摘 要： 建立了全自动流动注射分析仪快速测定水样中挥发酚含量的分析方法。样品经抗坏血酸除氯、氢氧化钠固定（pH≥12）后，先经酸性条件下 165℃在线蒸馏释放挥发酚，再在碱性介质中与铁氰化钾、0.60g/L 4-氨基安替比林反应生成橙黄色产物，最后于 510 nm 波长处检测。结果表明，挥发酚的质量浓度在0～0.500 mg/L范围内与对应的信号强度具有良好的线性关系，相关系数为 0.999 9，方法检出限为0.000 8 mg/L。通过对水质挥发酚有证标准物质分析，测定结果的相对标准偏差为0.56%～1.60%（n=6），相对误差为-2.08%～1.97%；对样品进行加标回收试验，加标回收率为93.6%～105.6%。分别采用所建方法和标准方法HJ 503—2009对实际样品进行了分析，所得结果基本一致。该方法可以满足各种水体中挥发酚含量的快速测定需求。

关键词： 流动注射分析仪； 水样； 挥发酚

近年来，随着美丽中国建设的全面推进，国家高度重视环境污染治理工作，持续加强环境监测力度。挥发酚是环境重要污染物，具有致畸、致癌和致突变的生物毒性，是评价环境污染的重要指标之一。挥发酚主要存在于制药、石油化工、涂料、造纸等行业,其排放的废水对环境、动植物及人体健康危害较大[1‒2]，人体摄入一定量时，可出现头痛、眩晕、恶心等症状，严重的会引起死亡，因此准确快速地测定水样中的挥发酚含量对环境监测和水质质量评价都具有非常重要的意义。

挥发酚的分析方法主要有溴化容量法、气相色谱法[3]、4-氨基替比林分光光度法[4‒6]和流动注射法[8‒10]。溴化容量法是HJ 502—2009《水质　挥发酚的测定　溴化容量法》标准方法，其实验过程简单、仪器和试剂廉价，但该方法仅能测定与溴发生取代的挥发酚，所得结果偏低，准确度不高；气相色谱法虽然灵敏度高，可以多组分同时分析，但该方法所用萃取剂毒性较大，样品处理过程步骤繁琐、耗时较长；4-氨基安替比林分光光度法仪器和试剂价格相对低廉，是使用较多的方法，但该方法样品处理需经过蒸馏、富集、萃取、比色，过程复杂费时，样品和试剂用量大，分析周期长，不适合大批量样品的应急监测，且实验过程中需要使用有机试剂进行萃取，对检测人员及环境不够友好[7]。HJ 503—2009《水质　挥发酚的测定 4-氨基安替比林分光光度法》规定线性范围为0～0.2 mg/L，但在日常的检测工作中，水质种类多，基体复杂，含量超过线性范围的现象时有发生。笔者通过对显色体系和仪器条件进行优化，采用全自动流动注射分析仪对水样中的挥发酚进行分析，拓展线性范围，降低稀释效应带来的不确定度，提高了分析效率，同时验证了方法的检出限、精密度等技术指标。该方法具有操作简单、准确高效、所用试剂绿色环保、分析速度快等优点[11‒13]，适合大批量水质样品的快速分析及应急监测[14‒15]。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

全自动流动注射分析仪：BDFIA-8000型，北京宝德仪器有限公司。

循环水式多用真空泵：SHZ-D型，郑州特尔仪器设备有限公司。

数控超声波清洗机：XY15-400 A，上海安普实验科技股份有限公司。

4-氨基安替比林（4-APP）、铁氰化钾、氢氧化钠、硼酸、氯化钾、磷酸：均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司。

氢氧化钠：优级纯，北京化学试剂公司。

4-APP溶液：称取0.60 g 4-APP于500 mL水中，溶解后，用水稀释至1 000 mL，使用前需超声脱气30 min。

铁氰化钾缓冲溶液：称取2.0 g铁氰化钾3.1 g、硼酸和3.75 g氯化钾和4.0 g氢氧化钠，用适量水溶解后，用水稀释至1 000 mL，此时，缓冲溶液的pH值约为10.5，使用前需超声脱气30 min。

蒸馏试剂：体积分数为30%的磷酸溶液，使用前需超声脱气30 min。

水中挥发酚成分分析标准物质：100 mg/L，编号为BWZ 6720-2016，北京北方伟业计量技术研究院有限公司。

挥发酚质控样国家标准样品：编号为GSB07-3180-2014，批号分别为200372、200373、200357、200358、200359、200360，生态环境部标准样品研究所。

实验用水：超纯水，由美国Millipore公司超纯水机制备。

1.2 仪器工作条件

洗针时间：19 s；进样时间：140 s；载流时间：60 s；到阀时间：280 s；注射时间：80 s；蠕动泵转速：35 r/min；出峰时间：9 s；峰宽：40 s；积分时长：40 s；样品周期时间：200 s；设定温度：165 ℃。

1.3 样品的采集与测定

1.3.1 样品采集与处理

样品的采集严格按照《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164）和《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91）中相关规范要求进行。用棕色玻璃样品瓶采集水样后，加0.01～0.02 g抗坏血酸除去残余氯，然后用氢氧化钠溶液固定，使样品pH值不小于12，于4 ℃避光保存，24 h内完成测定。

1.3.2 样品测定方法

样品在酸性条件下，于165 ℃在线蒸馏释放出挥发酚，被蒸馏出的挥发酚于碱性介质中，在铁氰化钾的存在下，与显色剂4-APP溶液反应，生成橙黄色的安替比林产物，进入流动检测池，于510 nm波长处进行光度检测，其峰面积与样品中挥发酚对应的浓度成正比。

启动仪器后，以实验用水检查整个分析流路的密闭性及液体流动的顺畅性，约15 min待仪器加热稳定后，将各个进试剂的毛细管插入相应的试剂瓶中，待基线稳定后进行测定。对于清洁透明的水样可直接进样检测，对于浑浊的水样需用0.45 μm滤膜过滤后进行测定。

1.4 系列标准工作溶液配制

移取一定体积的水中挥发酚成分分析标准物质于容量瓶中，用1.0 g/L氢氧化钠溶液逐级稀释，配制成质量浓度分别为0.000、0.004、0.008、0.016、0.040、0.100、0.200、0.500 mg/L挥发酚系列标准工作溶液。

2 结果与讨论

2.1 4-氨基安替比林浓度的选择

试验采用4-AAP作为体系的显色剂，其浓度对于试验结果起着关键作用。浓度过低，将导致反应不完全；浓度过高，则易与氧化剂起反应，对试验产生干扰，使测定结果误差增大。配制质量浓度分别为0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90 g/L的4-AAP溶液。在不同4-AAP浓度水平下，测定0.040 mg/L挥发酚标准溶液，结果如图1所示。

图1   不同4-AAP质量浓度时水中挥发酚测定结果

Fig. 1   Determination results of volatile phenols in water at different concentrations of 4-AAP

从图1可以看出，在4-AAP质量浓度为0.30～0.60 mg/L范围内，随着显色剂质量浓度的增加，所测结果也相应增加，当4-AAP质量浓度为0.60 g/L时，分析结果最大且与标准值接近，之后开始下降，因此选取4-AAP质量浓度为0.60 g/L。

2.2 缓冲溶液pH值的选择

试验体系中，合适的缓冲溶液pH值可以有助于提高反应的灵敏性和消除干扰。选取pH值分别为8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0的缓冲溶液，在不同缓冲溶液pH值下分别对0.040 mg/L挥发酚标准溶液进行测定，结果如图2所示。

图2   不同缓冲溶液pH值时水中挥发酚测定结果

Fig. 2   Determination results of volatile phenols in water at different pH values of buffer solutions

从图2可以看出，缓冲溶液的pH值会对测定结果产生较大影响。当pH＜10时，溶液中铁氰化钾不稳定，导致分析结果偏低；当pH＞11.0时，会阻止反应产物的生成，也会导致分析结果偏低；当pH为10.0～11.0区间内，挥发酚的测定值较高且趋于稳定，因此将缓冲溶液的pH值稳定在10.5左右。

2.3 到阀时间的选择

试样的到阀时间直接影响试样的灵敏度。试验考察了到阀时间分别为240、250、260、270、280、290、300、310 s时对挥发酚检测灵敏度的影响，不同到达阀时间时水中挥发酚测定结果如图3所示。从图3可以看出，随着到达阀时间的增加，测定值也相应增大，当到达阀时间为280 s时，测定值最大且与标准值接近，之后开始下降，因此选取到达阀时间为280 s。

图3   不同到达阀时间时水中挥发酚测定结果

Fig. 3   Determination results of volatile phenols in water at different valve arrival times

2.4 峰宽的选择

峰宽截取的准确性直接影响测定结果的准确度。峰宽设定的过宽或过低均会使方法准确度偏低。固定其他分析条件不变，分别设置峰宽为30、35、40、45、50 s，对质量浓度为0.040 mg/L挥发酚标准溶液进行测定，考察峰宽对测定结果的影响，结果如图4所示。从图4可以看出，峰宽设定过宽，则样品浓度测定值偏高；峰宽设定过窄，则测定值偏低，当峰宽为40 s时测定值与标准值接近，因此选取峰宽为40 s。

图4   不同峰宽时水中挥发酚测定结果

Fig. 4   Determination results of volatile phenols in water at different peak widths

2.5 校准工作曲线与检出限

按1.2仪器工作条件测定挥发酚系列标准工作溶液，以挥发酚质量浓度为横坐标（x），峰面积为纵坐标（y），绘制校准工作曲线。结果表明，挥发酚质量浓度在0～0.500 mg/L范围内与峰面积线性关系良好，线性方程y=200.830 6x+0.438 7，相关系数为0.999 9。按HJ 168—2020 《环境监测分析方法标准制修订技术导则》中的规定，对质量浓度为预估方法检出限2～5倍的空白加标样品进行10次平行测定，通过计算t (n-1，α=0.99)×S得到方法检出限为0.000 8 mg/L，以4倍检出限计算测定下限为0.003 2 mg/L。

2.6 精密度和准确度试验

选取不同浓度水平的水质挥发酚标准物质GSB 07-3180-2014 200372、GSB 07-3180-2014 200373、GSB 07-3180-2014 200357、GSB 07-3180-2014 200358、GSB 07-3180-2014 200359进行精密度和准确度试验，按照所建方法平行测定6次，试验结果见表1。由表1可知，测定值与认定值基本一致，测定值的相对误差为-2.08%～1.97%，测定结果的相对标准偏差为0.56%～1.60%，表明该方法具有较高的准确度和良好的精密度，均能满足相关分析规范的质控要求。

表1   精密度和准确度试验结果

Tab. 1   Results of test for precision and accuracy

2.7 样品加标回收试验

水质样品种类较多，不同样品中的挥发酚含量差别较大，为验证方法准确性和适用性，取地表水、地下水、工业废水3种类型实际样品，进行高、中、低3种浓度水平的加标回收试验，结果见表2。由表2可知，样品加标回收率为93.6%～105.6%，说明该方法具有较高的准确度和良好的适应性。

表2   加标回收试验结果

Tab. 2   Results recovery test of the method

2.8 比对试验

选取黄河流域辐射范围内的垃圾填埋场地下水环境调查样品（1#）、垃圾处理厂地下水环境调查样品（2#）、产业园区地下水样（3#）、地下水污染调查水样（4#）、区域水文地质监测井水样（5#）。采用所建方法对上述5个地下水样品进行12次测定，并和标准方法HJ 503—2009《水质　挥发酚的测定　4-氨基安替比林分光光度法》的分析结果进行比对，结果见表3。由表3可知，所建方法与标准方法的检测结果无显著差异。

表3   两种方法比对结果

Tab. 3   Comparison results of the two methods

3 结语

通过优化4-氨基安替比林浓度、缓冲溶液pH值及仪器参数，建立的全自动流动注射分析仪测定水样中挥发酚含量的分析方法，经过标准物质验证，方法的准确度及精密度等技术指标满足质量规范要求。该方法具有灵敏度高、检出限低、分析速度快、污染小等优点，适用于大批量水体样品的检测。

参考文献

1 刘娇，吴淑琪，贾静，等.地质环境样品中挥发酚分析现状与发展［J］.分析测试学报，2015，34（3）： 367.
    LIU Jiao，WU Shuqi， JIA Jing， et al. Review on analytical methods of volatile phenols in geoenvironmental samples［J］.Journal of Instrumental Analysis，2015，34（3）： 367.

2 韦锋，王琳，杨海菊，等. 4-氨基安替比林法测定水中挥发酚的注意事项［J］.化学工程师，2019，33（5）： 91.
    WEI Feng，WANG Lin，YANG Haiju， et al. Notices for the determination of volatile phenols in water by 4-aminoantipyrine method［J］. Chemical Engineer，2019，33（5）： 91

3 刘娇，吴淑琪，贾静， 等. 吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定土壤中挥发酚的方法研究［J］. 华东地质， 2019， 40（4）： 309.
    LIU Jiao，WU Shuqi，JIA Jing，et a1. Purge and trap-gas chromatography mass spectrometry for determination of volatile phenols in soil［J］. East China Geology，2019，40（4）： 309.

4 陈利粉，宋盈，马建茹. 4-氨基安替比林分光光度法测定水中挥发酚的影响因素分析［J］.中国资源综合利用，2022，40（3）： 22.
    CHEN Lifen，SONG Ying，MA Jianru， et al. Analysis of influencing factors in determination of volatile phenols in water by 4-aminoantipyrine spectrophotometry［J］. China Resources Comprehensive Utilization，2022，40（3）： 22.

5 叶开晓，童天喆，梁柳玲，等.过硫酸钾氧化4-氨基安替比林光度法测定地表水中挥发酚［J］.中国无机分析化学，2021，11（2）： 26.
    YE Kaixiao，TONG Tianzhe，LIANG Liuling，et a1. Deter-mination of volatile phenol by 4-aminoantipyrine spectrometric method with potassium persulfate as oxidant［J］. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry，2021，11（2）： 26.

6 张建龙，双双，陶甄彦.4-氨基安替比林萃取分光光度法测定地表水中挥发酚［J］.云南化工，2018，45（8）： 107.
    ZHANG Jianlong，DU Shuangshuang，TAO Zhenyan. Discussion of volatile phenol in surface water by extraction spectro-photometry with 4-aminoantipyrine［J］. Yunnan Chemical Technology，2018，45（8）： 107.

7 马利龙，卢业友.碱法提取-流动注射检测仪测定土壤中的挥发酚［J］.化学分析计量，2022，31（4）： 65.
    MA Lilong，LU Yeyou.Determination of volatile phenol in soil by alkaline extraction-flow injection apparatus［J］. Chemometric Analysis and Meterage，2022，31（4）： 65.

8 薛慧，李银贺，宫博，等.连续流动-分光光度法测定地表水中挥发酚和总氰化物［J］.中国无机分析化学，2018，8（5）： 9.
    XUE Hui， LI Yinhe，GONG Bo，et al. Determination of volatile phenols and total cyanide in surface water by continuous flow analysis（CFA）and spectrophotometric method［J］. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry，2018，8（5）： 9.

9 纪昳，陆喜红，徐荣.浓硫酸预蒸馏-连续流动分析法测定固体废物中总氰化物［J］.化学分析计量，2021，30（3）： 6.
    JI Yi，LU Xihong，XU Rong，Determination of total cyanide in solid wastes by predistillation with concentrated sulfuric acid and air-segmented continuous flow-analysis［J］. Chemical Analysis and Meterage，2021，30（3）： 6.

10 薛慧，董宾，李月亭，等.连续流动法同时测定污水中氨氮和总磷［J］.化学分析计量，2020，29（1）： 26.
    XUE Hui，DONG Bin， LI Yueting， et al. Simultaneous determination of ammonia nitrogen and total phosphorus in sewage by continuous flow method［J］. Chemical Analysis and Meterage，2020，29（1）： 26.

11 付生录，魏燕.流动注射-分光光度法测定水中氰化物［J］.中国无机分析化学，2013，3（2）： 39.
    FU Shenglu，WEI Yan. Determination of cyanide in water by flow injection-spectrophotometry［J］. Chinese Journal of Inorganic AnalyticalChemistry，2013，3（2）： 39

12 冉瑞桥，杨帆，田海华.全自动流动注射仪测定水中的阴离子表面活性剂［J］.广东化工，2024，52（3）： 39.
    RAN Ruiqiao，YANG Fan，TIAN Haihua. Water determination of anionic surfactants inwater by automatic flow injection analyzer［J］.Guangzhou Chemical Industry，2024，52（3）： 39.

13 韩永辉，侯博，童双祖，等.流动注射分光光度法测定水中六价铬［J］.化学分析计量，2023，32（8）： 56.
    HAN Yonghui，HOU Bo，TONG Shuangzu，et a1. Determination of hexavalent chromium in water by flow injection spectro-photometric method［J］. Chemical Analysis and Meterage，2023，32（8）： 56.

14 李小辉，胡新颖，高志军，等.碱溶液提取-流动注射分析仪测定底泥中挥发酚［J］.冶金分析，2024，44（12）： 21.
    LI Xiaohui，HU Xinying，GAO Zhijun，et a1. Determination of volatile phenol in sediment by flow injection analyzer with alkali solution extraction［J］. Metallurgical Analysis，2024，44（12）： 21.

15 王华，王玉功，余志峰.全自动流动注射-分光光度法测定土壤中氨氮［J］.中国无机分析化学，2022，12（1）： 102.
    WANG Hua，WANG Yugong， YU Zhifeng. Determination of ammonia nitrogen in soil by automatic flow injection-spectrophotometry［J］. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry，2022，12（1）： 102.