石羊河流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)中揮發(fā)酚的測(cè)定方法及成果分析

(甘肅省武威水文水資源勘測(cè)局，甘肅 武威 733000)

酚類化合物是芳香族羥基化合物，為原生質(zhì)毒素，屬高毒性物質(zhì)。主要來源于煉焦，煤氣洗滌，木材干餾，合成纖維，石油，燃料，防腐劑，化工，鋼鐵等各種工業(yè)廢水。根據(jù)苯環(huán)上羥基數(shù)目的不同可將酚類化合物分為一元酚，二元酚及多元酚。一元酚除對(duì)硝基酚外，其余大部分沸點(diǎn)均在230℃以下，屬于揮發(fā)性酚；二元酚及多元酚沸點(diǎn)在230℃以上，不能隨水蒸氣蒸出。在各種酚中，揮發(fā)酚的毒性最大，并能與氯氣生成氯酚使水具有類似碘仿的氣味，并能形成臭味更強(qiáng)的氯酚，長(zhǎng)期飲用可引起頭暈，頭痛，精神不安，食欲不振等癥狀，嚴(yán)重者可引起出疹，瘙癢，貧血，嘔吐腹瀉及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀；當(dāng)水中酚含量達(dá)到(01～0.2 mg/L)濃度時(shí)，對(duì)河流中的魚類會(huì)產(chǎn)生極大危害，使魚肉出現(xiàn)異味，當(dāng)濃度達(dá)到5 mg/L時(shí)會(huì)使魚中毒死亡；對(duì)農(nóng)作物的危害也不容忽視，使用含酚濃度高的水灌溉農(nóng)田，會(huì)使農(nóng)作物枯死或減產(chǎn)。因此，對(duì)水體中的揮發(fā)酚監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。

1 石羊河流域概況

石羊河是甘肅河西走廊三大水系之一，位于甘肅省河西走廊東段，烏鞘嶺以西，祁連山北麓。石羊河全長(zhǎng)179.6 km，流域面積4.16萬 km2，流域可分為南部祁連山地，中部走廊平原區(qū)，北部底衫山丘區(qū)及荒漠區(qū)四大地貌特征。多年平均降雨量222 mm，多年平均自產(chǎn)水資源量15.6億 m3，與地表水不重復(fù)的凈地下水資源量1.0億 m3，全流域自產(chǎn)水資源總量16.6億 m3。石羊河流域行政區(qū)分屬武威市，金昌市，還包括張掖市的肅南縣何白銀市的景泰縣小部分總?cè)丝?27萬人。武威市市石羊河流域經(jīng)濟(jì)，政治，社會(huì)發(fā)展的重要區(qū)域，占總?cè)丝诘?8.4%，灌溉面積占70%，GDP占61%，糧食總產(chǎn)量占80%。

2 揮發(fā)酚的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，根據(jù)揮發(fā)酚的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將水體污染物分為五類，具體見表1。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)揮發(fā)酚標(biāo)準(zhǔn)值 mg/L

2.2 樣品采集及處理

根據(jù)中華人民共和國(guó)水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》SL219-2013、國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》和甘肅省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心《質(zhì)量手冊(cè)》、《程序文件》中的有關(guān)規(guī)定采集、保存與運(yùn)送樣品*在規(guī)定的時(shí)間、規(guī)定的地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的采樣點(diǎn)以正確的方式采集水樣、用準(zhǔn)確的方法加以保存。監(jiān)測(cè)斷面位置避開死水區(qū)，回水區(qū)，排污口。在開展采集工作前，應(yīng)先準(zhǔn)備淀粉-碘化鉀試紙，采用標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法測(cè)定樣品中是否存在游離氯等氧化劑，如果發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，則應(yīng)該加入過量硫酸亞鐵去除該氧化劑。采集完的樣品應(yīng)該加入磷酸進(jìn)行酸化處理，將PH值調(diào)整到約4.0后，再家去合適分量的硫酸銅(1 mg/L)，已達(dá)到抑制微生物對(duì)酚類的生物氧化作用。樣品采集量大于500 ml，貯于硬質(zhì)玻璃瓶中于4℃冷藏，待檢。

2.3 分析方法和原理

本方法采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7490-1987〔3〕進(jìn)行，該方法適用范圍廣，操作方便。用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物 蒸餾出，被蒸餾出的酚類化合物，于pH±0.2的介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下，與4-氨基安替比林反應(yīng)生成橙紅色安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。

2.4 主要試劑與儀器

硫酸亞鐵，鐵氰化鉀，4-氨基安替比林溶液等，天平，分液漏斗，蒸餾器，分光光度計(jì)等。

2.5 揮發(fā)酚的測(cè)定

2.5.1 預(yù)蒸餾

取250 ml樣品移入500 ml全玻璃蒸餾器中，加25 ml水，用磷酸調(diào)節(jié)pH值到4.0左右(甲基橙為指示劑)，加數(shù)粒玻璃珠以防暴沸。

2.5.2 顯色

在測(cè)定過程中，應(yīng)將250 ml的餾出液樣品加入到分液漏斗中，再加入緩沖溶液2.0 ml攪拌混勻，此時(shí)pH值應(yīng)為10.0±0.2，同時(shí)，再準(zhǔn)備1.5 ml的4-氨基安替比林溶液，將其加入混合均勻，最后再將1.5 ml的鐵氰化鉀溶液加入其中，并充分混合均勻，最終密塞。將配備好的樣品放置10 min。

2.5.3 萃取

在上述顯色分液漏斗中準(zhǔn)確加入10.0 ml三氯甲烷，密塞，劇烈振蕩2 min，倒置放氣，靜置分層。用濾紙或干脫脂棉拭干分水液漏斗頸管內(nèi)壁，于頸管內(nèi)塞入一小團(tuán)濾紙或干脫脂棉，將三氯甲烷層通過干脫脂棉團(tuán)，棄去最初濾出的數(shù)滴萃取水液后，將余下三氯甲烷直接放入光程為30 mn的比色皿中。

2.5.4 吸光度測(cè)定

于460 nm波長(zhǎng)，以三氯甲烷為參比，測(cè)定三氯甲烷層的吸光度值。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：y=-0.001+0.0452x,(r=0.999)。在9個(gè)分液漏斗中，分別加入100.0 ml無酚水，依次加入0.00、0.00、0.050、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00和10.00酚標(biāo)準(zhǔn)使用液，再分別加無酚水至250.00 ml。通過上述步驟進(jìn)行測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

從表2中的監(jiān)測(cè)結(jié)果看，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水樣中揮發(fā)酚濃度范圍為：小于0.002 mg/l，符合國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 石羊河流域各監(jiān)測(cè)點(diǎn)樣品結(jié)果 mg/L

4 結(jié)語

監(jiān)測(cè)的石羊河水系10條河流20個(gè)點(diǎn)，地處武威市三縣一區(qū)和金昌市永昌縣，該地區(qū)主要以農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)為主，煉焦、煤氣洗滌、石油、燃料、化工、鋼鐵等工業(yè)企業(yè)相對(duì)分布較少，所以揮發(fā)酚污染少，水質(zhì)總體較好。但隨著城市化的不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)和生活排放污水的不斷的增加，水污染問題必將日益嚴(yán)峻。隨著城市化進(jìn)程的加快和水污染狀況的日益嚴(yán)峻，應(yīng)重視生產(chǎn)和生活污水的有效治理，不斷提高揮發(fā)酚的監(jiān)測(cè)精度，為保證水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性提供依據(jù)。