两种不同保存剂对水质中挥发酚测定结果的影响
2021-06-15向元英周竞达黄麟杰
向元英,曾 锐,周竞达,黄麟杰,叶 智
(四川省德阳生态环境监测中心站,四川 德阳 618000)
挥发酚通常是指沸点在 230 ℃ 以下的酚类,它具有高毒性,人体摄入一定量后会出现急性中毒;鱼生长在含挥发酚一定量的水环境中,可使鱼肉产生异味甚至使鱼中毒死亡;含高浓度酚的农田灌溉水会使农作物减产或枯死[1]。美国EPA已将许多酚类化合物列入环境优先控制污染物的黑名单[2]。因此,正确保存水质样品中的挥发酚,确保高准确度和高精密度的分析结果显得尤为重要。
1 方法与材料
1.1 实验原理
水样通过在蒸馏系统蒸馏膜的作用下,使酚与其它物质分离,分离出的酚类物质,在pH为10的环境下和铁氰化钾的存在条件下,与显色剂反应生成橙黄色的染料,测定 510 nm 波长处的吸光度。
1.2 试剂与仪器
1.2.1 实验试剂
1)显色剂:将0.64 g 4-氨基安替比林显色剂溶于水中,定容至 1 L。
2)缓冲溶液:将 3.1 g 硼酸(H3BO3),3.75 g 氯化钾(KCl)和 2.0 g 铁氰化钾[KFe(CN)3]溶于 900 mL 纯水中,加入 40 g/L 氢氧化钠(NaOH)溶液 47 mL,使溶液的pH为10.3,定容至 1 L。
3)蒸馏试剂(30%磷酸):将 300 mL 磷酸(H3PO4)稀释至 1 L。
载流:超纯水。
所用试剂均为优级纯或更高纯度,以上试剂皆需超声 30 min 脱气。
1.2.2 仪器设备
全自动流动注射分析仪,挥发酚分析通道,自动进样器,超纯水机,电子分析天平。
1.3 制备样品
1)磷酸与硫酸铜组成的保存剂(简称保存剂1):称取 1.00 g 五水合硫酸铜溶于适量超纯水中,再加入 0.8 mL 浓磷酸,溶解后移至 1000 mL 容量瓶中,用水定容至标线,混均,此时加保存剂1样品的pH约为4。
2)抗坏血酸与氢氧化钠组成的保存剂(简称保存剂2):称取 0.15 g 抗坏血酸和 0.50 g 氢氧化钠溶于适量超纯水中,溶解后移至 1000 mL 容量瓶中,用水定容至标线,混均,此时加保存剂2样品的pH≥12。
2 结果与讨论
将《水质 挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503-2009)[3]中要求样品及时加入磷酸酸化至pH约为4,并加入适量硫酸铜抑制微生物对酚类的生物氧化作用。但在《水质挥发酚的测定 流动注射-4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 825-2017)[4]中要求在样品中加入抗坏血酸除去残余氯,并用氢氧化钠固定使样品pH≥12。为此,在水样中加入不同保存剂,对比加入不同保存剂后水样中挥发酚的测定结果。
2.1 测量标准曲线
每次测定样品前,均用新配置的标准溶液重新绘制标准曲线。标准储备液为 100 mg/L 挥发酚(国家环境保护总局标准样品研究所生产)。取6个盛有适量去离子水的 100 mL 容量瓶,分别加入 1 mg/L 的挥发酚标准中间使用液0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mL,加去离子水至刻度,逐级配置成0、2、5、10、20、50、100 μg/L 的标准溶液,通过流动注射仪测得已知浓度与峰面积的关系见表1,标准曲线见图1。
图1 标准曲线图
表1 加保存剂标准曲线各点测定结果
实验表明,在0~100 μg/L 范围内,加入两种不同保存剂后标准曲线的相关系数R均大于0.9990,且具有很好的线性关系。两种保存剂皆满足分析要求。
2.2 测定检出限
按照《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168-2020)[5]附录A中的方法特征指标确定方法中A.1方法检出限,按照公式(1)、(2)计算方法检出限。
(1)
MDL=t(n-1,0.99)×Sp
(2)
式中:vA为nA-1(方差计算结果大的批次的自由度);vB为nB-1(方差计算结果小的批次的自由度);SP为组合标准偏差;t为自由度vA+vB,置信度为99%时的t分布。
测定挥发酚 0.005 mg/L 质量浓度样品测得实验数据如表2所示。
表2 两种不同保存剂对挥发酚检出限的实验结果 mg·L-1
将两种保存方式方差较大批次与较小批次平行测定7次。得到加入保存剂1的检出限为 0.0009 mg/L,加入保存剂2的检出限为 0.001 mg/L,两种方式皆低于当检测光程为 10 mm 时,HJ 825-2017方法检出限:0.002 mg/L。
2.3 准确度与精密度
在标准曲线范围内测定不同浓度的挥发酚样品,然后进行准确度和精密度测试。挥发酚质控样:200348(保部标准样品研究所)真值为61.1±4.3 μg/L,200358(保部标准样品研究所)真值为30.5±2.1 μg/L,每个浓度的质控样用两种不同的保存剂处理后平行测定6次,测定结果如表3所示。
表3 两种不同保存剂处理后的质控样的测定结果表
从表3可知,经两种不同保存剂处理后的质控样,平行测定6次的结果均在真值范围内,表现出较好的准确度;相对标准偏差均小于5%,表现出较好的重现性和精密度。两种不同保存剂处理后测得值间无显著性差异,皆符合方法要求。
3 结论
文章浅析了两种不同保存剂对水质中挥发酚测定结果的影响。通过对含不同浓度挥发酚的水样测定可知,磷酸、硫酸铜组成的保存剂与氢氧化钠、抗坏血酸组成的保存剂均能有效保存含挥发酚类水样,且两种保存剂对含挥发酚类水样的保存无显著性差异。