一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法

allin2025-02-28  60


本发明属于水质检测,尤其涉及一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,特别是用于水厂进出水中总酚的快速测定,为水厂工艺参数的及时调整提供数据支撑,保证水厂的高效运行。


背景技术:

1、随着社会经济的快速发展,酚类化合物的大量使用与排放导致其在自然水体及土壤中被频繁检出。酚类化合物的污染问题日益受到了人们的关注。酚类化合物具有急性毒性、遗传毒性、内分泌干扰性与致癌性,对人类健康和环境安全造成了极大的威胁。因此,水中酚类化合物含量是环境监测中的一项重要指标。通过对水中酚类化合物含量进行监测和控制,不仅可以保障生态环境安全,也可以为人民群众的身体健康保驾护航。

2、目前表征水中酚类化合物含量的方法可以分为两种:一种是利用固相萃取/高效液相色谱法或液液萃取/气相色谱法逐一测定水中各个酚类化合物的浓度;另一种通常是利用比色法测定水中某一类酚类化合物的含量,主要包括4-氨基安替比林法与folin-ciocalteu法。固相萃取/高效液相色谱法或液液萃取/气相色谱法虽然能够逐一测定水中各个酚类化合物的浓度,但是存在成本高、操作繁琐、装置复杂、耗时长等局限性。此外,水中的酚类化合物普遍以较低的浓度水平存在,利用固相萃取/高效液相色谱法与液液萃取/气相色谱法只能给出某些酚类化合物的浓度,无法用于评价水中酚类化合物的总体浓度水平。4-氨基安替比林法主要用于水中挥发酚的测定:首先通过蒸馏法提取水中的挥发酚,随后在ph为10.0的条件下利用4-氨基安替比林可以与挥发酚发生特异性反应生成橙红色的安替比林染料的性质,通过测试反应后溶液的吸光度来定量水中的挥发酚。值得注意的是,4-氨基安替比林法无法测定含有某些特定结构的酚类化合物。例如当酚类化合物中的对位取代基为烷基、芳基、硝基、苯甲酰基、亚硝基或醛基时,这些酚类化合物就无法与4-氨基安替比林法发生特异性反应生成橙红色的安替比林染料。此外,4-氨基安替比林法也存在操作繁琐与耗时长等缺陷。更为值得注意的是,水中除了含有挥发酚外,还存在相当一部分的非挥发性酚(如双酚类化合物、五氯酚、4-壬基酚、2,4-二氯酚与三氯生等),这些非挥发性酚对生态环境与人体健康的影响也是不容忽视的。floin-ciocalteu法是另外一种测试水中总酚含量的方法,该方法首先利用酚类化合物与floin-ciocalteu试剂中的钨钼酸根离子发生氧化还原反应,然后根据蓝色产物的产量定量水中的总酚。然而,floin-ciocalteu法存在操作繁琐、检测时间长等缺点。

3、综上所述,现有的表征水中酚类化合物的方法普遍存在操作繁琐与检测到时间长的缺点,无法实时反馈水中酚类化合物的含量。因此,亟需开发能够实时定量水中酚类化合物的新方法,为评价水中酚类化合物的含量提供数据支撑。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,该方法能够实时在线检测水中总酚的含量,评价水样受酚类化合物污染的程度,为水厂工艺参数的调整提供数据支撑。

2、实现本发明目的的具体技术方案是:

3、一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特点是:(1)亚铁离子与高碘酸盐反应生成的fe(iv)能够氧化萘普生产生激发态分子,激发态分子通过辐射跃迁产生强化学发光信号;(2)水中的酚类化合物能够通过消耗fe(iv)淬灭化学发光;(3)根据内标标准曲线法能够建立化学发光强度与水中总酚含量的定量关系。具体包括以下步骤:

4、步骤1、吸取数份体积相同的水样分别于容量瓶中并向其中加入不同体积的苯酚作为内标物,加蒸馏水至标线进行梯度稀释,得到数个水样含量相同但外加苯酚含量不同的水样,之后根据内标标准曲线法定量水样中的总酚;

5、步骤2、利用流动注射装置将步骤1中得到的数个水样分别与载液于混合池中混合后得到对应的混合液;

6、步骤3、利用流动注射装置将步骤2中得到的混合液分别与氧化溶液于反应池中混合发生化学反应,并同时利用化学发光仪检测反应池中化学反应所产生的化学发光强度,读取化学发光强度的最大值,计为icl,max;

7、步骤4、以蒸馏水代替步骤2中的水样,重复步骤2、步骤3后,读取化学发光强度的最大值,计为icl(0),max;

8、步骤5、将步骤3中得到的数个icl,max值分别代入到公式q=(icl(0),max/icl,max-1)中,得到数个q值,其中q为淬灭因子;

9、步骤6、在作图软件中以外加苯酚含量为横坐标、q值为纵坐标,用步骤1已知的数个外加苯酚含量、步骤5中得到的数个q值绘制散点图,q值与外加苯酚含量之间呈现线性正相关的关系,得到描述q值与外加苯酚含量之间关系的q-外加苯酚含量曲线;

10、步骤7、通过线性拟合后,q-外加苯酚含量曲线中x轴上截距的绝对值为该水样中总酚的含量,将稀释后水样的总酚含量乘以稀释倍数得到待测水样的总酚含量;其中:

11、步骤1中,所述的稀释,其倍数为1~10000倍,所述的数个水样至少为5个。

12、步骤2中,所述载液是含有亚铁离子和萘普生的溶液;

13、步骤2中,所述载液中亚铁离子的浓度为0.01~10 mmol·l-1,萘普生的浓度为0.005~1 mmol·l-1,ph为0~6.0;

14、步骤2与步骤3中,所述的混合是利用流动注射装置实现的,混合比例由流动注射装置中流路的流速控制,流路的流速为10~50 μl·s-1。

15、步骤3中,所述的氧化溶液为高碘酸盐溶液;氧化溶液中高碘酸盐的浓度为0.01~10 mmol·l-1;

16、步骤3中,所述的化学反应包括混合液与氧化溶液反应生成高价态fe(iv)的反应、fe(iv)氧化萘普生产生化学发光的反应及水样中的酚类化合物淬灭化学发光的反应。

17、步骤3中,所述的化学发光仪的工作电压为100~1000 v

18、步骤6中与步骤7中,所述的q-外加苯酚含量曲线为内标标准曲线。

19、步骤7中,所述的稀释倍数是步骤1中所选稀释倍数的任一数值。

20、本发明技术方案带来的有益效果:

21、(1)水中酚类化合物含量是环境监测中的一项重要指标,该方法能够在水处理过程中直接用化学发光淬灭法定量水中的总酚,该方法提供了一种操作简单、经济可行的总酚测试方法;

22、(2)该方法可在1分钟内完成单个样品的测定,并能实时在线检测水中总酚的含量,为水厂工艺参数的及时调整提供数据支撑,保证水厂的高效运营。



技术特征:

1.一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,步骤1中,所述的稀释,其倍数为1~10000倍,所述的数个水样至少为5个。

3.根据权利要求1所述的一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,步骤2与步骤3中,所述的混合是利用流动注射装置实现的,混合比例由流动注射装置中流路的流速控制,流路的流速为10~50 μl·s-1。

4.根据权利要求1所述的一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,步骤3中,所述的化学发光仪的工作电压为100~1000 v。

5.根据权利要求1所述的一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,步骤6中,所述的q-外加苯酚含量曲线为内标标准曲线。

6.根据权利要求1所述的一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,其特征在于,步骤7中,所述的稀释倍数是步骤1中所选稀释倍数的任一数值。


技术总结
本发明公开了一种利用化学发光淬灭法快速测定水中总酚含量的方法,以苯酚作为内标物,采用内标标准曲线法定量水中总酚;其核心技术为亚铁离子与高碘酸盐反应生成的四价铁能够在氧化萘普生时产生化学发光,该化学发光的强度会受到水中酚类化合物的淬灭作用而降低。具体步骤如下:借助流动注射装置将载液与样品溶液于混合池中混合;在反应池中将所得混合液与高碘酸盐溶液混合得到反应液,并借助化学发光仪检测反应液所产生的化学发光强度;根据采集到的化学发光强度,利用内标法定量水中总酚(以苯酚计)。本发明能够实时在线检测水中总酚的含量,评价水样受酚类化合物污染的程度,为水厂工艺参数的调整提供数据支撑。

技术研发人员:关小红,邵荟芯
受保护的技术使用者:华东师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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