现代化工

现代化工 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (8) : 235-238. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.08.038

分析测试

全自动流动注射分析仪测定医疗废水中的挥发酚

王娟 ¹^,² ,
何苏 ³ ,
冯兰慧 ¹^,² ,
韩瑞 ¹^,² ,
张璐璐 ¹^,² ,
孙佳 ¹^,²

作者信息 +

Determination of volatile phenols in medical wastewater by automatic flow injection analyzer

WANG Juan ¹^,² ,
HE Su ³ ,
FENG Lan-hui ¹^,² ,
HAN Rui ¹^,² ,
ZHANG Lu-lu ¹^,² ,
SUN Jia ¹^,²

Author information +

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Received		Published
2026-04-15		2026-08-20
Issue Date	Revised Date
2026-08-13	2026-04-15

PDF (1371K)

摘要

基于流动注射分析技术,建立一种检测医疗废水中挥发酚方法。通过优化试验条件,使方法在0~0.5 mg/L浓度范围内线性良好。挥发酚的相对标准偏差为1.97%~3.38%,相对误差为-0.98%~1.39%;对实际水样中加标回收率为96.9%~101.2%。结果表明,该方法与标准检测方法相比,不仅灵敏度、准确度高,而且缩短了检测时间,还能避免检测人员与医疗废水过度接触,具有显著优势。

Abstract

In this paper,a method for detecting volatile phenols in medical wastewater was established based on flow injection analysis technology.By optimizing the test conditions,the method exhibited a good linearity in the concentration range of 0-0.5 mg·L^-1.The relative standard deviation of volatile phenols ranged from 1.97% to 3.38%,and the relative error ranged from -0.98% to 1.39%.The standard addition recovery rate in actual samples ranged from 96.9% ro 101.2%.The results show that compared with the standard method,this method not only has high sensitivity and accuracy,but also shortens the detection time,and avoids excessive contact between inspectors and medical wastewater,demonstrating significant advantages.

关键词

全自动流动注射分析仪 / 医疗废水 / 挥发酚 / 操作简便 / 显著优势

Key words

automatic flow injection analyzer / medical wastewater / volatile phenols / convenient operation / significant advantages

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王娟,何苏,冯兰慧,韩瑞,张璐璐,孙佳. 全自动流动注射分析仪测定医疗废水中的挥发酚[J]. 现代化工, 2026, 46(8): 235-238 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.08.038

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挥发酚是废水中的常见污染物,低浓度可导致水体发黑、发臭,高浓度会导致水生生物死亡,还能通过食物链富集危害人体健康^[1-6]。医疗废水中的挥发酚主要来源于医院化验室、实验室在进行化学分析、试剂配制或生物实验过程中使用的酚类物质,这些物质随废水直接排出;此外部分药品中含有酚类结构,在使用或处置过程中会产生含酚废水。虽然挥发酚在医疗废水中一般浓度较低,但因毒性大,仍需严格控制^[7]。根据《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466—2005)^[8]规定,挥发酚最高允许排放浓度为0.5 mg/L;《地表水环境质量标准》(GB/T 14848—2017)^[9]规定,挥发酚限值仅为0.001 mg/L,其限量水平低,因此对医疗废水中挥发酚的检测方法灵敏度和准确度要求较高。目前,《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466—2005)中规定医疗废水中挥发酚检测方法为《水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503—2009)^[10]。该方法需要经过蒸馏、三氯甲烷萃取、比色等步骤,操作过程繁杂;有机试剂消耗量大且有毒;并且试验过程中影响检测结果准确性的因素较多,因此该方法准确度、灵敏度低^[11]。所以亟需建立一种操作简单、准确度高、安全快速的检测方法适合大批量医疗废水中挥发酚的检测。

本文中采用全自动流动注射分析仪,建立了一种测定医疗废水中挥发酚的方法。实验结果表明,此方法检出限低、准确度高、操作简单、检测时间短;可有效提高检测效率,为快速、准确地检测医疗废水中挥发酚提供了新思路。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

BDFIA-8000全自动流动注射分析仪-挥发酚检测仪(北京宝德仪器有限公司):波长为510 nm;流通池为1 cm;清洗时间为60 s,进样时间为140 s,样品周期为200 s,到达阀时间为290 s,出峰时间 10 s,峰宽35 s,蠕动泵转速35 r/min。

G-9分光光度计(上海让奇仪器科技有限公司):精度为0.000 1;BSA124S电子天平(北京赛多利斯科研仪器有限公司):精度为0.001 g;PHSJ-6L pH计(上海雷磁):精度为0.001 pH;MK-22LR离心机(湖南迈克尔实验仪器有限公司);Milli-Q^® EQ7008超纯水机(德国默克公司)。

挥发酚标准溶液:c(挥发酚)=1 000 mg/L,GBW(E)080241,中国计量科学研究院;挥发酚标准样品:c(挥发酚)=(0.083 7±0.005 7)mg/L,GSB 07-3180—2014(200357),生态环境部标准样品研究所;c(挥发酚)=(0.120±0.010)mg/L,GSB 07-3180—2014(200360),生态环境部标准样品研究所;c(挥发酚)=(0.063 2±0.004 4)mg/L,GSB07-3180—2014(200359),生态环境部标准样品研究所。

磷酸(优级纯,天津科密欧化学试剂有限公司)、4-氨基安替比林(分析纯,CNWTechnologiesGmbH)、铁氰化钾(优级纯,天津科密欧化学试剂有限公司)、过硫酸钾(优级纯,北京化学试剂公司)、硼酸(优级纯,北京化学试剂公司)、氯化钾(优级纯,国药集团化学试剂有限公司)、氢氧化钠(优级纯,国药集团化学试剂有限公司),所有试剂根据需要现用现配,使用前超声脱气20 min。

1.2 标准曲线绘制

吸取挥发酚标准储备液,用1 g/L的NaOH溶液逐级稀释为0、0.002、0.008、0.016、0.020、0.040、0.100、0.200、0.500 mg/L 9个不同浓度的标准系列溶液,全自动流动注射分析仪-挥发酚检测仪测定,绘制标准曲线。

1.3 样品预处理及测定

取医疗废水样品200 mL于250 mL离心杯中。向其中依次加入3.5 g/L的Na₂S₂O₃溶液10 mL,10 g/L CuSO₄溶液10 mL和0.2 g粒状氢氧化钠,搅拌混匀,以1 000 r/min的速度离心10 min,静置 5 min,取上清液,经0.22 μm滤膜过滤,按照仪器工作条件测定。

2 结果与讨论

2.1 干扰及消除干扰实验

医疗废水基体复杂,挥发酚通常含量较低,但样品中干扰物却很多^[12],如胶体、悬浮物、余氯、硫化物等。并且挥发酚不稳定,若样品未经预处理除干扰,则检测结果不准确。

取3种不同来源的医疗废水样品各200 mL,按照1.3的步骤进行预处理。分别对预处理前、后样品进行加标回收试验,计算回收率,结果见表1。

由表1可知,未经预处理的样品,加标回收率偏高或偏低。若医疗废水中胶体和悬浮物含量较高,会导致吸光度偏高,从而使峰面积偏高,测定结果偏大;若医疗废水中余氯含量较高,余氯与样品中的挥发酚发生反应,导致结果偏低;若医疗废水中硫化物含量较高,硫化物会在酸性环境下生成硫化氢,并同挥发酚一起随水蒸气被蒸馏出来,进入吸收液,在碱性环境下与氧化剂反应,从而使样品测定结果偏低^[13-14]。而经过预处理后的样品回收率在94.7%~105%之间,说明预处理效果良好。

2.2 氧化剂种类的选择

在流动注射-4-氨基安替比林分光光度法中,氧化剂能促进酚类物质与4-氨基安替比林的显色反应,从而提高检测准确性和灵敏度。因此,氧化剂的氧化能力和稳定性至关重要。

试验选择了铁氰化钾和过硫酸钾2种强氧化剂作对比试验。分别配制了浓度为0.2%的铁氰化钾和过硫酸钾溶液,将其放置1、3、7、14、21、28 d,使用不同放置时间下的2种氧化剂,测定标准样品GSB 07-3180—2014(200359)和空白的浓度。结果见表2。

由表2可以看出,铁氰化钾溶液放置时间越长,空白溶液的测定结果越高。铁氰化钾溶液放置3 d,空白溶液的测定结果超过《地表水环境质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅰ类水和Ⅱ类水的限值。铁氰化钾溶液放置28 d,溶液就由浅黄色变成棕色。而过硫酸钾在放置了28 d后,空白溶液的测定浓度仍然很低。说明过硫酸钾比铁氰化钾稳定性好。

铁氰化钾溶液放置14 d后,标准样品的测定浓度超出不确定度,而过硫酸钾在放置了28 d后,测定标准样品依然准确。说明过硫酸钾溶液相较铁氰化钾稳定性好,氧化能力强。此外,铁氰化钾在实验中可能产生剧毒氢氰酸气体^[15]。因此,实验确定过硫酸钾作为氧化剂。

2.3 蒸馏试剂浓度的影响

磷酸作为蒸馏试剂,其浓度直接影响样品中结合酸的分离效率,也影响分析过程对样品色、浊、金属离子及苯胺类化合物的抗干扰能力。分别配制体积分数为5%、10%、20%、30%、40%的磷酸溶液,用标准样品GSB 07-3180—2014(200359)对空白和实样进行加标回收,计算回收率,结果见图1。

结果表明,当磷酸浓度小于20%时,标样测定结果偏低;当磷酸浓度大于20%时,标样测定结果准确且稳定;当浓度为20%时,实样回收率较低,实验体系对样品的抗干扰程度较弱。基于数据准确与节约试剂等角度分析,确定磷酸最佳浓度为30%。

2.4 到达阀时间的影响

到达阀时间是指样品从注入进样口到被阀切换进入反应流路的时间。它影响峰形和结果的准确性、灵敏度。若到达阀时间过短,可能导致样品未完全进入反应盘管,从而降低信号强度。并且高浓度样品可能残留在系统中,造成后续空白或低浓度样品出现假阳性;若到达阀时间过长,可能因样品在管路中发生扩散而降低响应值。设置到达阀时间为240~340 s,考查到达阀时间对峰面积的影响,结果见图2。

由图2可知,到达阀时间为280 s时,样品测得的峰面积最大,即方法灵敏度最高。

2.5 标准曲线及方法检出限

依照1.1中的参数程序,分别取标准曲线系列溶液,按照浓度由低到高的顺序依次进样、测定,以浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。标准曲线线性方程:A=200.83C-0.438 7,R=0.999 9,结果见表3。

由表3可知,挥发酚在0~0.5 mg/L浓度范围内线性关系良好,线性相关系数(R)在0.999 5~0.999 9之间。

依据标准方法《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)^[16]的要求,对浓度值为预估方法检出限3~5倍的样品进行10次重复性测定,按公式(1)计算方法检出限。

(1)$\mathit{M}\mathit{D}\mathit{L}=\mathit{t}(\mathit{n}-\mathrm{1,0.99})\times \mathit{S}$

式中,MDL为方法检出限;t(9,0.99)自由度为n-1(n为测定次数10),置信度为99%时的t分布(单侧)的系数;S为10次重复性测定的标准偏差。

计算得挥发酚的方法检出限为0.001 mg/L。明显低于蒸馏后4-氨基安替比林分光光度法^[4-5],表明该方法灵敏度高,满足对医疗废水中挥发酚的检测需求。

2.6 方法的准确度和精密度

取低、中、高3种不同浓度的标准样品,连续6次平行测定,计算方法的准确度和精密度,结果见表4。挥发酚的相对标准偏差(RSD)为1.97%~3.38%,相对误差(RE_i)为-0.98%~1.39%,满足《测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)》(GB/T 6379.2—2004)^[17]和《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91—2002)^[18]的质控要求。

2.7 实际样品测定

选取综合性医院、传染病医院和牙科诊所的医疗废水作为样品,进行加标回收试验,分别采用本方法和标准方法《水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503—2009)对每个样品重复测定6次,计算RSD,结果见表5。

由表5可知,3种样品中挥发酚的加标回收率在96.9%~101.2%之间。本方法与标准方法《水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法》(HJ 503—2009)的测定结果基本一致。本方法优化了预处理条件、氧化剂的种类和蒸馏试剂的浓度,采用流动注射-4-氨基安替比林分光光度法测定医疗废水中挥发酚的含量。方法具有灵敏度高、检出限低、分析快速、操作安全等优点,精密度和准确度均满足质量控制要求,为医疗废水中挥发酚的快速分析和应急监测提供了新的思路。

3 结论

建立了一种采用流动注射法测定医疗废水中的挥发酚的分析方法。该方法在0~0.5 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.001 mg/L;相对标准偏差为1.97%~3.38%;实际样品加标回收率在96.9%~101.2%之间,可满足《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466—2005)中对挥发酚的检测要求。实验结果表明,此方法不仅操作简便,灵敏度、精密度和准确度高,同时又能避免检测人员与医疗废水过度接触^[19],降低职业危害风险,适合基层大批量样品检测,可为相关机构对医疗废水中挥发酚的检测、处理和污染防治提供技术支撑。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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