一、概述

酚是羟基直接与芳环相连的化合物。根据芳环上羟基的数目，酚类可分为一元酚、二元酚和多元酚，其中一元酚最为常见，如苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚和氯酚等。根据酚的沸点、挥发性以及蒸馏时能否与水蒸气一起蒸出，将酚分为挥发性酚和不挥发性酚。挥发性酚类(volatile phenols/ volatile phenolic compounds)即蒸馏时能随水蒸汽一起挥发的酚类，主要是沸点低于230℃的绝大多数一元酚，如苯酚、甲酚、二甲酚等，而不能随水蒸汽挥发的酚类称为不挥发酚( involatile phenols)，通常沸点高于230℃，如硝基酚、二元酚以及多元酚等。大多数酚类化合物为无色晶体，微溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。酚有一定的酸性，能和碱直接反应生成易溶于水的酚盐。酚类化合物易被氧化成有色的醌类化合物。

天然水体中一般不应含有酚类化合物，水体中的酚主要来源于人为污染。水体中的酚主要来自焦化、煤气、石油精炼、冶金、玻璃、塑料、医药、农药、油漆、木材防腐、造纸、石油化工、合成氨、化学有机合成工业等工厂排出的工业废水。

酚类化合物为原生质毒物，属高毒物质，其中苯酚的毒性最大。酚可经皮肤或黏膜、呼吸道、消化道等多种途径进入体内。进入体内的酚与细胞中的蛋白质相互作用，低浓度时使蛋白质变性，高浓度时则使蛋白质凝固。人体长期饮用被酚污染的水会造成慢性中毒，引起头昏、头痛、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状和呕吐、流涎等慢性消化道症状。人体一次性摄入高浓度的酚时，可出现急性中毒症状，甚至可导致昏迷死亡。水中含0.1～0.2mg/L酚类化合物时，可使鱼肉产生异味，酚类化合物浓度＞5mg/L时可造成鱼类中毒死亡。含酚浓度高的废水不能直接排放或用于农田灌溉，否则，会污染大气、水、土壤，并使农作物枯死或减产。饮用水中如含有酚类，采用氯化消毒时会产生令人不适的氯酚味，其嗅阈值为0.01mg/L。一般情况下，含酚废水中苯酚和甲酚的含量最高，因此环境监测中常以苯酚和甲酚等挥发性酚作为污染监测指标。中国《生活饮用水卫生标准》( GB 5749-2006)规定饮用水中挥发性酚类不能超过0.002mg/L(以苯酚计)。

测定挥发性酚的水样需用玻璃瓶采集。酚类化合物在水中易被生物和化学氧化，采样后，立即加磷酸酸化水样至pH4.0[若水样不需经预蒸馏处理，也可用(1+3)盐酸酸化水样至适宜pH]，并按1g/L的比例加入硫酸铜以抑制微生物对酚类的生物氧化作用，4℃冰箱保存，24小时内完成测定。

二、测定方法

挥发性酚类的测定方法很多，主要有溴化容量分析法、分光光度法和色谱分析法等，其他方法有紫外光度法、流动注射分析和生物传感器等。溴化容量分析法灵敏度较低，干扰因素多，适用于含高浓度挥发性酚的工业废水水样。一般情况下，水样中挥发性酚含量较低，需用光度分析法或色谱法等仪器分析方法测定。光度分析法中以4-氨基安替比林分光光度法最为常用，是我国地表水、地下水、饮用水、工业废水和生活污水水样中挥发性酚检测的标准方法之一。该方法灵敏度高，适用浓度范围广，蒸馏后测定可基本排除干扰，但酚类化合物的酚羟基会抑制对位取代反应，因此4-氨基安替比林分光光度法可测定苯酚和邻、间位取代酚，而对位取代酚以及硝基、苯酰基、醛基、芳基取代的酚类则不能被测定，导致测定结果偏低。溴化容量法和光度分析法只能测定挥发性酚类化合物的总量，测定结果以苯酚(mg/L)计。色谱法测定水中酚类化合物，其最大优点是能够同时分离和定量测定各种酚。中国环境保护标准《水质酚类化合物的测定》(HJ 676-2013)规定液液萃取/气相色谱法同时测定13种酚类化合物的标准方法。

气相色谱法测定水样中的挥发性酚时，用氢火焰离子化检测器检测，但因氢火焰离子化检测器测定的灵敏度较低，可将酚类溴化或酯化后在进行测定。如与质谱仪联用，则灵敏度更高，定性也更准确。利用高效液相色谱法测定酚类化合物时，需将水样经液液萃取或固相萃取、浓缩、净化后进样分析，可保持酚类化合物原有形态和组成，方法灵敏度高，准确度好，且简便快速。与分光光度法相比，色谱法具有灵敏度和准确度高、操作简单、可同时分离并测定等优点，但对极性很强的酚类化合物，分光光度法有时准确度更高，因此，在实际操作中，可将两种分析方法结合使用。

在水中挥发性酚的测定方法中，溴化容量法和分光光度法只能检测水中酚的总量，后两种方法则不适于现场的水质快速测定，因此发展操作简单、具有较高灵敏度和选择性、经济适用、快速的自动检测技术具有重要的现实意义。

流动注射分析是近年来发展起来的一种较成熟的分析技术，可结合国家标准方法4-氨基安替比林法进行水中挥发性酚的分析测定。样品注入连续流动的载液流，与磷酸混合后，在线蒸馏，馏出物与4-氨基安替比林和铁氰化钾反应，形成黄色的浓缩物，比色测定。该方法具有分析速度快、操作简单、可在线完成水样的蒸馏、显色和检测等特点。此外，流动注射分析也可结合荧光分光光度法、高效液相色谱法进行水中酚类化合物的测定。

连续流动分析类似于流动注射分析，也可结合4-氨基安替比林光度法用于水中酚类化合物的在线快速测定。检测原理是，在酸性条件下将水样进行在线蒸馏，在蠕动泵推动下馏出样与各种试剂进入分析模块，在密闭的流路系统中混合并反应，显色完全后进入流动检测池进行光度检测，操作简单、快速、自动化程度高，适用于水中酚的常规分析。

此外，生物传感器由于其高选择性的独特优势，也被应用于酚类化合物的测定，具有分析速度快、准确度高、操作简单、成本低等特点。用于酚类化合物分析的酶传感器主要有两种，一种基于酚氧化酶，另一种基于苯醌还原酶，电极用这两类酶修饰后，可以用来定量测定酚类化合物的含量。

1.4-氨基安替比林分光光度法在pH10.0±0.2介质中，在铁氰化钾存在下，酚类化合物与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比林染料，直接比色或经三氯甲烷萃取后比色定量。反应式为：

用蒸馏法使挥发性酚类化合物从水样中分离出来，并与干扰物质和固定剂分离。量取250ml水样，置于500ml全玻璃蒸馏器中，加入25 ml无酚水和数粒玻璃珠，以甲基橙为指示剂，用磷酸溶液调pH，使水样显示橙红色。加热蒸馏，收集250m1馏出液。

蒸馏过程中，应注意观察水样颜色变化，若甲基橙红色褪去，应在蒸馏结束水样放冷后补加-滴甲基橙指示液，若残液不变为橙红色，说明磷酸加入量不够，应重新取样，增加磷酸加入量，进行蒸馏。

由于橡胶中含有酚类，蒸馏时不得使用橡胶塞，不得用橡胶管连接蒸馏瓶和冷凝器，以防对测定产生干扰。

根据水样的不同，可选择不同的比色方法。地表水、地下水和饮用水中挥发性酚类含量较低，宜采用萃取分光光度法测定；酚类含量较高的工业废水和生活污水，宜采用直接分光光度法测定。对于挥发性酚含量高于标准测定上限的水样，可适当稀释后进行测定。

(1)直接分光光度法：吸取50ml馏出液于50ml具塞比色管中，加入0.5ml氨-氯化铵缓冲液(pH=10.7)，摇匀。加入1.0ml 4-氨基安替比林溶液1.5m1,混匀，加入1.0ml铁氰化钾溶液，充分混匀，密塞，放置10分钟后，用2cm光程比色皿，以无酚水为参比，在30分钟内测定溶液在510nm处的吸光度值，标准曲线法定量。本法检出限为0.01mg/L，测定范围为0.04～2.5mg/L。

(2)萃取分光光度法：将全部馏出液250ml转入500m1分液漏斗中，加入2.0ml氨-氯化铵缓冲液(pH=10.7),混匀。再加1.5m14-氨基安替比林溶液，混匀，再加入1.5m1铁氰化钾溶液，充分混匀，密塞，放置10分钟。加入10.0ml三氯甲烷，密塞，振摇2分钟，静置分层后，将三氯甲烷层通过干脱脂棉团或滤纸过滤，弃去最初滤出的萃取液，将余下的三氯甲烷层直接放入3cm比色皿中，以三氯甲烷为参比，测量三氯甲烷层460nm处的吸光度值。空白试验应与试样同时测定：用纯水代替试样，预处理后按同样步骤测其吸光度值。本法检出限为0.0003mg/L，测定范围为0.001～0.04mg/L。

测定时需要注意：①橙红色的安替比林染料在水溶液中能稳定30分钟，而在三氯甲烷中可稳定4小时；②各种试剂的加入顺序不得更改。首先加入缓冲溶液，使溶液呈碱性，防止4-氨基安替比林分解，再加入4-氨基安替比林与酚缩合，最后加入铁氰化钾将缩合产物氧化成醒式结构的红色安替比林染料。若在加缓冲液前加入4-氨基安替比林可发生试剂缩合；若在加4-氨基安替比林前加铁氰化钾，则酚被氧化成醒；若缓冲液最后加入，则4-氨基安替比林可被铁氰化钾氧化生成安替比林红，致使实验失败；③严格控制显色液的pH在碱性范围。酚与4-氨基安替比林在pH8.0-10.0范围内均可显色，但在此pH条件下，苯胺、甲苯胺和乙酰苯胺等芳香胺对本法有干扰，而在pH10.0±10.2范围内时，芳香胺的影响可降至最低；(4)4-氨基安替比林的质量直接影响空白试验的吸光度值和测定结果的精密度，必要时应预先提纯。

水样中若存在氧化剂、还原剂、石油、苯胺类化合物等均会干扰酚的测定。干扰的消除方法分别是：①当水样中含有氧化剂(如余氯等)时，可使酚氧化为醌，在酸性条件下，还可将碘化钾氧化为碘，影响测定结果。可用淀粉-碘化钾试纸检查水样中是否含有氧化性物质，若存在氧化剂，采样后立即加入适量的硫酸亚铁或亚砷酸钠等还原剂，以消除其干扰；②当水样中含有S₂^-、SO₃^2-和S₂O₃^2-等还原性物质时，会与铁氰化钾反应而影响测定结果，故在加入磷酸调节pH后，应充分搅拌曝气，使硫化氢和二氧化硫挥发除去；③石油类物质中常含有酚，并可使蒸馏液浑浊，因此应在蒸馏前以氢氧化钠溶液调水样pH>11，将酚转变为钠盐后，再用有机溶剂(如四氯化碳、乙醚等)提取除去石油。在水浴上加热挥发掉残存的有机溶剂后，再测定；④含苯胺类物质时，可将水样酸化(pH<0.5)后，通过预蒸馏水样去除苯胺类物质。

文章来源：《水质理化检验》

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