水环境中挥发酚监测方法的应用进展

引言

水环境是生态系统的重要基础， 也是人类生存的重要根基 挥发酚属 工业废水排放中的典型特征污染物，成为了威胁水环境安全的重大隐 等工业的生产过程，毒性较强，稳定性高。即使处于低浓度状态 。高浓度挥发酚会对水生生物的呼吸酶活性起到抑制作用， 物链实现生物富集，进入人体后会损伤神经系统，还会对肝 诱发癌症，给人类健康带来重大威胁。因此系统研究水环境挥发酚监测方法应用 能够提升监测效率，推动污染治理。

1 水环境中挥发酚监测的意义

1.1 保障饮用水安全，守护人类健康

挥发酚属于饮用水源地重点监测的污染物，即便经过水厂的常规处理，饮用水中仍可能残留部分挥发酚。经过水厂的常规处理饮用水中仍可能残留部分挥发酚。其一，水会产生刺激性异味，进而影响饮用体验；其二，在消毒过程中，挥发酚可能与氯发生反应生成氯酚类消毒副产物，这类物质毒性强，如果长期饮用含有这类物质的水会增加慢性病的发病风险。通过科学的挥发酚监测，可及时发现饮用水源地的污染隐患，为水厂工艺调整提供依据。

1.2 保护水生生态系统，维持生态平衡

水生生态系统是地球生态系统的重要组成部分。挥发酚对水生生物有着极强的毒性，水体中挥发酚浓度如果达到0.1mg/L，鱼类就会出现中毒症 浓 L 会致使鱼类、浮游生物大量。这种大量死亡的现象会对食物链结构造成破坏。长期 物出现基因突变的情况，水生生物旦基因突变种群繁殖就会受到影 持续开展挥发酚监测，能够掌握水体的污染程度，知晓其扩散范围，为生态 的数据支撑。 监管部门依据监测数据划定污染治理区域，要求企业对废水处理设施进行升级，开展河流生态修复工作，进而维持生态平衡。

1.3 支撑污染溯源与精准治理，遏制污染排放

挥发酚的来源有着显著的行业特性，监测水体中挥发酚的浓度以及组分能够追溯污染源头。挥发酚监测则可以借助“浓度梯度分析+组分特征比对”的方法能够快速锁定污染源。此外，挥发酚监测数据能够评估污染治理成效，对比治理前后的监测结果，判断治理措施是否有效，避免出现虚假治理的情况。

1.4 服务环境监管决策，完善环境管理体系

挥发酚监测数据是环境监管部门制定政策、开展执法的依据。长期开展监测工作能够掌握区域水环境里挥发酚污染在时间和空间上的变化规律，进而为制定有差异的监管政策给予支持。挥发酚监测数据能被纳入环境质量评价体系中，是考核地方政府环境治理成效的指标之一。

2 水环境中挥发酚监测方法的应用

2.1 4-氨基安替比林分光光度法

该方法是我国水环境挥发酚监测的经典标准方法。在 pH10.0±0.2 的碱性条件下，水样中的挥发酚与4-氨基安替比林（4-AAP）反应，在铁氰化钾氧化剂作用下生成橙红色的吲哚酚安替比林染料，该染料在 510nm 波长下的吸光度与挥发酚浓度呈线性关系，通过绘制标准曲线即可计算水样中挥发酚的含量。

某油矿区污水处理厂需定期监测外排废水中的挥发酚浓度，但其废水中含有原油、机油等矿物油，以及苯胺、ClO⁻ 等干扰物质，直接采用标准 回收率偏差超过 15% ，无法满足监测精度要求。监测人员通过加标实验建立总回收率方程Y 的方式， 先测 同浓度干扰物对挥发酚回收率的影响规律，得到实际水样中挥发酚的真实浓度计算公式 C_T=C_D/Y （其中 C_D 为分光光度法直接测定值）。

在实际应用中，针对含 10mg/L 矿物油、5mg/L 苯胺的废水样品，采用该方法校正后，相对误差控制在±5%以内，测定结果与4 阶导数光谱法基本吻合，成功解决了油矿区废水的干扰问题，为污水处理工艺优化提供了可靠数据支撑。

该方法操作步骤成熟，仅需经过蒸馏、显色、分光光度检测三步，基层监测人员经简单培训即可掌握；仪器成本低，适合经费有限的基层实验室；检出限可达0.002mg/L，满足地表水环境质量标准与饮用水源地监测需求；批量处理能力强，一次可同时分析 20-30 个样品，适合常规监测。但是易受干扰物质影响，水样中的氧化性物质（如氯）会氧化4-AAP 导致显色失败，需提前加入亚硫酸钠去除；硫化物会与铁氰化钾反应生成黑色沉淀，需加入硫酸铜沉淀硫化物；油类物质会使溶液浑浊，影响吸光度检测，需用有机溶剂萃取去除；此外，该方法仅能检测能与 4-AAP 反应的“挥发性酚类”，对取代酚（如对硝基酚、2,4-二氯酚）的响应较弱，无法准确检测这类物质的含量，存在“假阴性”风险。

2.2 溴化容量法

该方法基于挥发酚与溴的定量反应实现测定，在酸性条件下，向水样中加入过量的溴酸钾-溴化钾混合溶液，溴酸钾在酸性条件下与溴化钾反应生成溴，溴与水样中的挥发酚反应生成三溴苯酚沉淀；待反应完成后，加入过量碘化钾，未反应的溴与碘化钾反应生成碘，最后用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘，根据硫代硫酸钠的消耗量计算挥发酚的含量。无需复杂仪器，仅需滴定管、锥形瓶等玻璃器皿，成本极低；适用于高浓度挥发酚样品，避免了高浓度样品稀释带来的误差；操作步骤相对简单，无需蒸馏预处理，分析时间较分光光度法短。但是其灵敏度低，无法满足低浓度地表水与痕量污染监测需求；干扰物质影响大，水样中的还原性物质会消耗溴，导致测定结果偏高；不饱和有机物会与溴发生加成反应，同样消耗溴，干扰测定；此外，该方法仅能测定“总挥发酚”含量，无法区分具体酚类组分。

2.3 气相色谱法（GC）与气相色谱-质谱联用法（GC-MS）

GC 法利用挥发酚的挥发性与色谱柱的分离能力，实现不同酚类物质的分离与定量，常用检测器包括火焰离子化检测器（FID）与电子捕获检测器 C 的高效分离能力与MS 的高特异性检测能力，可实现挥发酚的定性确证与多组 方法。近年来，固相萃取（SPE）技术逐渐取代LLE，通过选择疏水 Π(μg/L 级别），溶剂用量减少至5-10mL/样品，且抗干扰能力显著提升。GC- D 易受干扰峰影响导致假阳性结果，GC-MS通过选择离子监测（SIM）模式，针对每种酚类物质选择特征离子，可精准识别目标物。

2.4 高效液相色谱法（HPLC）与高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS/MS）

HPLC 法适用于挥发性较差或热不稳定的酚类物质，通过反相色谱柱实现分离；HPLC-MS/MS 通过多级质谱的碎片离子分析，能够有效提升检测灵敏度与抗干扰能力，是当前痕量、超痕量挥发酚监测的标准。

HPLC 法无需对水样进行蒸馏（酚类物质可直接进样），前处理步骤较GC 法简化，对于清洁水体，可采用“过滤-直接进样”模式；对于复杂基质样品，采用SPE 预处理，进一步提升检测准确性。近年来，HPLC-在线SPE联用技术逐渐应用，水样经在线SPE 柱富集后直接进入色谱柱分离，整个过程自动化，批量处理能力强，适合饮用水厂的日常监测。HPLC-MS/MS 在HPLC 分离基础上，增加了质谱检测器的“两级质谱分析”，实现“分离-离子化-碎片离子检测”的全流程精准管控，避免了单一色谱峰重叠导致的假阳性问题。

结束语

水环境中挥发酚监测方法不断演进，和水污染防控需求分析技术创新协同发展，每一种监测方法都凭借自身独特优势满足不同场景的监测需求，保障饮用水安全，助力水生生态修复，还能用于工业污染溯源，推动水环境治理转型的关键技术手段，为打赢水污染防治攻坚战提供强大技术支撑，助力实现水环境质量持续改善，推动构建“水清、岸绿、景美”的水生态新格局。

参考文献：

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