探讨水环境监测中挥发酚监测必要性及其监测方法

蒋学波

（南充市阆中生态环境监测站，四川 南充 637400）

水是人类生存的重要资源，目前全球均处于淡水资源短缺状态，人们愈加重视对水资源及水环境的监测与保护工作。做好水环境监测工作，保障我国居民用水安全，不断提升我国水环境质量，是维持我国可持续性发展的重要途径之一。本文主要从水环境监测的概述、水环境中挥发酚环境监测的必要性、水环境中挥发酚的环境监测方法这三方面展开论述。

1 水环境监测的概述

水环境监测主要是指以水环境为对象，利用物理、化学、生物等方面的技术手段，对其中的污染物及其有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析，以便于为水环境管理提供可靠的基础数据，进一步提升水环境管理水平。近年来，随我国对水资源的重视，《水法》《水污染防治法》《环境保护法》等相关法律法规的出台与完善，水环境保护法律体系的建立健全，工业污水的排放、水环境监测方式与标准等均有了统一规定与要求。有效布控监测点，全面、系统、动态地对水环境进行监测，高效掌握各时期的水环境质量及影响水环境质量的污染源，以便于相关政府、机构展开有针对性的监督管理和防治工作，进一步提升水环境质量，保障我国的水资源。

2 水环境中挥发酚监测的必要性

一般 按酚类能否与水蒸气一起蒸出，可分为挥发酚和不挥发酚，其中挥发酚主要是指沸点在230 ℃以下的酚类有毒物质，多为一元酚，不挥发酚的沸点则在230 ℃以上，多为二元酚、多元酚[1-2]。挥发酚属高毒物质，若人不幸摄入一定量的该类物质会出现急性中毒症状；长期饮用被酚污染的水，会诱发头痛、贫血及各种神经系统症状等，会对其生命安全造成严重威胁。除此之外，若水中含酚浓度较高，此水也不宜于养殖水生物或农田灌溉。经相关学者调研得知，水中含酚0.1～0.2 mg/L鱼肉会有异味，含酚量大于5 mg/L时，鱼会中毒死亡，且较高浓度的含酚废水会导致农作物减产甚至枯死。水中挥发酚主要来源于焦化厂、煤气厂、造纸厂、石油炼厂、木材防腐、医药及化工行业的工业废水，定期对当地各区域的水环境，尤其是易产生工业废水的工厂排水口，进行水中挥发酚含量检测，及时清除水中酚类物质，对提升水环境质量，保障水资源，提升居民用水安全等均有重要意义。

3 水环境中挥发酚的监测方法

2020年6月生态环境部出台的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》中，就明确提及2020～2035年，生态环境监测将在全面深化环境质量和污染源监测的基础上，逐步向生态状态监测和环境风险预警拓展。2021年10月出台的《区域生态质量评价办法（试行）》中，也对区域生态质量评价的指标体系、数据要求和评价方法等进行了统一规划。因此，下面主要就当前水环境中挥发酚的监测方法展开论述。

3.1 4-氨基安替比林分光光度法

4-氨基安替比林是一种有机物，易溶于水、苯、乙醇，微溶于乙醚，淡黄色结晶、熔点为109 ℃。在碱性条件下，加入氧化剂，可与酚类化合物反应生成红色染料。根据上述机理，将4-氨基安替比林分光光度法应用到水环境的挥发酚监测过程中，用蒸馏法将挥发酚从待测水样本中蒸馏出来，并用干扰物质和固定剂进行进一步分离，后再在pH值10.0±0.2条件下，先后加入铁氰化钾、4-氨基安替比林，充分混匀后，反应生成橙红色的安替比林染料。最后再用三氯甲烷将橙红色染料自水溶液中萃取出来，用460 nm波长光波进行萃取分光光度检测法，或在显色后30分钟内，直接用510 nm波长光波进行直接分光光度检测法。这两种分光光度法的检测原理，都是通过测定待测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对待测物质进行定性和定量方面的检测。一般情况下，上述两种分光光度法所达效果基本一致，但应用范围存在一定差异，其中萃取分光光度法多用于饮用水、地下水、地表水中挥发酚的检测，直接分光光度法多用于生活用水和工业废水的检测。这是因为饮用水、地下水、地表水中挥发酚含量相对较低，经萃取后，能进一步提炼酚类物质，对提升检测结果的精准度有积极影响。

虽然4-氨基安替比林分光光度法普遍能达到较好的挥发酚检测效果，但在实际检测过程中，其检测结果仍受诸多因素影响。王昌远[3]研究中，就提及水体样本中，硫化物、石油类、少量浑浊类杂质及微生物等，均会对挥发酚检测结果造成一定影响。因此针对硫化物、石油类、少量浑浊类杂质，可先利用蒸馏去除相关杂质，再用固体氢氧化钠进行样本酸碱度调节，待pH值调至12～12.5后，用四氯化碳水浴加热去除样本内浑浊物，再进行酸碱度调节，将样本pH值降至4.0左右。降低水体样本酸碱度，做酸化处理，主要是为了去除微生物。在此基础上，可适当添加硫酸铜，以进一步降低微生物对样本中酚类物质的影响。除此之外，其论述中还提及，4-氨基安替比林试剂厂家、加入量的不同，也会对挥发酚检测结果造成一定影响。一般4-氨基安替比林试剂厂家的不同，其纯度、质量会存在一定差异，4-氨基安替比林试剂的纯度越高，在挥发酚检测中，检出结果的精准度更高。针对4-氨基安替比林试剂厂家致4-氨基安替比林试剂纯度差异方面，可采用萃取分光光度法，萃取水体样本中挥发酚物质后，再进行分光光度法，能降低检测结果的差异，稳定空白吸光值。加入量方面，4-氨基安替比林试剂加入量＜2.0 mL时，测得的吸光度偏低，而加入量为2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL时，测得的吸光度差异不大，即一般情况下4-氨基安替比林试剂加入量需以2.0～3.0 mL为主。或是对4-氨基安替比林试剂进行提纯后，再利用4-氨基安替比林分光光度法进行水中挥发酚的检测，以进一步提升检出效果。

综上所述，4-氨基安替比林分光光度法在水环境监测中，能对水体样本中的挥发酚进行有效检测，且萃取分光光度法、直接分光光度法均可达到较好的检测效果，在实际检测过程中，检测人员可根据采集水样的不同，实施不同的分光光度法，以提升检测结果的精准度和检测水平。就此方法主要不足之处而言，若待测水体样本中挥发酚含量过低，会对检测结果造成一定影响，虽然萃取分光光度法经萃取后，利于提升挥发酚检测结果的精准度，但仍有较高提升空间。

3.2 流动注射-4-氨基安替比林分光光度法

流动注射-4-氨基安替比林分光光度法是将待测水体样本注入流动着的、非空气间隔的试剂溶液载流中，并让待测水体样本流入到反应盘管内，形成特定区域，同载流中试剂混合、反应，后再流入到流通检测器内进行进一步测定、分析。与4-氨基安替比林分光光度法相比，此监测方式主要是利用连续流动注射仪对待测水体样本进行处理，后经分光光度法进行挥发酚物质及量的检测。其主要原理是将待测水体样本在酸性条件下进行蒸馏，其目的与4-氨基安替比林分光光度法相似，是为了将挥发酚与水溶液分离，后在碱性环境及铁氰化钾条件下，与4-氨基安替比林进行显色反应，再用500 nm波长光波进行待测物质的吸光度检测，分析记录待测水体样本中是否含挥发酚。同时与4-氨基安替比林分光光度法相比，流动注射技术将吸光分析法、荧光分析法、离子选择电极分析法等检测方式进行了分析流程管道化，在现代化科学技术支持下，有效去除了各分析法中的手工操作，即将待测物质放入基于流动注射技术的相关仪器内，可实现自动化检测、分析，对降低人为差错风险，提升检测结果的精准度有重要意义，能进一步提升分析法的精密度，减少相对标准偏差。

但就实际检测情况而言，此检测方式仍受诸多因素影响。如基于流动注射技术的4-氨基安替比林分光光度法，在载流试剂中加入4-氨基安替比林进行显色反应，将4-氨基安替比林分光光度法分析流程管道化。则此类检测方式，其检测结果同样会受水体样本内杂质、微生物及4-氨基安替比林试剂厂家、加入量等因素影响。除此之外，黄玲[4]等人研究中，根据其研究结果得，水体样本的重复性引入的不确定度影响最大，同时仪器精密度对检测结果也会造成一定影响。因此在流动注射-4-氨基安替比林分光光度法中，首先需重视检测器的选择，尽量选取精密度较高的仪器，做好检测设备的定期检查与维修工作，及时更换破损、老旧仪器，以保障检测结果的精准度与有效性。检测过程中，还需调整好仪器参数，包括温度、控制时间等。做好检测过程中所需试剂的加入工作，严格按照相关标准，控制试剂加入量、酸碱值等。

综上，在现代化科学技术的支持下，流动注射-4-氨基安替比林分光光度法将水环境监测中挥发酚的检测工作机械化、自动化，利用基于流动注射技术的机器进行检测，在降低人工差错的同时，利于提升时间、剂量、酸碱度等各变量方面的控制效果，对提升检测结果的精准度有积极影响。与4-氨基安替比林分光光度法相比，流动注射-4-氨基安替比林分光光度法可广泛用于大批量水体样本检测中，有操作便捷、精准度高、检出限度低、线性范围好等优势，可帮助检测人员达较好的检出效果。

3.3 溴化容量法

溴化容量法主要的作用原理是，在过量溴溶液中，让溴和酚相互反应生成三溴酚、溴代三溴酚。再在剩余的溴、碘化钾中，释放出游离碘，并让溴代三溴酚同碘化钾相互反应，生成三溴酚和游离碘，最后用硫代硫酸钠溶液滴定释放出的游离碘，根据其消耗量，计算出挥发酚的含量。与上述两种挥发酚检测方法相比，此检测方法多适用于含酚浓度较高的污染水，如工厂排污废水口处采集的水体样本，和尚未进行污水排污处理处的水体样本，采用溴化容量法能较快速、便捷地计算出受检水环境处的挥发酚含量。

但就实际检测情况而言，溴化容量法在检测过程中也会受诸多因素影响。首先是水体样本中的杂质，工厂排污废水口和尚未进行污水排污处理处的水体样本，这两处水体样本内杂质尚未经水稀释，水体样本中各杂质含量普遍较高，干扰因素较多，会对检出结果的精准度造成直接影响。因此在进行溴化容量法检测前，需进行干扰物清除处理，以保障检测结果的有效性。其次，在滴定操作过程中，需确保滴定液体的全覆盖性与匀速性，确保硫代硫酸钠溶液同待测液体的有效反应，确保游离碘的有效、完全释放，以便于更精准地计算出待测水体样本中挥发酚的具体含量[5-6]。加入硫代硫酸钠溶液后对待测样本进行适当摇晃，以确保溶液的有效融合。在计算过程中，也需严格按照相关公式、机理进行挥发酚含量计算，以降低检出结果的相对偏差值。

综上所述，溴化容量法在相关公式和化学原理支持下，能达较好的检出效果，且检出结果具有一定精准度。但就实际应用情况而言，此检测方式的应用范围较小，主要适用于工厂排污废水口和尚未进行污水排污处理处的水体样本，能帮助检测人员对工厂废水排污情况进行有效评估、分析，利于相关监管人员对工厂废水排污进行有效监督、管理，从源头尽量根除挥发酚的排出，降低酚类物质对水资源的污染。

4 挥发酚监测方式在水环境监测中的发展

挥发酚作为常见且重要的污染物，一旦此类物质在水中含量过高，不仅会对水生物、农作物造成严重影响，若人体直接或间接摄入被酚污染的水或食品，还会增加相关疾病的发病风险，会对居民用水健康及生态环境造成巨大损伤。随我国相关法律条例的健全与完善，《国家生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006中，已明确指出待检水体样本中，挥发酚含量需＜0.002 mg/L，一旦超标，需对相关水环境进行及时处理，严格控制工厂排污废水中挥发酚含量，降低水环境受污染程度。同时，近年来随着我国科学技术、计算机技术的发展，挥发酚相关检测技术与仪器设备也在不断完善与改进，现代化技术的融入对降低人工操作误差有重要作用，能帮助检测人员获取更精准的挥发酚检测结果，利于其给予相关水环境更有针对性的管理措施，对保障我国水资源，提升生态环境治理水平等均有重要意义。

5 结论

综上所述，挥发酚是有毒物质，一旦水中挥发酚含量过多会对生态环境及居民用水安全造成严重影响，所以在水环境监测工作中，人们需重视挥发酚的监测工作，以降低水中挥发酚含量，改善生态环境，降低水污染程度。就目前挥发酚主要的监测方法而言，主要有4-氨基安替比林分光光度法、流动注射-4-氨基安替比林分光光度法、溴化容量法这三种监测方式，其中，4-氨基安替比林分光光度法、流动注射-4-氨基安替比林分光光度法均是以分光光度法为基础，对待测水体样本中挥发酚进行检测，溴化容量法则主要是利用化学反应及相关原理公式，计算待测水体样本中挥发酚含量。不同检测方式的检测机理、技术及优劣势等均存在一定差异，检测人员可根据待测水体样本的取样范围及可实施的监测技术，合理选择监测方法，以确保检测结果的精准度和有效性，确保水环境质量能得到有效监控，有效提升我国的水环境质量管控水平。