揮發(fā)性酚類(lèi)的測(cè)定（一）

1、揮發(fā)性酚類(lèi)的測(cè)定（一） 一、概述 酚是羥基挺直與芳環(huán)相連的化合物。按照芳環(huán)上羥基的數(shù)目，酚類(lèi)可分為一元酚、二元酚和多元酚，其中一元酚最為常見(jiàn)，如苯酚、硝基酚、萘酚和等。按照酚的沸點(diǎn)、揮發(fā)性以及蒸餾時(shí)能否與水蒸氣一起蒸出，將酚分為揮發(fā)性酚和不揮發(fā)性酚。揮發(fā)性酚類(lèi)(volatile phenols/ volatile phenolic compounds)即蒸餾時(shí)能隨水蒸汽一起揮發(fā)的酚類(lèi)，主要是沸點(diǎn)低于230的絕大多數(shù)一元酚，如苯酚、甲酚、等，而不能隨水蒸汽揮發(fā)的酚類(lèi)稱(chēng)為不揮發(fā)酚( involatile phenols)，通常沸點(diǎn)高于230，如硝基酚、二元酚以及多元酚等。大多數(shù)酚類(lèi)化合物為無(wú)色晶體

2、，微溶于水，易溶于和等有機(jī)溶劑。酚有一定的酸性，能和堿挺直反應(yīng)生成易溶于水的酚鹽。酚類(lèi)化合物易被氧化成有色的醌類(lèi)化合物。 自然水體中普通不應(yīng)含有酚類(lèi)化合物，水體中的酚主要來(lái)源于人為污染。水體中的酚主要來(lái)自焦化、煤氣、石油精煉、冶金、玻璃、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆、木材防腐、造紙、石油化工、合成氨、化學(xué)有機(jī)合成工業(yè)等工廠排出的工業(yè)廢水。 酚類(lèi)化合物為原生質(zhì)毒物，屬高毒物質(zhì)，其中苯酚的毒性最大。酚可經(jīng)皮膚或黏膜、呼吸道、消化道等多種途徑進(jìn)入體內(nèi)。進(jìn)入體內(nèi)的酚與細(xì)胞中的蛋白質(zhì)互相作用，低濃度時(shí)使蛋白質(zhì)變性，高濃度時(shí)則使蛋白質(zhì)凝固。人體長(zhǎng)久飲用被酚污染的水會(huì)造成慢性中毒，引起頭昏、頭痛、出疹、瘙癢、貧血

3、及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和嘔吐、流涎等慢性消化道癥狀。人體一次性攝入高濃度的酚時(shí)，可浮現(xiàn)急性中毒癥狀，甚至可導(dǎo)致昏迷死亡。水中含0.10.2mg/l酚類(lèi)化合物時(shí)，可使魚(yú)肉產(chǎn)生異味，酚類(lèi)化合物濃度5mg/l時(shí)可造成魚(yú)類(lèi)中毒死亡。含酚濃度高的廢水不能挺直排放或用于農(nóng)田澆灌，否則，會(huì)污染大氣、水、土壤，并使農(nóng)作物枯死或減產(chǎn)。飲用水中如含有酚類(lèi)，采納氯化消毒時(shí)會(huì)產(chǎn)生令人不適的氯酚味，其嗅閾值為0.01mg/l。普通狀況下，含酚廢水中苯酚和甲酚的含量最高，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)中常以苯酚和甲酚等揮發(fā)性酚作為污染監(jiān)測(cè)指標(biāo)。中國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)( gb 5749-2006)規(guī)定飲用水中揮發(fā)性酚類(lèi)不能超過(guò)0.002mg/l

4、(以苯酚計(jì))。 測(cè)定揮發(fā)性酚的水樣需用玻璃瓶采集。酚類(lèi)化合物在水中易被生物和化學(xué)氧化，采樣后，立刻加磷酸酸化水樣至ph4.0若水樣不需經(jīng)預(yù)蒸餾處理，也可用(1+3)鹽酸酸化水樣至相宜ph，并按1g/l的比例加入以抑制微生物對(duì)酚類(lèi)的生物氧化作用，4冰箱保存，24小時(shí)內(nèi)完成測(cè)定。 二、測(cè)定辦法 揮發(fā)性酚類(lèi)的測(cè)定辦法無(wú)數(shù)，主要有溴化容量分析法、分光光度法和色譜分析法等，其他辦法有紫外光度法、流淌注射分析和生物傳感器等。溴化容量分析法敏捷度較低，干擾因素多，適用于含高濃度揮發(fā)性酚的工業(yè)廢水水樣。普通狀況下，水樣中揮發(fā)性酚含量較低，需用光度分析法或色譜法等儀器分析辦法測(cè)定。光度分析法中以4-氨基安替比林

5、分光光度法最為常用，是我國(guó)地表水、地下水、飲用水、工業(yè)廢水和生活污水水樣中揮發(fā)性酚檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)辦法之一。該辦法敏捷度高，適用濃度范圍廣，蒸餾后測(cè)定可基本排解干擾，但酚類(lèi)化合物的酚羥基會(huì)抑制對(duì)位取代反應(yīng)，因此4-氨基安替比林分光光度法可測(cè)定苯酚和鄰、間位取代酚，而對(duì)位取代酚以及硝基、苯?；?、醛基、芳基取代的酚類(lèi)則不能被測(cè)定，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。溴化容量法和光度分析法只能測(cè)定揮發(fā)性酚類(lèi)化合物的總量，測(cè)定結(jié)果以苯酚(mg/l)計(jì)。色譜法測(cè)定水中酚類(lèi)化合物，其最大優(yōu)點(diǎn)是能夠同時(shí)分別和定量測(cè)定各種酚。中國(guó)環(huán)境庇護(hù)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)酚類(lèi)化合物的測(cè)定(hj 676-2013)規(guī)定液液萃取/氣相色譜法同時(shí)測(cè)定13種酚類(lèi)化合

6、物的標(biāo)準(zhǔn)辦法。 氣相色譜法測(cè)定水樣中的揮發(fā)性酚時(shí)，用氫火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)，但因氫火焰離子化檢測(cè)器測(cè)定的敏捷度較低，可將酚類(lèi)溴化或酯化后在舉行測(cè)定。如與質(zhì)譜儀聯(lián)用，則敏捷度更高，定性也更精確。利用高效液相色譜法測(cè)定酚類(lèi)化合物時(shí)，需將水樣經(jīng)液液萃取或固相萃取、濃縮、凈化后進(jìn)樣分析，可保持酚類(lèi)化合物原有形態(tài)和組成，辦法敏捷度高，精確度好，且簡(jiǎn)便迅速。與分光光度法相比，色譜法具有敏捷度和精確度高、操作容易、可同時(shí)分別并測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)極性很強(qiáng)的酚類(lèi)化合物，分光光度法有時(shí)精確度更高，因此，在實(shí)際操作中，可將兩種分析辦法結(jié)合用法。 在水中揮發(fā)性酚的測(cè)定辦法中，溴化容量法和分光光度法只能檢測(cè)水中酚的總量，

7、后兩種辦法則不適于現(xiàn)場(chǎng)的水質(zhì)迅速測(cè)定，因此進(jìn)展操作容易、具有較高敏捷度和挑選性、經(jīng)濟(jì)適用、迅速的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 流淌注射分析是近年來(lái)進(jìn)展起來(lái)的一種較成熟的分析技術(shù)，可結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)辦法4-氨基安替比林法舉行水中揮發(fā)性酚的分析測(cè)定。樣品注入延續(xù)流淌的載液流，與磷酸混合后，在線蒸餾，餾出物與4-氨基安替比林和鐵氰化鉀反應(yīng)，形成黃色的濃縮物，比色測(cè)定。該辦法具有分析速度快、操作容易、可在線完成水樣的蒸餾、顯色和檢測(cè)等特點(diǎn)。此外，流淌注射分析也可結(jié)合熒光分光光度法、高效液相色譜法舉行水中酚類(lèi)化合物的測(cè)定。 延續(xù)流淌分析類(lèi)似于流淌注射分析，也可結(jié)合4-氨基安替比林光度法用于水中酚類(lèi)化合物

8、的在線迅速測(cè)定。檢測(cè)原理是，在酸性條件下將水樣舉行在線蒸餾，在蠕動(dòng)泵推進(jìn)下餾出樣與各種試劑進(jìn)入分析模塊，在密閉的流路系統(tǒng)中混合并反應(yīng)，顯色徹低后進(jìn)入流淌檢測(cè)池舉行光度檢測(cè)，操作容易、迅速、自動(dòng)化程度高，適用于水中酚的常規(guī)分析。 此外，生物傳感器因?yàn)槠涓咛暨x性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，也被應(yīng)用于酚類(lèi)化合物的測(cè)定，具有分析速度快、精確度高、操作容易、成本低等特點(diǎn)。用于酚類(lèi)化合物分析的酶?jìng)鞲衅髦饕袃煞N，一種基于酚氧化酶，另一種基于苯醌還原酶，電極用這兩類(lèi)酶修飾后，可以用來(lái)定量測(cè)定酚類(lèi)化合物的含量。 1.4-氨基安替比林分光光度法在ph10.0±0.2介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下，酚類(lèi)化合物與4-氨基安替比

9、林反應(yīng)生成橙紅色的安替比林染料，挺直比色或經(jīng)萃取后比色定量。反應(yīng)式為： 用蒸餾法使揮發(fā)性酚類(lèi)化合物從水樣中分別出來(lái)，并與干擾物質(zhì)和固定劑分別。量取250ml水樣，置于500ml全玻璃蒸餾器中，加入25 ml無(wú)酚水和數(shù)粒玻璃珠，以甲基橙為指示劑，用磷酸溶液調(diào)ph，使水樣顯示橙紅色。加熱蒸餾，收集250m1餾出液。 蒸餾過(guò)程中，應(yīng)注重觀看水樣色彩變幻，若甲基橙紅色褪去，應(yīng)在蒸餾結(jié)束水樣放冷后補(bǔ)加-滴甲基橙指示液，若殘液不變?yōu)槌燃t色，解釋磷酸加入量不夠，應(yīng)重新取樣，增強(qiáng)磷酸加入量，舉行蒸餾。 因?yàn)橄鹉z中含有酚類(lèi)，蒸餾時(shí)不得用法橡膠塞，不得用橡膠管銜接蒸餾瓶和冷凝器，以防對(duì)測(cè)定產(chǎn)生干擾。 按照水樣的不

10、同，可挑選不同的比色辦法。地表水、地下水和飲用水中揮發(fā)性酚類(lèi)含量較低，宜采納萃取分光光度法測(cè)定；酚類(lèi)含量較高的工業(yè)廢水和生活污水，宜采納挺直分光光度法測(cè)定。對(duì)于揮發(fā)性酚含量高于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定上限的水樣，可適當(dāng)稀釋后舉行測(cè)定。 (1)挺直分光光度法：吸取50ml餾出液于50ml具塞比色管中，加入0.5ml氨-氯化銨緩沖液(ph=10.7)，搖勻。加入1.0ml 4-氨基安替比林溶液1.5m1,混勻，加入1.0ml溶液，充分混勻，密塞，放置10分鐘后，用2cm光程比色皿，以無(wú)酚水為參比，在30分鐘內(nèi)測(cè)定溶液在510nm處的吸光度值，標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。本法檢出限為0.01mg/l，測(cè)定范圍為0.042.5m

11、g/l。 (2)萃取分光光度法：將所有餾出液250ml轉(zhuǎn)入500m1分液漏斗中，加入2.0ml氨-氯化銨緩沖液(ph=10.7),混勻。再加1.5m14-氨基安替比林溶液，混勻，再加入1.5m1鐵氰化鉀溶液，充分混勻，密塞，放置10分鐘。加入10.0ml三氯甲烷，密塞，振搖2分鐘，靜置分層后，將三氯甲烷層通過(guò)干脫脂棉團(tuán)或?yàn)V紙過(guò)濾，棄去最初濾出的萃取液，將余下的三氯甲烷層挺直放入3cm比色皿中，以三氯甲烷為參比，測(cè)量層460nm處的吸光度值?？瞻讓?shí)驗(yàn)應(yīng)與試樣同時(shí)測(cè)定：用純水代替試樣，預(yù)處理后按同樣步驟測(cè)其吸光度值。本法檢出限為0.0003mg/l，測(cè)定范圍為0.0010.04mg/l。 測(cè)定時(shí)需

12、要注重：橙紅色的安替比林染料在水溶液中能穩(wěn)定30分鐘，而在三氯甲烷中可穩(wěn)定4小時(shí)；各種試劑的加入挨次不得更改。首先加入緩沖溶液，使溶液呈堿性，防止4-氨基安替比林分解，再加入4-氨基安替比林與酚縮合，最后加入鐵氰化鉀將縮合產(chǎn)物氧化成醒式結(jié)構(gòu)的紅色安替比林染料。若在加緩沖液前加入4-氨基安替比林可發(fā)生試劑縮合；若在加4-氨基安替比林前加鐵氰化鉀，則酚被氧化成醒；若緩沖液最后加入，則4-氨基安替比林可被鐵氰化鉀氧化生成安替比林紅，致使試驗(yàn)失??；嚴(yán)格控制顯色液的ph在堿性范圍。酚與4-氨基安替比林在ph8.0-10.0范圍內(nèi)均可顯色，但在此ph條件下，苯胺、甲苯胺和乙酰苯胺等芬芳胺對(duì)本法有干擾，而在ph10.0±10.2范圍內(nèi)時(shí)，芬芳胺的影響可降至最低；(4)4-氨基安替比林的質(zhì)量挺直影響空白實(shí)驗(yàn)的吸光度值和測(cè)定結(jié)果的精密度，須要時(shí)應(yīng)預(yù)先提純。 水樣中若存在氧化劑、還原劑、石油、苯胺類(lèi)化合物等均會(huì)干擾酚的測(cè)定。干擾的消退辦法分離是：當(dāng)水樣中含有氧化劑(如余氯等)時(shí)，可使酚氧化為醌，在酸性條件下，還可將碘化鉀氧化為碘，影響測(cè)定結(jié)果?？捎玫矸?碘化鉀試紙檢查水樣中是否含有氧化性物質(zhì)，若存在氧化劑，采樣后立刻加入適量的或等還原劑，以消退其干擾；當(dāng)水樣中含有s2-、so32-