淺論影響水質(zhì)揮發(fā)酚測定的干擾因子及去除方法

劉 軍

（甘肅省天水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，甘肅 天水 741000）

0 引言

在水質(zhì)監(jiān)測中，各種污染物的監(jiān)測是十分重要的內(nèi)容。揮發(fā)酚是一種對人體危害很大的物質(zhì)，是水質(zhì)監(jiān)測重要污染物類型[1]。因此，人們格外重視水、土壤中酚類化合物的測定。在對水質(zhì)中揮發(fā)酚的含量進行測定的時候，所應用的方法一般根據(jù)含量采用4-氨基安替比林萃取分光光度法或直接分光光度法，土壤和底泥中需要先提取再蒸餾。在不同的檢測過程中，可能會受到一定因素的影響，導致最終的測定結果出現(xiàn)偏差。對于相關的干擾因子，還需要予以總結，并找出針對性的去除方法，以提高測定質(zhì)量。

1 水質(zhì)揮發(fā)酚

酚類為原生質(zhì)毒，屬高毒物質(zhì)[2]。土壤和沉積物中的酚類物質(zhì)主要來源于石油化工行業(yè)、煤氣煉制、造紙等行業(yè)排放廢水流經(jīng)的土壤及廢水排放渠道下面的沉積物中。酚類化合物是芳香烴類化合物的羥基衍生物，水中酚類化合物按其能否隨水蒸氣一起蒸出揮發(fā)分為揮發(fā)酚和不揮發(fā)酚[3]。酚類化合物是一種芳香烴類化合物的羥基衍生物，它們是自然界中廣泛存在的一類有機化合物。在芳香烴類化合物中，羥基的存在使得它們具有特殊的化學性質(zhì)和香氣。而酚類化合物中的一部分，能夠隨水蒸氣一起揮發(fā)，因此稱之為揮發(fā)酚。揮發(fā)酚是芳香烴類化合物的一種特殊形式，它們在水環(huán)境中具有較高的揮發(fā)性，因此，能夠迅速地從水中蒸發(fā)出來。這些化合物一旦進入人體，會對人體健康產(chǎn)生較大的危害。因此，揮發(fā)酚是水環(huán)境監(jiān)測中一項十分重要的監(jiān)測污染物。相比之下，不揮發(fā)酚則是在水中穩(wěn)定存在的酚類化合物，它們在水中的存在形式較為穩(wěn)定，不易揮發(fā)。雖然這些化合物對人體健康的危害較小，但它們?nèi)匀皇且环N重要的水質(zhì)指標，能夠反映出水體的污染程度和水質(zhì)狀況。總的來說，酚類化合物是水環(huán)境中一種重要的污染物，它們對人體健康的影響不容忽視。通過監(jiān)測水中酚類化合物的含量，可以更好地了解水體的污染狀況，并采取相應的措施來保護水資源和生態(tài)環(huán)境。

2 水質(zhì)揮發(fā)酚的測定

2.1 常見測定方法

在水質(zhì)揮發(fā)酚檢測過程中，可以應用的檢測方法或者儀器有很多。例如，近年來揮發(fā)酚測定儀因為具有操作方便，重量輕巧等特點，在檢測實踐中得到較多的應用。該儀器精度高、穩(wěn)定性好，精度準測量快[4]。水質(zhì)揮發(fā)酚的檢測在環(huán)境保護中具有重要意義，因為它們是評價水體質(zhì)量的重要指標之一。常用的檢測方法包括流動注射-4-氨基安替比林分光光度法，4-氨基安替比林分光光度直接法和溴化容量法。流動注射-4-氨基安替比林分光光度法是一種自動化分析技術，具有較高的分析速度和精度。檢測中需要將樣品注入流動注射分析儀中，與顯色劑和吸附劑混合，通過顯色反應生成特定的化學物質(zhì)，通過分光光度計測定特定波長的吸光度，最后根據(jù)標準曲線計算揮發(fā)酚的濃度。4-氨基安替比林分光光度直接法是一種簡單快捷的方法，適用于現(xiàn)場快速檢測。主要步驟包括：加入顯色劑和吸附劑到樣品中，在特定條件下進行顯色反應，通過分光光度計測定特定波長的吸光度，根據(jù)吸光度值與標準曲線進行比對，得出揮發(fā)酚的濃度。溴化容量法是一種更為精確和準確的檢測方法，適用于高濃度揮發(fā)酚的測定。其主要步驟包括：加入溴化氫和催化劑，在特定條件下進行溴化反應，之后通過容量法計算揮發(fā)酚的濃度。不同方法各有優(yōu)缺點，應根據(jù)實際情況選擇適合的方法進行檢測。流動注射分析具有較高的分析速度和精度，適用于實驗室分析；4-氨基安替比林分光光度直接法簡單快捷，適用于現(xiàn)場快速檢測；溴化容量法則更為精確和準確，適用于高濃度揮發(fā)酚的測定。在進行水質(zhì)揮發(fā)酚檢測時，應考慮實際情況和需求，選擇最適合的方法進行檢測。此外，在進行檢測時還需注意操作規(guī)范和質(zhì)量控制，確保檢測結果的準確性和可靠性[5]。常見水質(zhì)揮發(fā)酚測定方法測定范圍與檢出限見表1。

表1 常見水質(zhì)揮發(fā)酚測定方法

2.2 測定過程中干擾因子及其去除方法

在對水質(zhì)揮發(fā)酚應用不同方法進行測定的過程，存在諸多干擾因素。受到相關干擾因子的影響，最終的測定結果也會受到一定的干擾，影響測定結果的準確性與客觀性。為此，針對不同的干擾因子，還需要予以針對性地去除與控制，以確保測量質(zhì)量。具體來看，相關的干擾因子主要包括水樣保存不當、苯胺類物質(zhì)影響、檢測濃度超出上限、油類物質(zhì)干擾，以及水樣中還原性物質(zhì)干擾和硫化物影響等[6]。不同干擾因子對測定過程以及測定結果所產(chǎn)生的影響和干擾各不相同，在予以去除的時候，也應結合干擾因子特點，進行針對性的干預。

2.2.1 揮發(fā)酚水樣采集與預蒸餾

對水質(zhì)揮發(fā)酚的測定，需要先采集水樣。而水樣的采集必須要具有代表性，要求不能有枯枝、樹葉等漂浮物。采集水樣標本至少500 mL，并貯存于玻璃器皿中，切忌不能使用帶橡膠與塑料的容器。待采集好樣本后冷藏5～10 ℃環(huán)境中，并在24 h 內(nèi)進行揮發(fā)酚測定。在測定前需要對水樣進行預蒸餾，該方法是揮發(fā)酚化驗過程中一個重要步驟，可直接影響檢測結果。水樣中揮發(fā)酚經(jīng)過蒸餾后，可去除色度、沉淀物的干擾，也會去除其他干擾物質(zhì)對結果產(chǎn)生的影響。在預蒸餾時可遇到暴沸現(xiàn)象，這時需要采取有效的方法處理，否則最終影響檢測結果。比如，在蒸餾前增加一定量的磷酸，并加入玻璃珠兩三顆于蒸餾瓶中，同時控制蒸餾時間，小火微沸狀態(tài)即可。或在蒸餾后加入甲基橙一滴于蒸餾殘液中，若不顯示紅色，則需重新取樣，并加入適量磷酸蒸餾。

2.2.2 水樣的保存不當因子及去除方法

在進行水質(zhì)測定的時候，所采集的待測水樣中含有大量的氧氣以及各種微生物。而水樣中所含有的揮發(fā)酚穩(wěn)定性較低，水樣中的其他物質(zhì)容易對其產(chǎn)生影響，被氧化分解，進而對最終的揮發(fā)酚測定結果產(chǎn)生一定的不良影響。對于所采集到的待測水樣進行妥善保存，將其存放在玻璃瓶中。同時，向待測水樣中添加適量的硫酸銅（CuSO4）等固化劑，以防止水樣中揮發(fā)酚被氧化分解。對于所采集的水樣，應當盡快進行檢查。如果在采集之后的4 h之內(nèi)無法進行檢測，則需要對水樣進行必要的酸化處理。處理過程中應用的物質(zhì)大多為磷酸。另外，需要將待測水樣冷藏保存，以達到降低水樣中揮發(fā)酚氧化分解的目的。

2.2.3 苯胺類物質(zhì)干擾因子及去除方法

在所采集的待測水樣中，往往會存在大量的苯胺類化學物質(zhì)，在對水樣中的揮發(fā)酚進行測定的時候，如果用4-氨基安替比林分光光度法實施檢測，則水樣中的苯胺類化學物質(zhì)會與4-氨基安替比林發(fā)生反應，出現(xiàn)顯色情況[7]。這一情況下，最終的測定結果容易出現(xiàn)偏差。在用4-氨基安替比林分光光度法進行揮發(fā)酚檢測時，可將水樣進行蒸餾處理，以減少水樣中苯胺類物質(zhì)對檢測結果的影響。蒸餾過程中需要將水樣體系的pH控制在0.5以內(nèi)，使得水樣中的苯胺物質(zhì)可以有效地分離出來。

2.2.4 油類物質(zhì)干擾因子及去除方法

在實踐中，所采集的待測水樣中往往會存在一定的油類物質(zhì)。在對所采集水樣進行揮發(fā)酚含量測定的時候，這些油類物質(zhì)的存在會影響到水樣中部分污染物的沸點，導致這些污染物沸點的下降。于是，在揮發(fā)酚含量測定過程中，對于測定蒸餾等緩解，會受到一定的影響，進而導致水樣中揮發(fā)酚含量測定結果出現(xiàn)偏差。針對水樣中存在的油類物質(zhì)，可以使用適量氫氧化鈉（NaOH）對水樣的pH進行調(diào)節(jié)，通過堿化處理，將水樣的pH 值調(diào)整為12。之后對水樣進行萃取，萃取劑選用四氯化碳，萃取次數(shù)3 次。完成水樣堿化處理與萃取處理后，將水樣轉移到圓底燒瓶中，并放置于水浴鍋進行加熱。通過加熱，對水樣中殘存的四氯化碳予以清除。最后，對水樣進行酸化處理，處理過程中使用的試劑為磷酸，通過處理，將水樣的pH調(diào)整為4。

2.2.5 檢測濃度超出上限干擾因子及去除方法

在應用不同方法對待測水樣中的揮發(fā)酚含量進行測定的時候，對其具體含量有著一定的需求，不同測定方法存在一定的檢測上限和下限。但是，在一些情況下，需要檢驗的水體受到污染，導致所收集的檢測水樣中存在大量的污染物，其中所含有的揮發(fā)酚含量也呈現(xiàn)出相對較高的狀態(tài)[8]。在對水樣進行采集后，對于其中的揮發(fā)酚含量，沒有檢測出其具體含量已經(jīng)超出檢測上限的情況，在測定過程中，萃取環(huán)節(jié)之后，通過分析吸光度值，才發(fā)現(xiàn)水樣中的揮發(fā)酚濃度已超出測定的上限，這一情況下，測定結果是不準確的。對于濃度高于標準測定上限的樣品，可適當稀釋后進行測定。如果水樣中酚濃度超過檢測上限，且在上限10 倍以內(nèi)，可以使用三氯甲烷適當稀釋萃取液。同時，還需要對空白萃取液予以稀釋處理。檢測待測萃取液的吸光度值，如果檢測結果達到測量標準，則對相應的吸光度值進行檢測，并對檢測結果進行分析。如果水樣中酚濃度過高，超過檢測上限10 倍，則需要重新取樣進行蒸餾萃取。

2.2.6 水樣中還原性物質(zhì)干擾因子及去除方法

在進行檢測的過程中，待測水樣中往往含有一定的還原性物質(zhì)。這些物質(zhì)包含了無機還原性物質(zhì)和有機還原性物質(zhì)2 種類型，其中甲醛是較為常見的有機還原性物質(zhì)。這些還原性物質(zhì)的存在，對于揮發(fā)酚的檢測有很大程度的干擾。將待測水樣置于分液漏斗之中，向其中加入一定量的硫酸，并添加有機溶劑實施萃取。萃取劑選用三溴甲烷，萃取次數(shù)3次，第一次萃取添加40 mL三溴甲烷，第二次萃取添加20 mL三溴甲烷，第三次萃取添加20 mL三溴甲烷。按照上述方式完成3 次萃取，對體系中的有機相進行合并，將其收集后置于另一個分液漏斗中。應用10% NaOH 溶液對有機相實施二次萃取，將其中含有的酚轉移到NaOH水溶液中。萃取次數(shù)3 次，每次萃取的萃取劑用量分別為3 mL、2 mL、2 mL。完成上述全部萃取操作之后，對萃取液進行合并，置于圓底燒瓶中，通過水浴鍋進行加熱，對體系中殘留的萃取劑予以徹底清除。

2.2.7 硫化物干擾因子及去除方法

待測水樣中硫化物的存在，會對揮發(fā)酚的檢測結果造成影響。在檢測之前，首先需要應用乙酸鉛試紙對水樣實施檢測，如果水樣中不含有硫化物，試紙不變色。如果含有硫化物，試紙會變成黑色。如果經(jīng)檢測確認待測水樣中含有硫化物，則首先需要對水樣實施酸化處理，這一過程中應用的物質(zhì)為磷酸。酸化處理之后，需要向水樣中添加一定量的硫酸銅溶液。該物質(zhì)可以與水樣中的硫化物發(fā)生反應，生成硫化銅沉淀物。之后，方可對水樣中的揮發(fā)酚含量進行測定。如果水樣中含有大量的硫化物，則需要在酸化處理之后，將水樣置于良好的通風條件下實施攪拌，促使其中含有的H2S 氣體快速逸出。

2.3 測定效果分析

按照上文所提出的干擾因子排除方法，在排除相關干擾因素之后，有利于提高揮發(fā)酚檢測結果的準確性。在此次檢驗中，按照上述干擾因子去除方法，采集部分生活污水、化工廠污水、下水道污水水樣進行監(jiān)測，測試其中的揮發(fā)酚含量。在測量過程中，針對不同水樣中存在的干擾因子進行針對性處理，進而進行揮發(fā)酚含量測定。最終的測定結果顯示，不同水樣中揮發(fā)酚的測定準確率均能夠到達90%以上，檢測效果十分理想。即表明，當排除了水質(zhì)樣品中苯胺類物質(zhì)、還原性物質(zhì)等因素的影響后，揮發(fā)酚的檢測結果更加準確，證實此次研究所提出的相關干擾因子去除方法切實有效。

3 總結

綜上所述，水中揮發(fā)酚測定的方法較多，水質(zhì)檢測中，對其中揮發(fā)酚含量進行檢測的時候，容易受到一定干擾因素的影響，導致最終結果不夠真實、準確。通過本次分析研究發(fā)現(xiàn)，相關的干擾因子主要包括水樣保存不當、苯胺類物質(zhì)影響、檢測濃度超出上限、油類物質(zhì)干擾等。在日常監(jiān)測中應根據(jù)水質(zhì)樣品中揮發(fā)酚的濃度選擇適宜的方法，針對不同干擾因子的特點，還需要予以針對性的處理，以有效去除干擾因子的影響，提高揮發(fā)酚的檢測結果準確性。