水中挥发酚环境监测方法的探讨

燕 秋

（上海田苑环境科技有限公司，上海 201703）

工业化发展大幅度提高了人们居住和生活的环境质量，然而，在这一进程中，人类的水资源却遭受了严重污染。其中被酚污染的水容易通过皮肤引起全身中毒；其蒸气由呼吸道吸入，对神经系统损害更大。长期吸入带浓度酚蒸汽或使用酚污染了的水可引起慢性积累性中毒；吸入高浓度酚蒸汽或酚液，或大量酚液溅到皮肤上都可引起急性中毒[1]。当体内酚含量急剧升高时，则会造成死亡。由此可见，挥发酚正在生活中悄无声息地残害着人类健康，我们必须予以高度重视。本研究分析挥发酚的危害和检测意义，并从实验原理、影响因素、方法特点三个方面分别对即有的两种检测方法进行分析和讨论，展望了水中挥发酚的环境监测方法与发展趋势。

1 水中挥发酚的危害与环境监测意义

1.1 水中挥发酚的危害

酚类物质分为两种，挥发性的和非挥发性的，界定以230 ℃的沸点为参考，沸点低于230 ℃的为挥发性酚。挥发性酚主要来源于工业生产，以石油炼化为主，此外木材加工厂、焦化厂、化学试剂生产厂等也会产生大量的挥发性酚。酚类物质对人体的危害主要表现在急性中毒和慢性中毒两个方面。如果身体中短时摄入大量挥发性酚，则会造成急性中毒，表现为休克或者死亡。如果长期小剂量摄入体内，比如长期饮用含有挥发性酚的水源，则会引起头疼、瘙痒、贫血等多种症状。

酚类物质对人体的危害方式主要分为两种，一种是挥发性酚类直接刺激呼吸道黏膜，一种是通过饮用水进入人体富集。酚类物质对人体的危害途径分为两种，一种是直接性的，即挥发性酚通过空气或者水源直接进入人体；一种是间接性的，即酚类物质会干扰水中动植物的正常生长，人类食用动植物后产生病状。

1.2 水中挥发酚的环境监测意义

通过对水中挥发性酚的环境监测，可以了解各个地区水中挥发性酚的含量。如果含量超标，则要采取有效方式进行净水，从而避免居民经由水源获得酚类，致使身体健康受损。另外，确定地域内水资源中挥发性酚超标后，可以深入对周边的各类工厂进行调研，并及时制止排污不达标的污染环境行为[2]。

2 水中挥发酚的环境监测方法

2.1 4-氨基安替比林分光光度法

2.1.1 方法分类及原理

4-氨基安替比林分光光度法是环境监测部门测定水中挥发性酚的常用方法，这种方法的测量精确度相对较高，可以应用于对饮用水的检测工作中。实验中所用的化学试剂包括苯酚标准液、氯仿、氨水、缓冲液、4-氨基安替比林分光光度法溶液、铁氰化钾溶液等。根据不同的水样，可以选用不同的4-氨基安替比林分光光度法来进行监测。所以，该方法可以分为两类，一类是直接分光光度法，一类是萃取分光光度法[3]。

直接分光光度法的基本原理是利用显色反应来测量吸光度。缓冲液的pH值为10，要求提供一个弱碱性的反应条件。显色剂是铁氰化钾，该物质与4-氨基安替比林反应后会产生橙红色的物质，即安替比林染料。在显色后，于半小时内利用吸光光度法进行检测，波长为510 nm。直接分光光度法适用于检测生活用水和工业废水[4]。

萃取分光光度法的基本原理与上述直接分光光度法有重合，在直接分光光度法处理完成后，不直接进行吸光光度检测，而是利用三氯甲烷进行萃取。萃取后，再利用吸光光度法进行检测，但是检测的波长会发生变化，波长为460 nm。萃取分光光度法适用于检测饮用水、地下水、地表水。

通过检测原理可知，当水中挥发酚的含量相对较高时，如生活用水和工业废水，使用直接分光光度法来进行检测；当水中挥发酚的含量相对较低时，如处理过的饮用水或者地表水，则使用萃取分光光度法[5]。这是因为酚类属于有机物，三氯甲烷也是有机物，相似相容，通过萃取可以实现酚类物质的富集，有利于提高检测结果的准确性。

2.1.2 影响检测结果的因素

分光光度法的本质是利用显色剂铁氰化钾与4-氨基安替比林反应生成橙红色染料，然后利用510 nm或者460 nm波长来进行检测。所以，除去分光光度计的设备误差之外，对结果产生最大影响的是显色剂的纯度和用量。下面将分别进行讨论。

第一，显色剂的纯度对测量结果的影响。显色剂的纯度主要表现在灵敏性和空白值两个方面。如果显色剂的灵敏度高，则空白值相对较低并且稳定，绘制的标准曲线也会比较精确，那么测量结果会较为准确。显色反应是由铁氰化钾和4-氨基安替比林共同作用的结果。标准曲线的绘制是利用不同浓度的4-氨基安替比林来制成的。叶玲研究发现，不同厂家生产的4-氨基安替比林纯度不同，所绘制的标准曲线也会有一定的差异[6]。仇开涛研究发现，三氯甲烷萃取的4-氨基安替比林实验结果精确度高于直接购买的4-氨基安替比林实验结果[7]。仪眀媛研究发现，提纯方法对显色剂4-氨基安替比林空白值有显著影响，三氯甲烷萃取后硅镁型吸附剂吸附提纯效果最佳，空白值的吸光度能够被有效降低[8]。关于通过提纯显色剂来降低空白值的研究成果较多，下面将不再赘述。

第二，显色剂用量对测量结果的影响。国标上要求4-氨基安替比林的用量为1.5 mL。研究表明，该显色剂的加入量与空白值成正相关，用量范围在0.9～1.8 mL。叶玲研究了纯化前后与显色剂用量之间的关系，研究发现在纯化后，显色剂有一定程度的损失，所以建议将用量提高到2.0 mL。洪梅则对显色剂用量与测量结果的准确度进行了研究，研究表明用量大于或者小于1.5 mL，都会影响测量结果的准确度。由此可见，显色剂的用量对测量结果有直接影响，所以在测量过程中要统一要求，严格按照国标要求使用显色剂用量，从而保证测量结果的准确性，保证环境监测部门测量结果的权威性。

第三，其他因素对测量结果的影响。显色剂除了4-氨基安替比林，还有铁氰化钾，铁氰化钾的用量和纯度也会对结果有一定影响，如果纯度不够，溶液中过剩的4-氨基安替比林不会参与检测，就会造成检测结果偏低的假象。所以，在检测时铁氰化钾可以适当多放。除此之外，实验中用到的缓冲溶液，pH值为10±0.2。反应的条件非常重要，对温度、缓冲溶液都有严格要求，要尽可能减少实验中量化要素的偏差。

2.1.3 方法的优点和不足

分光光度法的优点是两种方法都可以对不同含量酚类水样进行检测，有针对性地开展水样检测。缺点是影响标准曲线绘制的因素较多，对于低剂量的污染水样，其测量结果的精确度和准确性还有一定的提升空间。

2.2 流动注射分光光度法

2.2.1 方法分类及原理

流动注射分光光度法以萃取分光光度法为基础。实验中所用的化学试剂包括苯酚标准液、氯仿、氨水、缓冲液、4-氨基安替比林分光光度法溶液、铁氰化钾溶液等等。实验中所使用的仪器设备是连续流动注射仪。

流动注射分光光度法的基本原理是现将水样在酸性条件下蒸馏，使挥发性酚类从水溶液中分离出来，然后与铁氰化钾发生显色反应，再用505 nm波长进行吸光度检测。

2.2.2 结果的影响因素

影响测试结果的因素很多，除了萃取分光光度法的影响因素之外，还有连续流动注射仪的精确性。根据操作顺序看，蠕动泵阀的时间、铁氰化钾溶液的酸碱度等对其都有影响。另外，仪器管路纯水的纯度、温度、控制时间等也会有不同程度的影响。

2.2.3 方法的优点和不足

流动注射分光光度法的优点是利用仪器来进行样品的预处理，其缺点是仪器操作步骤相对比较多，在使用过程中难以准确控制时间。另外，仪器中所用水、空气等又引入了新的变量。但是，该方法具有很好的发展前景，未来通过电气自动化可以对设备的运行进行编程，设备运行的误差是相对稳定的，相比于人的操作，会大大降低测量误差。

3 水中挥发酚环境监测的发展趋势

3.1 优化和完善实验操作

水中挥发酚的环境监测工作关系着人类的健康与发展，所以实验方法的优化会持续进行。现阶段的两种检测方法都需要大量的人工操作。实验中，人工操作的部分不可避免地会产生偏差，实验试剂的纯度和用量也会影响实验的精确度和准确性。所以，未来会对实验操作进行严格规范，从而减小实验测量结果的偏差。另外，指定测量设备的类型、指定测量试剂的厂家和纯度也有利于降低实验误差。流动注射分光光度法，已经用设备代替了部分人工操作，未来可以通过设备误差的计算来对测量结果进行矫正，从而提高检测结果的准确性。

3.2 增加对污染源的监测

直接分光光度法，可以对生活用水和工厂用水进行直接测量。该测量方法可以推广到工程排污自检中，从而及时控制超标污水的排放。由于工厂污水中酚类含量差异较大，该检测方法的量程还需要进一步扩大。

4 结论

综上所述，水中挥发性酚的危害很严重，需要环保部门给予高度重视。目前，两种环境监测方法都有一定效果，但是仍然有一定的上升空间。未来，要对影响监测方法的因素进行深入研究，减少这些因素对检测准确度和精确度的影响，这就要求在实验操作方面精益求精。另外，环保部门要对向水中排入挥发性酚类物质的污染源进行严格管控，将该测试方法推广到各大工厂，在排放废水之前进行监测，处理达标后再进行排放。这样可以减少全国各地水资源酚类物质含量监测的工作量，进而保证居民用水的安全性。