中，使用纯水准确稀释到刻度，充分混匀。其值为52.6±3.2μg/L。

水样1:取248m L标准样，向其中加入2m L磷酸，混匀。

水样2:取248m L标准样，向其中加入2m L硫酸，混匀。

水样3:取250m L标准样，向其中加入5μL分析纯的苯胺试剂，混匀。

水样4:取 250m L蒸馏水，向其中加入 5μL分析纯的苯胺试剂，混匀。

水样5:取250m L地表水2，向其中加入5μL分析纯的苯胺试剂，混匀。

4 结果分析

4.1 标准曲线

连续流动分析法:

见表1、图1。

表1 连续流动分析法标准曲线数值

图1 连续流动分析法挥发酚曲线

其线性回归方程:y=-127.8026+314081.22439x；其相关系数为:R=0.99988。

4.2 连续流动分析法挥发酚回收率的测定

采用连续流动分析法测量了不含苯胺干扰的水样，并对挥发酚进行了回收率测定，结果见表 2。

表2 连续流动分析法挥发酚回收率的测定

由表 2中数据可以看出，连续流动分析法测定挥发酚的回收率效果较好，能满足分析实验的要求。

4.3 与4-氨基安替比林法测酚效果的比对

表3 4-氨基安替比林法标准曲线数值

图2 4-氨基安替比林法挥发酚标准曲线

其线性回归方程:y=0.1141x-0.0989；其相关系数为:R=0.9996。

表4 连续流动分析法和4-氨基安替比林法对酚测定的结果

由表4可以看出，连续流动分析法和4-氨基安替比林法在水质分析实验中对挥发酚测定的结果没有明显不同，二者相对偏差满足分析实验的要求。

4.4 磷酸、硫酸对测定挥发酚含量的影响试验

分别对标准酚样、蒸馏水、地表水进行加磷酸和硫酸处理，然后使用连续流动分析仪测挥发酚含量，根据所得结果分析磷酸和硫酸对挥发酚测定的影响。

表5 磷酸、硫酸对测定挥发酚的影响试验结果

表5实验数据显示，使用连续流动分析仪测挥发酚含量，加入一定量磷酸和硫酸对挥发酚测定的影响不明显，即无干扰。实验过程中，磷酸能够固定挥发酚，pH酸性能够消除一定的干扰，磷酸和硫酸对无苯胺干扰的挥发酚水样测定无明显干扰；测定地表水样应做预处理（即加磷酸、硫酸铜固定剂），以减少实验结果的偏差。

4.5 加入定量苯胺干扰前后的对比试验

分别向以下各试验水样中加入5μL分析纯的苯胺试剂，用两种方法测量加入苯胺前后其挥发酚浓度。

表6 对比试验数据结果

表6数据显示，由于两种方法所用显色试剂的量不同（连续流动仪所用量较少）以及苯胺是微溶于水的有机物质等因素的影响。据此分析，在苯胺的干扰下，以上反应对于连续流动分析仪是过量反应，其产生的色度信号较手工法弱。

因此可得结论:苯胺对挥发酚的测量干扰严重，并且连续流动仪对干扰信号的响应相对较弱；苯胺干扰倍数无法具体得出。主要因为苯胺类化学物质在碱性条件和铁氰化钾氧化剂的作用下，与4-氨基安替比林反应，所产生的色度对原本挥发酚与4-氨基安替比林产生的吲哚酚安替比林染料色度产生了极大的干扰。

4.6 预蒸馏法消除苯胺干扰的测试

4.6.1 正常条件下的水样预处理方法

取250m L样品移入500m L全玻璃蒸馏器中，加25m L水，加数粒玻璃珠以防暴沸，再加数滴甲基橙指示液，若试样未显橙红色，则需继续补加磷酸溶液。

连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250m L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，放冷，再加 1滴甲基橙指示液。若发现蒸馏后残液不呈酸性，则应重新取样，增加磷酸溶液加入量，进行蒸馏。

4.6.2 pH＞12条件下的水样预处理方法

（1）量取250 m L水样，加入体积分数为10%的氢氧化钠溶液适量，使水样pH＞12。

（2）将碱化后的水样置于蒸馏瓶中，加数粒小玻璃珠防瀑沸，连接冷凝器后加热蒸馏，待馏出液量为200m L时，停止加热。

（3）去了馏出液，待蒸馏瓶冷却后，往瓶内残液中加入200m L无酚水，再加二滴甲基橙指示液，用体积分数为10%的磷酸溶液调水样pH≈4，然后加5.00m L硫酸铜溶液，连接冷凝器后加热蒸馏。

（4）按规定方法收集馏出液 250m L供比色用。

4.6.3 pH＜0.5条件下的水样预处理方法（HJ503-2009《水中挥发酚的测定》标准细化）

（1）量取250mL水样，加入适量分析纯浓磷酸（经调试发现，250mL水样加50m L分析纯浓磷酸后，pH值在0.4左右，使水样 pH＜0.5。

（2）将酸化后的水样置蒸馏瓶中，加数粒小玻璃珠防瀑沸，然后加5.00m L硫酸铜溶液，连接冷凝器后加热蒸馏。

（3）按规定方法收集馏出液 250m L供比色用。

表7 预蒸馏法消除苯胺干扰的测试结果

由表7可以看出:第一，pH＞12与 pH＜0.5两种条件下预处理水样，不会改变水样中的挥发酚浓度。第二，pH＞12或 pH＜0.5条件下预处理水样后，对苯胺类杂质干扰确实有明显的抑制作用。第三，从两种方法的操作过程看，pH＜0.5条件下预处理过程明显比pH＞12条件下预处理过程要操作简便、省时省力。

5 结论

在测定水中挥发酚时，连续流动分析法与4-氨基安替比林法无显著差异，且具有样品处理简单、分析周期短、准确度和精密度好、自动化程度高、试样和试剂用量少、不需要使用氯仿对环境和实验者比较安全等优点；苯胺对挥发酚的测定具有数量级倍数的干扰；正常条件下的水样预处理不能消除苯胺对挥发酚测定的影响，连续流动分析法测定挥发酚含量时，应对水样进行pH＜0.5条件下预蒸馏处理或者 pH＞12条件下预蒸馏处理，且前者处理过程具有操作方便、省时省力的特点。

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：A

：1008-1305（2015）05-0004-04

DO I：10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.002

水利部科技推广项目（TG1408）

李志林（1989年—），男，助理工程师。