SKALAR连续流动分析仪测定水中挥发酚的分析研究

黎子颖

（广州市番禺环境监测站，广东 广州 511400）

酚是水体中的重要污染物，会影响水生生物的正常生长，使水产品发臭，水中酚质量浓度超过0.3 mg·L-1时，可引起鱼类的回避。酚类属高毒物质，人体摄入一定量时，可出现急性中毒症状；长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状[1]。根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。挥发酚是指沸点在230℃以下的酚类，通常属一元酚，主要来自炼油、冶金、煤气、合成氨、木材防腐和化工等废水[2]。作为地表水和饮用水常规监测项目，目前测定水中挥发酚中，大部分采用国标方法《水质 挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》（HJ 503—2009），但在做大批量样品时操作步骤繁琐，耗时长，使用的有机试剂容易对分析人员健康造成一定的影响[3]。对比手工方法，采用连续流动分析能实现样品的注射、蒸馏、显色、比色的连续进行，实现了监测自动化[4]。同时所使用的试剂用量少，减少试剂的消耗和废液的产生，具有分析速度快、操作简单、准确度和精密度高等优点[5]。

本文实验基于SKALAR连续流动分析仪对水中挥发酚进行测定，对该方法校准曲线、检出限、精密度、实际样品加标进行了分析研究，同时探讨了在操作SKALAR连续流动分析仪时如何开关机、保持良好实验环境以及正确配制试剂等注意事项，为相关分析人员在测定水中挥发酚采用连续流动分析方法时提供一定的借鉴。

1 实验部分

1.1 测定原理

试样被注射进入连续流动的载液流，与磷酸混合后在线蒸馏分离。被蒸馏出来的酚类化合物，于pH =10.0±0.2介质中，在铁氰化钾存在条件下，与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比林染料，在505 nm波长处测定吸光度（峰高）[6]。在一定范围内，吸光度值与试样中挥发酚的质量浓度成正比，通过与校准系列比较进行定量，计算样品质量浓度。

1.2 实验试剂和材料

本试验所用试剂除另有注明外，均为分析纯或以上纯度级别的化学试剂。标准溶液应溯源至有证标准物质。实验用水为无酚水。

蒸馏试剂：1∶3磷酸，量取50 mL 85%磷酸（H3PO4）稀释至200 mL，放冰箱可保存1周。

备用缓冲液：称取1.56 g磷酸二氢钠（NaH2PO4·2H2O）溶于100 mL水中，放冰箱可保存1个月。

缓冲溶液：称取10 g磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）溶于200 mL水中，加入2 mL备用缓冲液，逐滴加入1 mol·L-1氢氧化钠（NaOH），调节pH=10.0±0.2；加0.5 mL 十二烷基聚乙二醇醚溶液（Brij 35，C58H118O24），过滤，使用前检查pH值，放冰箱可保存3天。

4-氨基安替比林溶液：称取0.25 g 4-氨基安替比林（C11H13N3O）溶于200 mL水中，过滤，用棕色瓶装，使用前配制。

铁氰化钾溶液：称取0.5 g铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶于200 mL水中，过滤，用棕色瓶装，使用前配制。

取样器冲洗液：0.1%硫酸铜溶液，称取2 g硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶于2 000 mL水中，加入8 mL 1 mol·L-1磷酸（H3PO4）。

苯酚储备液：ρ(C6H5OH)=1.00 mg·L-1，用0.1%硫酸铜溶液配制，有效期为1周。

氢氧化钠溶液：ρ(NaOH)=100 g·L-1。

1.3 实验仪器

SKALAR连续流动分析仪，包括自动进样器、化学分析单元（由多通道蠕动泵、泵管、混合反应圈、蒸馏装置、冷凝装置等组成）、检测单元（检测池光程为50 mm）、连接器、数据处理单元；分析天平，精度为0.000 1 g；一般实验室常用仪器和设备。

1.4 实验操作流程及参数设置

按照仪器操作步骤连接好整个流路，开启电源，依次打开氮气、自动进样器、反应器、加热器、冷却水、连接仪以及计算机。开机后，先用超纯水代替试剂，检查整个分析流路的密闭性及液体流动的顺畅性。待基线稳定后（约30 min），准备好所需的试剂和材料，把分析样品倒入干净的样品管中，放入样品架。启动蠕动泵，将试剂管放入相应的试剂中，在计算机上打开FlowAccess软件，勾选峰形图，观察基线状态，待基线平稳，加热器升温完成后编辑样品表，开始测定样品，观察分析峰形图。仪器参数设置见表1。

表1 仪器参数设置

2 结果分析与讨论

2.1 线性关系验证

取苯酚标准溶液（500 mg·L-1），用0.1%硫酸铜溶液稀释成苯酚储备液(1.0 mg·L-1)，分别吸取苯酚储备液0、0.20、0.50、1.00、4.00、10.00、20.00 mL置于6个100 mL容量瓶中，用0.1%硫酸铜溶液定容至刻度线。摇匀后得到质量浓度分别为0、0.002、0.005、0.010、0.040、0.100、0.200 mg·L-1的酚标准溶液系列。取适量标准系列溶液，置于样品杯中，由进样器按程序依次取样、测定。以测定信号值（峰高）为纵坐标，对应的质量浓度为横坐标，绘制校准曲线。相关系数r可达到0.999 9以上，线性关系良好。得出的标准曲线方程如图1所示。

图1 标准曲线

2.2 检出限验证

方法检出限指用特定分析方法在给定的置信度内可从样品中定性检出待测物质的最低浓度或最小量[7]。根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ168—2020）方法，重复测定7次空白试验，按公式MDL=t(n-1,0.99)×S=3.143×S计算检出限。t指当自由度为n-1，置信度为99%时的t分布值（单侧），本试验当n=7时t(n-1,0.99)= 3.143。同时计算7次平行测定的标准偏差S=0.000 16，得出此方法检出限为0.000 5 mg·L-1，测试结果见表2。

表2 检出限测定结果

2.3 精密度验证

精密度是指在规定条件下，独立测试结果的一致程度，一般用相对标准偏差表示[7]。本次验证试验采用低、中、高3个不同质量浓度的国家有证标准样品，批号分别为200361、200358和200362，按全程序平行测定7次，计算平均值、相对偏差和相对标准偏差，测定结果见表3。

表3 精密度测定结果

从表3中可以看出，测定结果符合证书质量浓度结果范围，相对偏差分别为0.3%、0.9%和2.0%，相对标准偏差分别为3.5%、2.9%和2.2%，精密度高。

2.4 实际样品加标验证

根据相关定义，加标回收率是指在被测物质的样品基质中加入定量的标准物质，按样品的处理步骤分析，得到的结果与理论值的比值，加标回收率通常体现方法准确度高低。本验证试验取2种质量浓度的实际样品（地表水和工业废水），分别于样品的子样中加入一定量的标准物质，按全程序平行测定6次。加标量分别为10μg·L-1和50μg·L-1（加标质量浓度为样品质量浓度的0.5～3倍），将其结果扣除样品的测定值，以计算回收率。同时计算平均值、标准偏差、相对标准偏差，测定结果见表4。从表4中可以看出，对2种不同质量浓度的实际样品加标回收率范围在92.2%～110%之间，加标回收率良好。

表4 加标回收测定结果

2.5 注意事项

本方法使用的试剂应严格按照要求进行配制，否则会直接影响挥发酚测定结果，4-氨基安替比林、铁氰化钾作为参与显色反应的试剂应在使用当天配制；缓冲溶液保持弱碱性，pH值在10±0.2之间；所有试剂使用前超声30 min，过滤，能使基线更加稳定。

在仪器使用过程中，如出现基线漂移或出现杂峰的情况，检查仪器是否损坏、泵管是否漏气，再进行分析。同时维持实验室的良好环境，尽量在密闭状态下保持相对稳定的恒温恒湿环境下进行，保持温度在20～25℃，湿度60%以下，能够使基线状态平稳，不容易出现基线上移或下移的现象。

开始分析样品前，先泵超纯水通过整个流路，观察整个实验模块的管道是否通畅、气泡大小及间隔是否均匀、各个管道接口是否完好。如出现不流畅的情况，逐段检查管路是否堵塞、泵管是否老化，如果泵管老化进行更换。若出现气泡不均匀，通过调节空气拉环处的卡位使气泡达到长度3 mm左右，如果管路接口处有漏水，则需要切下裂开的泵管，换上完好的泵管。

一般透明清澈、没有悬浮物的样品可以直接取样进行检测，遇到样品浑浊度较高时，可用0.45μm的滤膜过滤后进行分析，如出现水中含有余氯等氧化剂，样品滴于淀粉-碘化钾试纸上，如出现蓝色，加入过量的硫酸亚铁去除。

3 结论

本次试验采用SKALAR连续流动分析仪测定水中挥发酚，在检测范围内有很好的线性关系，相关系数能达到0.999 9以上，并且样品平行性好，精密度高，相对标准偏差控制在3.5%以内。同时对实际水样进行加标回收，加标回收率在92.2%～110%之间，符合水质检测实验室质量控制指标。

连续流动分析仪是一种代替手工方法的全自动操作仪器，比传统的方法省时省力，减少人为误差，减少对环境造成造成二次污染，检测速度可达到每小时30个水样，适合大批量样品的分析，大大提高了检测效率[8]。随着对连续流动分析技术的不断完善和升级，此项技术应用于测定挥发酚中将表现良好优势。