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簡(jiǎn)析水中揮發(fā)酚環(huán)境監(jiān)測(cè)方法
摘要：水體中揮發(fā)酚類(lèi)化合物主要來(lái)源于廢水，具有致畸、致癌和致突變的毒性，因此，揮發(fā)酚是水環(huán)境監(jiān)測(cè)中必須監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目。4-氨基安替比林分光光度法是目前最常用的一種監(jiān)測(cè)方法。該方法選擇性好而且穩(wěn)定，因此在廣大實(shí)驗(yàn)室中得以普遍應(yīng)用。4-氨基安替比林分光光度法一般使用分液漏進(jìn)行萃取操作，分液漏斗操作很不方便，而且容易漏液，分液漏斗不易洗滌等缺點(diǎn)。用錐形瓶代替分液漏斗，較好的克服了上述缺點(diǎn)，且不影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度，提高了工作效率。
關(guān)鍵詞：水中揮發(fā)酚;環(huán)境監(jiān)測(cè);環(huán)境污染
酚類(lèi)是單環(huán)和稠環(huán)芳烴的單元、二元或多元的羥基衍生物。其中，單元酚類(lèi)毒性較多元酚高，且能隨水蒸氣一起揮發(fā)而和其它酚類(lèi)化合物分離。因此通常稱(chēng)之為揮發(fā)酚。如今環(huán)境污染問(wèn)題特別是水污染問(wèn)題備受全球的關(guān)注，是我們急待解決的問(wèn)題之一。揮發(fā)酚是污染水體中的一項(xiàng)主要指標(biāo)，也是判斷水體污染程度的主要指標(biāo)之一，所以，對(duì)水體中的揮發(fā)酚的含量的監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的任務(wù)。本文主要闡述了酚的概述以及對(duì)水中揮發(fā)酚的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和探討。
一、水中揮發(fā)酚的概述
1、揮發(fā)酚的概念
依據(jù)酚的沸點(diǎn)，可以將酚分為兩種類(lèi)型，一種是可揮發(fā)性的酚，另一種是不可揮發(fā)性的酚。一般的標(biāo)準(zhǔn)是沸點(diǎn)在230℃以上的為不揮發(fā)酚，沸點(diǎn)在230℃以下的則是揮發(fā)酚，通常也稱(chēng)為一元酚。
2、酚類(lèi)物質(zhì)的來(lái)源及危害
水中酚類(lèi)物質(zhì)的主要來(lái)源是煤氣廠、石油煉廠、木材加工廠、以及農(nóng)藥物質(zhì)和醫(yī)藥物質(zhì)、化學(xué)試劑等。酚類(lèi)是原生質(zhì)毒素，屬于高毒素化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)一定量的酚類(lèi)物質(zhì)攝入人體內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)患上急性中毒癥狀，長(zhǎng)期食用合酚類(lèi)物質(zhì)的水，則會(huì)引起頭暈、貧血、瘴癢、出血等癥狀。當(dāng)水中酚的合量達(dá)到(0.1mg/L-0.2mg/L)時(shí)，可使魚(yú)類(lèi)物質(zhì)出現(xiàn)異味，當(dāng)酚的濃度達(dá)到(大于5mg/L)時(shí)，水生物則會(huì)因中毒而亡。一定不可以用合酚濃度高的廢水灌注稻田，否則會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物病死，其產(chǎn)量也會(huì)受到影響。
3、揮發(fā)酚對(duì)人體的危害
酚類(lèi)為原生質(zhì)毒，屬高毒物質(zhì)，人體攝入一定量會(huì)出現(xiàn)急性中毒癥狀;長(zhǎng)期飲用被酚污染的水，可引起頭痛、出疹、瘙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。水中酚達(dá)一定濃度時(shí)可影響水生動(dòng)植物的生存，高濃度的酚(尤其是多元酚)能抑制水中微生物的生長(zhǎng)繁殖，影響水體的自?xún)糇饔谩．?dāng)水中含酚0.1-0.2mg/l，魚(yú)肉有異味;大于5mg/l時(shí)，魚(yú)中毒死亡。含酚濃度高的廢水不宜用于農(nóng)田灌溉，否則會(huì)使農(nóng)作物枯死或減產(chǎn)。水體中的酚類(lèi)化合物主要來(lái)源于含酚廢水，如焦化廠、煤氣廠、煤氣發(fā)生站、石油煉廠、木材干餾、合成樹(shù)脂、合成纖維、染料、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥、玻璃纖維、油漆、消毒劑、化學(xué)試劑等工業(yè)廢水。例如，每生產(chǎn)一噸焦炭，就可產(chǎn)生0.2-0.3立方米的含酚廢水�；S通過(guò)對(duì)水質(zhì)中揮發(fā)酚的在線監(jiān)測(cè)及人工測(cè)定，判定污水是否可以排放。廣西石化公司揮發(fā)酚的排放標(biāo)準(zhǔn)為≤70mg/l。
二、解決含酚廢水的途徑，降低廢水含酚濃度
解決含酚廢水的途徑，一是改革工藝，降低廢水含酚濃度，或循環(huán)用水以減少?gòu)U不量并提高廢水中含酚濃度，便于回收;二是回收利用和處理，主要方法有：萃取、吸附、蒸汽吹脫、離子交換、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、反滲透、生化處理等。一般說(shuō)來(lái)，含酚濃度在1000毫克/升以上的廢水應(yīng)先考慮酚的回收，再加破壞處理以達(dá)無(wú)害排放。含酚濃度低于此濃度以下，則要進(jìn)行無(wú)害處理。酚類(lèi)的分析方法較多，而各國(guó)普遍采用的為4-氨基安替比林光度法，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的測(cè)酚方法亦為此。水樣中揮發(fā)酚濃度低于0.5mg/L時(shí)采用4-氨基安替比林萃取光度法，濃度高于0.5mg/L時(shí)采用4-氨基安替比林直接光度法.高濃度含酚廢水可采用溴化容量法，此法適用于車(chē)間排放口或未經(jīng)處理的總排放污水口廢水。
三、水中揮發(fā)酚的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法
1、4-氨基安替比林分光光度法
(1)萃取光度法
在鐵KCN存在的前提下，酚類(lèi)物質(zhì)可以與L一氨基安替比林在PH10的水環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)物為酚安替比林，呈橙紅色。通過(guò)三氯甲烷的萃取，反應(yīng)物可以在波長(zhǎng)為460nm的情況下被最大化的吸收。這種方法針對(duì)地表水、地下水、工業(yè)廢水還有飲用水中揮發(fā)酚的測(cè)定，測(cè)量范圍為0.002mg/L-0.12mg/L。當(dāng)水樣中揮發(fā)酚濃度低于0.5mg/L時(shí)采用此方法。
(2)直接光度法
在pH值(10.0±0.2)中，在合有鐵KCN的溶液中，酚類(lèi)化合物與a-氨基安替毗琳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物是吲哚酚安替毗琳染料為橙紅色，顯色后，在三十分鐘內(nèi)，在波長(zhǎng)為510nm處有最大吸收。此時(shí)，用光程長(zhǎng)為20nm比色皿測(cè)量時(shí)，酚的最低檢出濃度為0.1mg/L，當(dāng)水樣中濃度高于0.5mg/L時(shí)采用此方法。使用4-氨基安替比林分光光度法對(duì)水中揮發(fā)酚的監(jiān)測(cè)時(shí)需要注意一下影響因素。采集的實(shí)驗(yàn)水樣在不進(jìn)行任何有效的處理的情況下，務(wù)必在四小時(shí)以?xún)?nèi)進(jìn)行測(cè)試，如果在水樣中加入磷酸將其酸化，并且同一時(shí)間加入硫酸銅，將樣本放在5℃-10℃的條件下冷藏，保證在此條件下抑制水中微生物持續(xù)氧化作用。使用此方法監(jiān)測(cè)的時(shí)間將會(huì)長(zhǎng)伏平二十四小時(shí)左右，所以，不能對(duì)樣本進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，那么水中的微生物可能會(huì)與酚發(fā)生氧化反應(yīng)，這樣就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，影響實(shí)驗(yàn)的效果。用氨基安替比林分光光度方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，試劑上空白位置的吸光程度會(huì)影響結(jié)果，造成嚴(yán)重偏差，所以，在使用此方法對(duì)水中酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)該注意試劑的空白位冒及其吸光的程度。一般情況下，應(yīng)該將空白位置的吸光度控制在0.1以下，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)明顯的偏差。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，4-氨基安替比林的純度是影響試劑空白處吸光度的主要因素，所以，在對(duì)樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前提下，應(yīng)該對(duì)4-氨基安替比林進(jìn)行提純操作，傳統(tǒng)的提純方法已經(jīng)跟不上時(shí)代的需求，更不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需要的效果，但是使用化學(xué)材料苯進(jìn)行提純操作的成本太高，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)于復(fù)雜，在普通的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)中不適用。所以，對(duì)樣本進(jìn)行提純的有效試劑應(yīng)該是4-氨基安替比林溶液，使用4-氨基安替比林溶液不僅有利于對(duì)樣本的監(jiān)測(cè)，還大大降低了成本。除了此方法，還可以使用蒸餾的方式對(duì)4-氨基安替比林進(jìn)行提純。在使用此方法監(jiān)測(cè)時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求實(shí)施實(shí)驗(yàn)的程序及步驟，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的提高。當(dāng)水體樣本完成蒸餾過(guò)程之后，應(yīng)該小心的將500ml的分液移入其中，并且要充分的搖勻加入的試劑之后，再添加下一種試劑。添加試劑的順序是，首先是緩沖溶液，其次是4-氨基安替比林。同時(shí)，要嚴(yán)格控制4-氨基安替比林和鐵KCN等試劑的劑量，確保水體樣本中的揮發(fā)酚可以充分的反應(yīng)完畢。通常情況下，鐵KCN的顏色干擾監(jiān)測(cè)效果，導(dǎo)致對(duì)樣本中的揮發(fā)酚的合量判斷有誤差，所以，要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，對(duì)水體樣本的顏色有很好的掌握，這樣才能更加準(zhǔn)確的判斷水體樣本中揮發(fā)酚的合量是否超標(biāo)。至今為止，4-氨基安替比林分光光度的方法較為普遍，并且操作過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的試驗(yàn)步驟就可以完成對(duì)水體樣本中揮發(fā)酚合量的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，用這種方法監(jiān)測(cè)的結(jié)果相對(duì)其他方法比較精確，很容易得出結(jié)論。在日常生活中是一種簡(jiǎn)單且方便的方法，并且可以有效的監(jiān)測(cè)出水中的揮發(fā)E3T是否超標(biāo)。但是，此方法也有它的缺陷，那就是一旦4-氨基安替比林的純度不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，那么將會(huì)影響結(jié)果。然而，4-氨基安替比林的提純是件非常復(fù)雜的工作，提純時(shí)，對(duì)試劑的添加順序、試劑的添加時(shí)間、試劑的添加劑量等等都有著很高的要求。因此，需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，雖然，有這些不足的地方，但是由于該方法的實(shí)驗(yàn)成本低，結(jié)果比較準(zhǔn)確，所以使用率是很高的。
2、澳化滴定法
澳化滴定法的主要原理是，通過(guò)利用水中的揮發(fā)酚可以與澳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物可以被用來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)揮發(fā)酚與澳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)牛成二澳酚的產(chǎn)物，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，最后會(huì)出現(xiàn)澳代三澳酚的物質(zhì)。如果水體樣本溶液中的酚被澳完全反應(yīng)后，水中多余的澳就會(huì)與碘化鉀產(chǎn)生反應(yīng)，最后的產(chǎn)物也是澳代三澳酚。之后，對(duì)樣品中碘物質(zhì)進(jìn);予彥定實(shí)驗(yàn)，得到碘的含量后，通過(guò)計(jì)算便會(huì)得出水中揮發(fā)酚的合量有多少，從而判斷水中的揮發(fā)酚是否超標(biāo)。高濃度合酚廢水可采用此方法，此法適用于車(chē)間排放口或未經(jīng)處理的總排污口廢水。澳化滴定法雖然不如氨基安替毗林分光光度法使用率高，但相比之下其操作方法較為簡(jiǎn)單。在使用澳化滴定方法時(shí)，需要注意的是，在對(duì)樣本進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，樣本中的一些化學(xué)物質(zhì)，例如金屬離子、還原劑、氧化劑等會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。澳化滴定法的水樣中干擾離子與4-氨基安替比林分光光度基本一致，所以洲門(mén)可以采用同樣的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)樣本中的揮發(fā)酚進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，尤其要注意的是滴定的速度，滴定越接近終點(diǎn)越要小心處理溶液，同時(shí)還要對(duì)溶液進(jìn)行均勻的搖昊及靜置。目的在于保證溶液可以完全的進(jìn)行反應(yīng)，以及對(duì)滴定的終點(diǎn)得以準(zhǔn)確的控制。
3、采集樣本的問(wèn)題
由于水體樣本的多樣性，就會(huì)存在不同的采樣方法。面對(duì)被工業(yè)廢水污染的水資源采樣，洲門(mén)可以選用磷酸硫酸銅試劑進(jìn)行保存樣本，然后針對(duì)日常生活的飲用水進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，通常情況下，是采用氫氧化鈉進(jìn)行保存實(shí)驗(yàn)的樣本。同時(shí)，一旦加入試劑的水體樣本，必須盡快的完成實(shí)驗(yàn)分析，如果不能及時(shí)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么應(yīng)該將水樣放在4℃的環(huán)境下進(jìn)行保存，并且務(wù)必在二十四小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采樣的過(guò)程中，大多數(shù)是避免在河邊及湖邊采取樣本，而是選擇在河中心進(jìn)行取樣操作，因?yàn)檫@樣的樣本才可以真實(shí)的反應(yīng)出整條河流中的揮發(fā)酚的合量，也會(huì)減小監(jiān)測(cè)結(jié)果的偏差度。
結(jié)束語(yǔ)
水污染的問(wèn)題隨著人類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)的污水排放加大，同時(shí)和生活排放的污水不斷的增加，直接導(dǎo)致了水環(huán)境的污染問(wèn)題也日益嚴(yán)峻化，監(jiān)測(cè)水污染也迫在眉捷，因此水中揮發(fā)酚的監(jiān)測(cè)這一項(xiàng)目，成為了一項(xiàng)重要的監(jiān)測(cè)。這項(xiàng)監(jiān)測(cè)的出現(xiàn)在提高水污染治理力度方面有著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)階段，首先要對(duì)生產(chǎn)工業(yè)用水的污水排放和居民生活污水的排放進(jìn)行科學(xué)可行合理有效的控制引導(dǎo)。其次要有效的提高水中揮發(fā)酚監(jiān)測(cè)方法的先進(jìn)性，鉆研水污染的監(jiān)測(cè)更加全面，在水資源監(jiān)測(cè)項(xiàng)目工作上提供更為準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)和科學(xué)的分析，促進(jìn)我國(guó)水資源水污染治理工作、污水排放正確引導(dǎo)不斷取得新的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)：
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