废水中有机污染物检测方案

智能文字提取功能测试中

基于HACH比色盘的酚类化合物废水现场快速分析 随着化工产业的发展，化工品泄露等事故发生风险也随之增大。因此，亟需开发与之对应的现场快速分析方法，以减少事故发生后的决策等待时间。酚类化合物作为重要的化工原料及产品也受到了越来越多的关注。从图1可以看出，对于酚类化合物的研究呈逐年上升的趋势。 图1 酚类化合物学术关注度 1 酚类化合物及其检测方法简介 酚类为原生质毒，属高毒物质。根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。挥发酚通常是指沸点在230℃以下的酚类，其毒性最高。 人体摄入酚类化合物达到一定量会出现急性中毒症状。长期饮用被酚污染的水，可引起头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。水中酚达一定浓度时可影响水生动植物的生存，高浓度的酚（尤其是多元酚）能抑制水中微生物的生长繁殖，影响水体的自净作用。当水中含酚0.1~0.2mg/L，鱼肉有异味；大于5mg/L时，鱼中毒死亡。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减产。 对于酚类化合物的检测方法，国内外有很多报道。主要有分光光度法、溴化容量法、液相色谱法、气相色谱法、流动注射法等。其中液相色谱、气相色谱、流动注射仪虽然有车载或现场便携式仪器，但其价格较为昂贵，不适合大规模推广使用。溴化容量法由于可能受到氧化剂、还原剂、油类、硫化物等物质干扰，目前很少用于现场测试，此外这个方法多用于高浓度酚的检测。分光光度法作为经典方法一直是各级监测站最为常用的方法。作为其衍生方法，目视比色法由于不需要仪器支持，避免了分析仪器所需的电力问题，且成本较低，常作为现场分析方法使用。不过，目视比色法由于比色板与样品背景差异，其分析结果往往存在较大的偏差，一般仅用于半定量分析。随着技术的发展，HACH率先使用了比色盘技术，基本解决了样本背景色的干扰。 2 基于HACH比色盘的酚类化合物测试方法 2.1 测试原理 与分光光度法类似，使用的是4-氨基安替比林法。其原理是在pH 10.0±0.2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林染料，通过比色盘进行比色分析。 PS：挥发酚是酚类化合物的一部分，需要蒸馏，比较繁琐，而且现场往往不具备挥发酚测试条件。此外现场分析工作时间紧迫，分析结果只要对决策有指导意义即可。所以在现场我们使用酚类化合物测定，而不是挥发酚。 2.2 仪器材料 直接使用HACH成品比色盘试剂盒，其他的东西也就是一些水样稀释用的小东西了（比如量筒、移液管之类）。 ☆注意红色圈内为试剂盒项目名称（PHENOLS为酚类，非挥发酚） ☆打开后可以发现，一共有8件物品（3包试剂，一个比色盘，一个比色盒，2根塑料比色管，一瓶缓冲液） 2.3 测试步骤 由于说明书是英文的，所以这里把操作方法简要介绍下。（说明书也找不到了，凭印象写的步骤，可能略有出入，但对于分析应该没什么影响） ①首先打开试剂盒，安装好比色盒。比色盒由三部分组成：外盒、比色盘、反光镜。一般先安装反光镜，再安装比色盘。安装反光镜时，其镜面应45°向上；安装比色盘时，注意比色盘安装方向（合上盖子后，在浓度观察孔中看到的数字应为正向） ②分别加入10ml蒸馏水和水样，依次加入各粉剂与缓冲液。（可先对各粉剂按加入顺序进行编号，以免拿错） ☆加入试剂后的空白与样品（左边为空白） ③浓度直读。将比色盒竖直放置于光源下，旋转比色盘，直至2个观测孔颜色无显著性差异为止。在下方直读浓度，单位为mg/L。 3 讨论 3.1 光源类型对测试的影响 这个在说明书中未提及，但根据测试数据，对结果有着非常大的影响。取5mg/L的苯酚溶液进行测试。分别置于日光灯管、平面白色光源（LED灯）、白炽灯、金属卤素灯下进行观测。结果如表1（前三个为日常照明设备，功率未记录）。 表1 不同光源下酚类化合物测试准确度分析 光源类型 酚类化合物浓度 （mg/L） 回收率 备注 日光灯管 0.40-0.60 80%~120% LED灯（面光源） 0.45-0.55 90%~110% 白炽灯 0.25-0.55 50%~110% 波动较大 金属卤素灯 - - 强光下无法观测 从上表可以看出，在LED灯这种面光源下观测的效果最好，数据准确度高，精密度也较高；日光灯管这类线形光源次之；白炽灯测试结果的稳定性较差。这可能与光线射入角度有关。此外，当使用金属卤素灯这类大功率光源时，试剂盒出现一个较大的光点，造成分析结果无法观测，这可能与光源强度太高有关。所以建议使用LED灯（面光源）为观测光源，以减少测试误差；或在观测盒出厂时加装合适的光源。 3.2 测试范围及其验证 对于测试范围，说明书上写的是0~1.0mg/L与0~5.0mg/L两种，由于高浓度可以通过稀释分析，所以一般使用量程1.0mg/L的即可。但是0.05mg/L以下在观测孔中看着与空白无显著性差异，所以感觉这里应该写0.1~5.0更为合适。 在环境和排放标准中一般都以挥发酚为限值，所以以下引用挥发酚的各类限值标准（由于挥发酚是酚类化合物中最毒的一类，所以酚类化合物的理论限值应≥挥发酚限值） 表2 酚的不同标准限值汇总 序号 来源 限值（mg/L） 1 地表水环境质量标准 0.005（Ⅲ类） 0.1（Ⅴ类） 2 渔业水质标准 0.005 3 农田灌溉标准 1.0 4 污水综合排放标准 0.5（一级） 2.0（三级） 5 城镇污水处理厂污染物排放标准 0.5 6 污水排入城市下水道水质标准 1.0 从浓度上看，由于此试剂盒检测范围为0.1~5.0mg/L，所以不能用于渔业水质与地表水环境的分析评价，但若某个鱼塘边上有挥发酚污染源，也可以通过最大浓度横算法进行初步分析。而对于农田灌溉用水，以及污水厂或排入其他非饮用耐污水体的排水，还是完全能胜任的。 3.3 精密度分析 精密度是指在确定的分析条件下，相同介质中相同浓度样品的一系列测量值的分散程度。通过不同平行样的的相对偏差可以将其量化。平行样分析是实施环境监测质量控制的一项措施。平行样的测定结果在一定程度上反映了测试的精密度水平。使用试剂盒对3组不同浓度的苯酚进行分析，每个样品测试7个值，结果如表3所示。0.20~1.0mg/L的相对偏差在5%~17%，完全能满足现场初筛的需要。 表3 不同浓度酚类化合物测试精密度分析 浓度 mg/L 分析结果（mg/L） 相对偏差 1 2 3 4 5 6 7 均值 0.20 0.25 0.20 0.15 0.20 0.20 0.15 0.20 0.19 17% 0.50 0.45 0.55 0.60 0.45 0.45 0.55 0.60 0.52 12% 1.00 1.00 0.90 0.85 0.95 0.95 0.95 1.00 0.94 5% 3.4 准确度分析 准确度是指在确定的分析条件下，测得的样品浓度与真实浓度的接近程度。采用已知浓度分析的方法（空白加标），如表3所示，0.20，0.50，1.00mg/L的酚类化合物回收率分别为75%~125%，90%~120%，85%~100%，基本能满足现场分析需要。 实际样品的分析由于基体叫标准样品复杂，所以其分析结果也存在一定不确定性。对三家不同企业的进出水进行实样比对检测，比对方法采用与国标测试结果无显著性差异的流动注射法（关闭蒸馏器），并以流动注射法测值为真值进行分析，结果如表4。 表4 酚类化合物实样分析比对结果 点位 比色盘法 mg/L 流动注射法 mg/L 相对误差 废水1（进口） 0.70 0.511 37.0% 废水1（出口） 0.10 0.077 29.9% 废水2（进口） 0.35 0.421 -16.9% 废水2（出口） 0.20 0.107 86.9% 废水3（进口） 0.50 0.577 -13.3% 废水3（出口） 0.15 0.121 24.0% 对于实样分析，其准确度明显比标准样品要差很多，较高浓度的进水分析误差在-16.9%~37.0%， 这主要是实样中复杂的基体以及分析误差引起的（如浊度，比色盘分析本身的结果波动）；低浓度误差在24.0%~86.9%之间，这更多是因为检测精度和检出限的问题。 不过现场分析的结果主要用于初筛或者初步判定事故程度，所以对于分析准确度要求相对较低，这个结果也基本能满足决策要求了（如果监察支队能使用该方法进行初步筛查，则可以大量减少后方实验室工作量） 4 结论 综上所述，HACH的比色盘法分析水中的酚类化合物，在0.1~1.0mg/L范围内，精密度、准确度等各项特征指标均能满足现场初步分析需要，且成本低、操作简便、易于携带，适合酚类化合物现场分析使用 酚类为原生质毒，属高毒物质。根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。挥发酚通常是指沸点在230℃以下的酚类，其毒性最高。人体摄入酚类化合物达到一定量会出现急性中毒症状。长期饮用被酚污染的水，可引起头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。水中酚达一定浓度时可影响水生动植物的生存，高浓度的酚（尤其是多元酚）能抑制水中微生物的生长繁殖，影响水体的自净作用。当水中含酚0.1~0.2mg/L，鱼肉有异味；大于5mg/L时，鱼中毒死亡。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减产。对于酚类化合物的检测方法，国内外有很多报道。主要有分光光度法、溴化容量法、液相色谱法、气相色谱法、流动注射法等。其中液相色谱、气相色谱、流动注射仪虽然有车载或现场便携式仪器，但其价格较为昂贵，不适合大规模推广使用。溴化容量法由于可能受到氧化剂、还原剂、油类、硫化物等物质干扰，目前很少用于现场测试，此外这个方法多用于高浓度酚的检测。分光光度法作为经典方法一直是各级监测站最为常用的方法。作为其衍生方法，目视比色法由于不需要仪器支持，避免了分析仪器所需的电力问题，且成本较低，常作为现场分析方法使用。不过，目视比色法由于比色板与样品背景差异，其分析结果往往存在较大的偏差，一般仅用于半定量分析。随着技术的发展，HACH率先使用了比色盘技术，基本解决了样本背景色的干扰。更多有关HACH比色盘的酚类化合物测试方法及结果讨论等详细内容，请您下载后查看。