分光光度法测定水中挥发酚含量的研究

'质检·研究建材与装饰2014年6月分光光度法测定水中挥发酚含量的研究梁仕金（防城港市垃圾无害化处理厂广西防城港538001）摘要：水环境中挥发酚类化合物主要来源于工业废水，具有致畸、致癌和致突变的毒性，因而测定挥发酚类化合物具有十分重要的意义。本文介绍几种典型的分光光度法：4-氨基安替比林分光光度法、荧光分光光度法、曲拉通增敏分光光度法等。通过分析各类方法的原理、适用范围以及优缺点，对分光光度法测定挥发酚进行深入了解，并对分光光度法的应用进行了展望。关键词：挥发酚类；测定；分光光度法中图分类号：O661.1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）25-0150-03前言溶液在510nm波长处有最大吸收[7]。研究指出：酚类化合物中，羟根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。基对位的取代基可阻止反应进行；但卤素、羧基、磺酸基、羟基和酚类为原生质毒，属高毒物质。人体摄入一定量时，可出现急性甲氧基除外，这些基团多半是能被取代下的：邻位硝基阻止反应中毒症状；长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫生成，而间位硝基不完全地阻止反应；氨基安替比林与酚的偶合血及各种神经系统症状。水中含低浓度（0.1~0.2mg/L）酚类时，可在对位较邻位多见，当对位被烷基、芳基、酯、硝基、苯酰基、亚硝使生长鱼的鱼肉有异味，高浓度（>5mg/L）时则造成中毒死亡[1~3]。基或醛基取代，而邻位末被取代时，不呈现颜色反应。含酚浓度高的废水不宜用于农田灌溉，否则，会使农作物枯死或该方法用光程长为20mm比色皿测量时，酚的最低检出浓度减产。为了人类的健康，大自然的和谐，防止酚类化合物的毒害，为0.1mg/L。[8]如何选择一个高效、合理的方法来测定水中挥发酚的含量，成为1.24-氨基安替比林萃取光度法关注的热点。酚类化合物在pH10.0±0.2介质中，在铁氰化钾的存在下，与本文介绍几种典型的分光光度法：4-氨基安替比林分光光4-氨基安替比林反应所生成的橙红色安苷比林染料可被三氯甲度法、荧光分光光度法、曲拉通增敏分光光度法等。通过分析各烷所萃取，并存460mm波长处具有最大吸收。类方法的原理、适用范围以及优缺点，对分光光度法测定挥发酚该方法适用于饮用水、地表水、地下水和工业废水中挥发酚的测定。其最低检出浓度为0.002mg/L；测定上限为0.12mg/L[9]。进行深入了解，并对分光光度法的应用进行了展望。14-氨基安替比林分光光度法4-氨基安替比林萃取光度法是很经典的方法，但在实际操作中灵敏度不高，操作繁琐，所用的萃取试剂对操作人员健康危4-氨基安替比林分光光度法是一种测定饮用水、地下水和害很大[10]，另外，出于环保和对人类可持续发展等考虑，国家正在工业废水中挥发酚的方法。其原理是：用蒸馏法使挥发酚蒸馏出考虑禁止使用氯仿等危害性很大的有机溶剂。来，并与干扰物质和固定剂分离。由于挥发速度随馏出液体积而虽然4-氨基安替比林在测定挥发酚类是一个比较可取的方变化，馏出液体积必须与试样体积相等。被蒸馏出的酚类化合法，但影响挥发酚类测定结果的因素还是值得我们关注的。物，于pH10.0±0.2的介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比染料[4]。用氯仿可将此染料从水溶1.34-氨基安替比林纯度的影响液中萃取出，并在460nm波长处测定吸光度。氧化剂、油类、硫化4-氨基安替比林纯度对实验的结果是有很大的影响的，因物、有机或无机还原性物质和芳香胺物质对测定有干扰。硫化而我们在使用之前应将其纯化，纯化方法是：将4-氨基安替比林物、还原性物质干扰的去除见蒸馏后溴化容量法；加入过量的硫配成20g/L溶液，加5mL氯仿萃取。氯仿层为浅红色，将其弃去，酸亚铁可去除氧化剂干扰；一般在酸性条件下，通常可用预蒸馏留水相备用。每次试验前进行配置提纯。试剂空白吸光度值为与芳香胺类干扰分离；油类干扰可加粒状氢氧化钠调节pH至0.034，试验的重现性非常好。12~12.5，立即用四氯化碳萃取而分离之[5]。4-氨基安替比林分光购买4-氨基安替比林时应选择刚生产、刚分装、试剂不结光度法在测定水中挥发酚类是比较常见的方法，也是被国家认块、呈淡黄色的产品。购买后应将试剂瓶套上黑塑料袋，放于干定的标准测定方法[6]。其原理是酚类化合物与4-氨基安替比林在燥器中保存。碱性介质中，能被氧化剂鉄氰化钾作用，生成红色的吲哚酚安替1.4样品蒸馏过程中的影响比林染料。但水中挥发酚类浓度不同，其使用的方法也有区别：（1）蒸馏速度不宜太快，应小火保持微沸状态蒸馏。否则加热当水样中挥发酚浓度低于0.5mg/L时采用4-氨基安替比林萃取温度过高，溶液易出现暴沸现象，显色反应后易出现红色，造成假阳性[11]。光度法，浓度高于0.5mg/L时采用4-氨基安替比林直接光度法。1.14-氨基安替比林直接光度法（2）蒸馏快要结束时，尤其要仔细看好炉温，不能蒸干。否则酚类化合物于pH10.0±0.2介质中，在铁氰化钾存在下，与易出现假阳性。为收集250mL馏出液，并防止冷却过程中炉温控4-氨基安替比林反应，生成橙红色的吲哚酚安替比林染料，其水制不当引起蒸干问题，可在蒸馏前加入25mL纯水，一次蒸馏够·150· 2014年6月建材与装饰质检·研究250mL馏出液，立即将分液漏斗移开冷凝管。表3精密度（3）为防止假阳性的出现，需检查馏出液的pH值。当水样含RSD（%）mg/L0.0020.0200.028直接法17.21.11.9挥发性酸时，可使馏出液pH降低，不要时应加氨水于馏出液中正丁醇法22.73.90.9使呈中性后再加缓冲液。否则当pH﹤9.8时，某些苯胺类化合物表4回收率及检出限可与4-氨基安替比林显色而干扰酚的测定回收率（﹪）mg/L检出限（mg/L）1.5实验操作的影响范围平均加试剂顺序：根据反应原理加入试剂顺序应为缓冲溶液，4-直接法88.2~106.6100.20.00107正丁醇法85.9~110.196.90.00033氨基安替比林和铁氰化钾。若缓冲溶液加后，则4-氨基安替比林与铁氰化钾反应生成安替比林红使实验失败。根据上面的实验数据可以看出：直接荧光分光光度法因不用试剂加入量：4-氨基安替比林加入量必须准确。因空白值来提取，操作简单，实验稳定，但灵敏度不高，检出限居中，适合测自氧化剂对4-氨基安替比林的氧化，此氧化物可被氯仿萃取。铁定受污染水样。正丁醇萃取荧光分光光度法操作简单，灵敏度氰化钾因本身有颜色也应准确加入。高，检出限低，精密度和准确度很好。，在所设定的条件下，正丁振摇：用氯仿萃取后，需振摇2min但一定要注意振摇时间和醇萃取效率很高，有效浓缩水中的挥发酚，从而达到提高灵敏度用力程度。用力不够虽时间够2min会导致吸光度偏低。所以实的目的。验时要保证振摇时间为2min同时一定要用力，且每个溶液振摇3曲拉通增敏的分光光度法时的用力程度要一致[12]。曲拉通增敏的分光光度法是在国家标准测定方法的基础上在试验中按照标准方法操作，并且注意一些影响因素，定能引入了非离子表面活性剂TritonX-100，利用表面活性剂的增敏保证检测结果准确可靠，线性良好。增稳作用，获得了新的挥发酚类测定体系[15]。以前有一大批研究2荧光分光光度法人员为了提高测定方法的灵敏度和稳定性都作出了很多的研究：朱金安[16]用（NH）SO代替有毒的鉄氰化钾，同时还加入β荧光分光光度法是一种新的测定方法，它里面又根据检测的4228环糊精，提高了测定方法的灵敏度和稳定性。周建中[17]用活性炭方式不同可分为：直接荧光分光光度法和正丁醇萃取荧光分光提纯4-AAP，降低了4-AAP光度法的空白值。康春丽等[18]研究提光度法。通过实验结果，我将综合的对它进行阐述。出提纯4-AAP后，可以提高检测的精密度并降低体系的检出限。2.1直接荧光分光光度法而杨安平，李步海，孙小梅等[19]人提出了曲拉通增敏的分光光度取以处理的水样和标准系列直接在269nm光激发下，在法，改进了分光光度法测定污水中的挥发酚类，结果还是比较令300nm波长下测定其中挥发酚的荧光强度。人满意的。2.2正丁醇萃取荧光分光光度法3.1研究与探讨将已处理的水样50mL与标准系列分别置于分液漏斗中，加在25mL容量瓶中配制酚浓度为2.0ug/mL、2.5ug/mL、2.5ug/入10mL氢氧化钾磷酸二氢钾缓冲溶液和10mL正丁醇，振荡mL的3份待测溶液。分别加入1.60mL30%TritonX-100溶液+1min后静止分层，将有机相在269nm光激发下，在300nm波长下测定其中挥发酚的荧光强度。2.00mL6%（NH4）2S2O8、2.00mL6%（NH4）2S2O80.50mL8%鉄氰化钾溶液，静置20min后，在Lambda-35紫外分光光度计上400~650nm范围内扫描，结果如图3所示，实验结果表明用（NH4）2S2O8代替鉄氰化钾可以提高反应体系的灵敏度，加入TritonX-100溶液后，体系的灵敏度显著提高[20]。图1直接法酚标准的发射光谱图2正丁醇法酚标准的发射光谱两种方法的标准曲线和线性范围见表1和表2。直接法线性范围在0~0.040mg/L；正丁醇法线性范围在0~0.020mg/L，如标准浓度高于0.020mg/L时，荧光强度（FL）在800以上，曲线弯曲，根据相关系数，两种方法在线性范围内线性很好[13]。表1标准曲线mg/L0.0000.0010.0020.0050.0100.0200.0280.040图3反应体系的吸收光谱直接法-0.2132.3875.35913.9731.1365.5790.78128.81.2.0ug/mL酚+1.60mL30%TritonX-100+2.00mL6%的（NH4）2S2O8正丁醇法-0.01958.05101.3211.9394.8762.52.2.5ug/mL酚+2.00mL6%的（NH4）2S2O8表2线性范围3.2.5ug/mL酚+0.50m18%鉄氰化钾溶液浓度范围回归方程相关系数实验表明，在25.00mL待测溶液中，当缓冲溶液的加入量为直接法0~0.040mg/LY=3261.9X-0.9980.9998正丁醇法0~0.020mg/LY=37456X+17.530.99940.50~1.00mL，即体系的pH=10.0±0.2时，可获得最稳定的光度值[21]。在25.00mL待测液中，依次加入2.00mL0.054mg/mL的酚溶取0.020mg/L，0.028mg/L标准重复测定6次，其相对标准偏差结果见表3。液、2.00mL30%TritonX-100溶液、0.5mLNH3·H2O-NH4Cl缓冲溶回收率，检出限监测的结果[14]见表4。液、0.8mL2%4-AAP溶液。再分别加入6%（NH4）2S2O8：5.00mL、·151· 质检·研究建材与装饰2014年6月1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，使用各的优势，有些使用起来比较简单，有的比较快速，有的比较节1cm比色皿，在721型分光光度计上于490nn波长处测定光度值约成本，我们通过比较研究，应正确的看待它们的利弊。这些方A结果如图4所示。法将越来越受大家的青睐，也为广大的研究者奠定一个良好的基础。参考文献[1]邹汉法，刘震，叶明亮，等.毛细管电色谱及其应用[M].北京：中国环境出版社，2001；168.[2]国家环保局.水和废水监测方法[M].北京：中国环境出版社，1989：407.[3]陈亚妍.生活饮用水检验规范注解[M].北京：科技技术文献出版社，2001：40~41.[4]吕海涛，孙海峰，曲宝涵，等.铁氰化钾的应用[M].分析化学，2007，35图4光度值结果（10）：1425~1429.实验表明：25.00mL测定液中6%（NH4）2S2O8溶液的浓度大[5]武汉大学主编.四氯化碳萃取分析[J].分析化学，高等教育出版社.约在0.02~0.04mol/L的范围内，即体积在2.00~3.00mL范围内，[6]国家环境保护局科技标准司.水环境分析方法标准手册.1998：161.光度值基本不变。选取氧化剂用量为2.00mL。[7]CladeraA，MiroM，EstelaJM，CerdaV.AnalChin.Acta，2000，421（2）:155~166.采用曲拉通溶液，实验方法同3.1一样，改变TritonX-100溶[8]ExIshiwatah.Deteectionanddeterminationofphenoliccompoundsre-液的加入量分别为：0.10mL、0.20mL、0.40mL、0.80mL、1.60mL、leasedfromplasticwarebythe4-aminoantipyrinemethod.ShokuhinEi-2.00mL、3.00mL，结果如图5所示。实验表明25.00mL待测溶液seigakuZasshi，1990，31（4）：303~313.中，TritonX-100溶液的浓度在0.02g/mL左右时，即加入30%Tri-[9]王兴国，主编.理化检验与数理统计[M].河南科学技术出版社，1996.tonX-100溶液的体积为1.60mL左右时，可获得稳定和最灵敏的[10]中华人民共和国国家标准.生活饮用水标准检验法[M].北京：中国标准出版社.结果。选取曲拉通溶液用量为1.60mL。[11]罗纳德E梅杰蒸馏作为一种样品制备和分离技术LC-GC[M].16卷12号，1998，12.[12]吴忠标，主编.环境监测[M].北京：化学工业出版社，2003.[13]王筱敏.荧光分光光度法测定水中痕量酚[M].分析化学1986；14（5）：398.[14]胡小玲，张鹏，张瑰，等.荧光分光光度法测定饮用水中挥发酚类的研究[J].四川大学华西公共卫生学院学报，2003，12（2）：23~26.[15]国际标准.水质-流动注射分析检测指示（FLA和CFA）.ISO/FDIS.14402：1999（E）.[16]朱金安.新分光光度法测定水中挥发酚[J].齐鲁石油化工，1999，27图5曲拉通溶液（2）：143.3.2体系的稳定性[17]周建中.4-氨基安替比林法测定挥发酚时空白值得研究[J].冶金分析，通过方法的比较，测定同一挥发酚浓度样品在不同时间下的2000，20（4）：53.光度值A，结果如表5所示[22]。[18]康春丽，王英，杜尧国，等.水体中挥发酚测定方法的改进[J].分析化表5体系的稳定性学，2000，28（7）：872.t/min5152025406090120180240[19]杨安平，李步海，孙小梅，等.曲拉通增敏的分光光度法测定水中挥发A原体系0.1420.1520.1500.1500.1460.1380.126酚类[J].化学与生物工程，2006，26（8）：24.A改进体系0.3700.3800.3820.3880.3880.3880.3860.3840.3800.346[20]李大东，庄富成，等.催化学报，1981，2（4）：275.由表5可见，原体系只在30min内获得稳定的光度值，而改[21]EMSL的指南和格式-辛辛那提方法[J].EPA-600/8-83-020，1983，8.进的体系在1h内光度值稳定不变，3h内变化误差小于±5%。足[22]李晓梅.HACHATQuik-ChemFIA+8000Series测定挥发酚类[J].国家水以证明加入TritonX-100溶液能提高显色燃料的稳定性[23]。质监测网兰州监测站，1998，23（4）：72.实验证明：曲拉通增敏的分光光度法具有更高的稳定性和重[23]水和废水检测的标准方法（19版）[M].1995.[24]《生活饮用水标准检验方法》（GB5750-85）（第三版）[M].中国标准出版社，现性[24]，此方法适用于造纸废水、印染废水、医院废水或者化工废1987：76.水等高污染水体，也适用于生活排放的酚污染水体，结果稳定可靠，测定简便易行。收稿日期：2014-6-4尽管挥发酚测定方法逐渐受到广泛的应用，但是至于如何选择一个更好更合适的方法的文献报道还是十分有限的。本文综述了4-氨基安替比林分光光度法、荧光分光光度法、曲拉通增敏分光光度法等测定水中挥发酚的优缺点及适用范围等。通过以上介绍表明，分光光度法在测定水中挥发酚含量各有利弊，各有·152·'