王靜元 李增華 劉源美
(洛陽市環(huán)境監(jiān)測站,河南 洛陽 47100071000)
水體中揮發(fā)酚為高毒物質(zhì),不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,而且當(dāng)人體攝入一定量時,會對人體的健康造成嚴(yán)重危害。由此可見水質(zhì)分析中揮發(fā)酚含量檢測的重要性。但是,在檢測揮發(fā)酚的過程中,會存在一些干擾因素,影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,文章針對水質(zhì)分析揮發(fā)酚檢測過程中的干擾及消除進(jìn)行了剖析。
1.1 揮發(fā)酚的概念。酚是在苯環(huán)或者稠環(huán)上連接了羥基的化合物,如果連接一個羥基,則稱之為一元酚,如果連接多個羥基,則稱之為多元酚。根據(jù)酚類能否與水蒸氣一起蒸出,分為揮發(fā)酚和不揮發(fā)酚。通常狀況下,沸點(diǎn)低于230℃的酚類都是揮發(fā)酚,屬一元酚。酚類的來源廣泛,包括工業(yè)領(lǐng)域,例如木材防腐、煉油、造紙以及煤氣洗滌等,城市污水、糞便等同樣會產(chǎn)生酚類物質(zhì)。
1.2 揮發(fā)酚的檢測方法分析。揮發(fā)酚的檢測方法較多,具體包括以下幾種:①液相色譜法,雖然該種檢測方法適用于高分子量有機(jī)物、熱穩(wěn)定性差、高沸點(diǎn)物質(zhì)的檢測,但是,通過預(yù)處理之后,沒有衍生物,可以直接進(jìn)行分析,逐漸地被應(yīng)用在揮發(fā)酚檢測領(lǐng)域;②氣相色譜法,該種檢測方法是一種分離和測定技術(shù),具有分析速度快、靈敏度高以及分離度好等優(yōu)點(diǎn),能夠有效地滿足痕量分析的實(shí)際需求,被廣泛地應(yīng)用在地質(zhì)環(huán)境檢測中;③溴化容量法,該種方法適用于檢測高濃度揮發(fā)酚,當(dāng)揮發(fā)酚通過溴液時,會和溴液發(fā)生反應(yīng),生成溴代三溴酚,加入碘化鉀后,碘化鉀與溴代三溴酚反應(yīng),將碘釋放,采用硫代硫酸鈉進(jìn)行滴定,通過測定碘的含量計算揮發(fā)酚的含量,該種方法適用于工業(yè)廢水以及其他高濃度揮發(fā)酚的檢測;④4-氨基安替比林分光光度法,該種檢測方法也稱為4-AAP分光廣度法,在堿性緩沖溶液中,在鐵氰化鉀存在下,4-AAP和揮發(fā)酚生成吲哚酚安替比林染料,呈橙紅色,采用分光光度計測定溶液的吸光度,以此測定揮發(fā)酚的含量,該種檢測方法具有精密度高、穩(wěn)定性好以及選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。上述幾種揮發(fā)酚含量檢測方法中,溴化容量法、4-氨基安替比林分光光度法能夠比較準(zhǔn)確地檢測出水質(zhì)中的揮發(fā)酚含量,并且具有試劑與儀器價格低、方法簡單、操作方便等特點(diǎn),尤其是4-氨基安替比林分光光度法,是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的揮發(fā)酚檢測方法。
2.1 水質(zhì)樣品中無機(jī)或有機(jī)的還原性物質(zhì)的消除。水質(zhì)樣品中常見的還原性物質(zhì)和有機(jī)物包括亞硫酸鹽、甲醛等,為了消除有機(jī)物對檢測結(jié)果的影響,應(yīng)該對樣本進(jìn)行分樣處理,具體操作為:把樣品放在分液漏斗中,在分液漏斗中添加硫酸溶液,此時,樣品呈酸性,依次添加50mL、30mL、30mL乙醚來萃取酚,合并乙醚層于另一分液漏斗,然后分次添加4mL、3mL、3mL10%氫氧化鈉溶液進(jìn)行反萃取,使酚類化合物轉(zhuǎn)移到氫氧化鈉溶液中,然后合并萃取液,移入燒杯中,然后將獲得的溶液置于水浴中加熱,去除溶液中的殘留萃取劑,能夠有效地消除無機(jī)或有機(jī)的還原性物質(zhì)對揮發(fā)酚檢測的干擾[2]。
2.2 苯胺類物質(zhì)的消除。水質(zhì)中的苯胺類物質(zhì)會與4-氨基安替比林產(chǎn)生反應(yīng),出現(xiàn)顯色反應(yīng)示數(shù)偏高的現(xiàn)象,對檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。為了消除苯胺類物質(zhì)對揮發(fā)酚檢測結(jié)果的影響,通常采用蒸餾的方式進(jìn)行消除,在pH小于0.5的條件下進(jìn)行蒸餾分離,能夠有效地消除苯胺類物質(zhì)對結(jié)果的影響。
2.3 硫化物的消除。采集的水質(zhì)樣品應(yīng)該先采用乙酸鉛試紙進(jìn)行檢測,如果水質(zhì)樣品中含有硫化物,則乙酸鉛試紙將會變黑,為了消除硫化物對揮發(fā)酚檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響,應(yīng)該進(jìn)行以下處理:當(dāng)樣品中有黑色沉淀時,可取一滴樣品放在乙酸鉛試紙上,若試紙變黑色,說明有硫化物存在。此時樣品繼續(xù)加磷酸酸化,置通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行攪拌曝氣,直至生成的硫化氫完全逸出[3]。
2.4 油類物質(zhì)的消除。如果水質(zhì)分析樣品中含有油類物質(zhì),將會降低水質(zhì)樣品中污染物的沸點(diǎn),對蒸餾過程產(chǎn)生影響,不能夠準(zhǔn)確地檢測到揮發(fā)酚的含量。為了消除油類物質(zhì)對水質(zhì)樣品檢測結(jié)果的影響,應(yīng)該對水質(zhì)樣品靜置分離出浮油后,調(diào)節(jié)pH值,通常采用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié),將水質(zhì)樣品的pH值調(diào)節(jié)在12.0左右,這樣能夠?qū)⒎宇愇镔|(zhì)轉(zhuǎn)變成酚鈉,將經(jīng)過處理的水質(zhì)樣品通過四氧化碳進(jìn)行萃取,萃取兩次。
2.5 加入試劑的影響。試劑的添加順序非常重要,應(yīng)該按照緩沖溶液、4-氨基安替比林、鐵氰化鉀的順序,如果沒有按照上述步驟進(jìn)行添加,先加入4-氨基安替比林,揮發(fā)酚和4-氨基安替比林形成安替比林紅,導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高;如果先加入鐵氰化鉀,將會使結(jié)果偏低。因此,必須嚴(yán)格按照上述步驟添加試劑,不能隨意更改順序[2]。
2.6 酚標(biāo)準(zhǔn)溶液的影響。通常采用溴化容量法進(jìn)行標(biāo)定酚溶液的檢測,在標(biāo)準(zhǔn)酚溶液中添加溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后采用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,發(fā)生以下反應(yīng)
揮發(fā)酚和生成的Br2反應(yīng),生成C6H2Br3OH白色沉淀,反應(yīng)式表現(xiàn)為:
碘化鉀和剩余的溴發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)式表現(xiàn)為:
由此可見,溴的含量對揮發(fā)酚含量的測定具有一定的影響,應(yīng)該嚴(yán)格控制溴的含量,并控制溴化時間,通常控制在10min左右,否則將會導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高。
當(dāng)排除了上述干擾因素之后,揮發(fā)酚檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性顯著提高,三種水質(zhì)樣品(A市政下水管網(wǎng)污水、B化工廠污水、C某排污口)干擾因素排除前后的質(zhì)控數(shù)據(jù)分別表現(xiàn)為:A(0.920±0.065)、B(0.850±0.065)、C(0.812±0.065)干擾因素排除前的結(jié)果分別為:1.16、1.12、1.08;干擾因素排除后的結(jié)果分別為:0.922、0.858、0.814,當(dāng)排除了干擾因素后,揮發(fā)酚檢測結(jié)果的準(zhǔn)確率高達(dá)98%,檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性更高。
綜上所述,當(dāng)排除了水質(zhì)樣品中還原性物質(zhì)和有機(jī)物、苯胺類物質(zhì)、硫化物、油類物質(zhì)、氧化干擾物、加入試劑以及標(biāo)準(zhǔn)酚標(biāo)準(zhǔn)溶液等因素的影響后,揮發(fā)酚的檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[1]崔轉(zhuǎn)青.水質(zhì)測定中降低揮發(fā)酚空白值的探討[J].化工中間體,2015(2):40-42.
[2]胡秋霞.影響水質(zhì)揮發(fā)酚檢測的因素分析[J].工業(yè)·生產(chǎn),2015(9):20-21.