⚗️ 水中酚指数——流动分析（FIA/CFA），配4-氨基安替比林和过二硫酸钾、管路内三氯甲烷萃取（470–475 nm）
三句话速览
把样品引入载流并与4-氨基安替比林（在pH约10。该检测依据 PN-EN ISO 14402:2004 (ISO 14402:1999)；范围：0.01–1 mg/l（范围II 0.01–0.1；范围I 0.1–1 mg/l），每个范围用至少5个标准单独校准；有洗涤剂时仅适用于0.1 mg/l以上。整个程序共 6 个步骤；主要用于：工业废水（焦化厂、炼油厂、化学工业、制革厂）和城市废水——酚指数作为限值参数（挥发酚0.1 mg/l）、地表水和地下水、垃圾填埋场渗滤液——0.01 mg/l以上酚类的监测、通量大的实验室——带管路内三氯甲烷萃取（无需蒸馏）的FIA/CFA自动分析。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 14402:2004 (ISO 14402:1999)
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 6
- 范围: 0.01–1 mg/l（范围II 0.01–0.1；范围I 0.1–1 mg/l），每个范围用至少5个标准单独校准；有洗涤剂时仅适用于0.1 mg/l以上
- 检测: 三氯甲烷相中470–475 nm；FIA比色池10 mm；CFA比色池0.5–5 cm；以峰高计
- 管路内试剂: R1：每100 ml pH 10.3缓冲液中0.5 g 4-氨基安替比林（NaHCO₃ 23 g、H₃BO₃ 27 g、KOH 35 g/l）；R2：每100 ml、pH 11中5 g K₂S₂O₈；二者均每日新配并脱气
概述
ISO 14402:1999规定了测定各种来源水（地下水、地表水、渗滤液、废水）中酚指数的两种方法，未稀释样品中的浓度为0.01–1 mg/l（范围可通过工作条件调整）：第3章——不经蒸馏而经萃取后测定的酚指数；第4章——不经萃取而经蒸馏后测定的酚指数。2019年的条例（Dz.U. 2019 poz. 1311［2019年《法律公报》第1311项］）把PN-EN ISO 14402（流动分析CFA和FIA）与PN-ISO 6439（分光光度法）一同列为废水中酚指数的参比方法，其挥发酚限值为0.1 mg/l。在波兰它以PN-EN ISO 14402:2004（波兰语版；取代了PN-EN ISO 14402:2002）施行。
干扰：芳香胺与4-氨基安替比林生成缩合产物（结果偏高）；加入试剂后样品的pH须达到10.0–10.5——强酸性、强碱性和有缓冲能力的样品应预先调至pH 5–7；浊度不产生干扰；对有色样品应检查其颜色能否被三氯甲烷萃取，并测量不加试剂R1和R2的空白；废水中的洗涤剂干扰严重（泡沫会扰乱挥发酚的蒸馏以及相的分隔／分离）——洗涤剂含量较高时，该标准仅在0.1 mg/l酚以上适用。经典手工方法（PWr教材《Chemia wody》，PN-ISO 6439）基于同样的反应：水蒸气蒸馏后，挥发酚在pH 10.0 ± 0.2、有铁氰化钾存在的条件下与4-氨基安替比林反应，产物用三氯甲烷萃取并在510 nm处测量（0.002–5.0 mg/dm³）。
方法原理
把样品引入连续流动的载流，并与同样连续流动的4-氨基安替比林溶液和过二硫酸钾溶液混合。酚类化合物被过二硫酸盐氧化，生成的醌与4-氨基安替比林反应生成有色缩合产物，这些产物在流动萃取单元中从水相转入三氯甲烷；三氯甲烷相由相分离器分出（如疏水性半透PTFE膜，厚度150–200 µm，孔径0.5–2 µm，孔隙率75 %），有机相的吸光度由流通式分光光度计在470–475 nm处测量。试剂（分析纯，溶液脱气，最好在减压下进行）：1级水、KOH、NaHCO₃、4-氨基安替比林、K₂S₂O₈、苯酚（无色晶体）、硼酸、乙醇96 %、2-丙醇、H₂SO₄ 1.84 g/ml、HCl 50 %、KOH 1.0 mol/l；缓冲液（每1000 ml含23 g NaHCO₃ + 27 g H₃BO₃ + 35 g KOH；pH约10.3；1个月）；载流C——脱气水；R1——0.5 g 4-氨基安替比林溶于100 ml缓冲液（每日新配、脱气）；R2——5 g K₂S₂O₈溶于约90 ml水，pH 11（1 mol/l KOH），定容至100 ml（每日配制）；Org——脱气的三氯甲烷（膜法或超声3 min）；苯酚储备液1000 mg/l（1.000 g/l；在2–5 °C下1个月）、10 mg/l（一周）和1 mg/l的标准；校准溶液（每个范围至少5个，每日新配）：范围I 0.1–1 mg/l（取1、3、5、6、8、10 ml的10 mg/l标准定容至100 ml），范围II 0.01–0.1 mg/l（取相同体积的1 mg/l标准）。FIA仪器：试剂储液瓶、低脉动泵、三氯甲烷用置换瓶、定量环（0.01–0.1 mg/l范围用600 µl，0.1–1.0 mg/l用200 µl）、带分隔器和相分离器的萃取池、0.5–0.8 mm的管路和盘管（反应盘管60和80 cm，萃取盘管160 cm × 0.7 mm）、470–475 nm处带10 mm比色池的检测器、记录仪（峰高）、自动进样器；CFA：自动进样器、配惰性泵管的泵、空气分隔的流路（如内径2 mm；盘管40、40和150 cm）、相分离器、470–475 nm处带0.5–5 cm比色池的检测器。此外：100和1000 ml容量瓶、1–10 ml移液管、0.45 µm滤膜、pH计。样品：玻璃或PTFE容器，使用前用pH约2的硫酸润洗；采样后立即分析，或酸化至约pH 2（H₂SO₄或HCl），在2–5 °C下避光保存并在24 h内分析（特殊情况下经酸化和加压过滤并经验证后可保存至多2周）；有堵塞风险时过滤。测量准备：通入C、R1、R2和Org直至基线稳定后调零；信噪比差通常是由于分离器膜损坏或比色池壁上有水痕（用乙醇或2-丙醇冲洗）。系统检查：在范围II内0.05 mg/l的标准应给出不低于0.01 cm⁻¹的吸光度；试剂空白：用水代替R1和R2——吸光度下降超过0.05 cm⁻¹说明存在自缩合产物（重新配制溶液）。每个范围单独校准（FIA：范围I用200 µl，范围II用600 µl；CFA：选择比色池长度和流量以获得最高响应）。
应用领域
- 工业废水（焦化厂、炼油厂、化学工业、制革厂）和城市废水——酚指数作为限值参数（挥发酚0.1 mg/l）
- 地表水和地下水、垃圾填埋场渗滤液——0.01 mg/l以上酚类的监测
- 通量大的实验室——带管路内三氯甲烷萃取（无需蒸馏）的FIA/CFA自动分析
- 浑浊样品（不产生干扰）和有色样品（测量不加试剂的空白）
- 带蒸馏的方案（标准第4章）用于含不可萃取物质的样品或需要测定挥发酚的情形
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | 0.01–1 mg/l（范围II 0.01–0.1；范围I 0.1–1 mg/l），每个范围用至少5个标准单独校准；有洗涤剂时仅适用于0.1 mg/l以上 |
| 检测 | 三氯甲烷相中470–475 nm；FIA比色池10 mm；CFA比色池0.5–5 cm；以峰高计 |
| 管路内试剂 | R1：每100 ml pH 10.3缓冲液中0.5 g 4-氨基安替比林（NaHCO₃ 23 g、H₃BO₃ 27 g、KOH 35 g/l）；R2：每100 ml、pH 11中5 g K₂S₂O₈；二者均每日新配并脱气 |
| 萃取 | 脱气的三氯甲烷；相分离器——PTFE膜150–200 µm，孔径0.5–2 µm，孔隙率75 % |
| 进样体积（FIA） | 600 µl（0.01–0.1 mg/l），200 µl（0.1–1.0 mg/l）；盘管60/80 cm × 0.5 mm，萃取盘管160 cm × 0.7 mm |
| 控制 | 0.05 mg/l标准 → A ≥ 0.01 cm⁻¹；试剂空白：下降 ≤ 0.05 cm⁻¹；加试剂后样品pH 10.0–10.5；样品：pH 2，2–5 °C，24 h |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 14402:2004 (ISO 14402:1999)
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody — Oznaczanie indeksu fenolowego za pomocą analizy przepływowej (FIA i CFA)
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of phenol index by flow analysis (FIA and CFA)
分步操作程序
-
样品
把玻璃或PTFE容器用pH约2的硫酸润洗。立即分析，或酸化至约pH 2（H₂SO₄或HCl），在2–5 °C下避光保存并在24 h内检验（特殊情况下经酸化和加压过滤并经验证后可保存至多2周）；有堵塞管路风险时过滤；把强酸性、强碱性或有缓冲能力的样品调至pH 5–7。
-
试剂
每日新配R1（0.5 g 4-氨基安替比林溶于100 ml缓冲液）和R2（5 g K₂S₂O₈溶于100 ml，pH 11）并脱气（膜法），把三氯甲烷脱气（膜法或超声3 min），把载流水脱气（减压）；配制所选范围的至少5个校准溶液（I：0.1–1.0 mg/l；II：0.01–0.1 mg/l）。
-
系统启动
把C、R1、R2和Org通过系统直至基线稳定并调零；检查信噪比（分离器膜损坏或比色池壁上有水——用乙醇/2-丙醇冲洗）。
-
系统与空白的检查
在范围II内，0.05 mg/l的标准应给出不低于0.01 cm⁻¹的吸光度（否则系统不适用）。用水代替R1和R2通入直至信号恒定——吸光度下降超过0.05 cm⁻¹说明存在自缩合产物：重新配制溶液并重复检查；随后恢复R1和R2。
-
校准
每个范围单独校准：FIA——进样200 µl（范围I）或600 µl（范围II）；CFA——选择比色池长度和流量，使最高标准给出最高响应；记录峰高。
-
测量与结果
在相同条件下测量样品；对有色样品检查其颜色能否被三氯甲烷萃取，并测量不加R1和R2的空白，在计算中计入差值；由校准读出酚指数（以苯酚计的mg/l）；存在洗涤剂时只报出0.1 mg/l以上的结果；记录所用方案（萃取／蒸馏）、保存方式和偏离情况。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| FIA分析仪（低脉动泵、200/600 µl定量环）或CFA分析仪（自动进样器、空气分隔的流路） | 惰性塑料的0.5–0.8 mm（FIA）或约1–2 mm（CFA）管路 | — |
| 输送三氯甲烷用的置换瓶 | Org流路 | — |
| 带相分隔器和PTFE膜分离器的萃取池 | 在管路内把缩合产物萃取进三氯甲烷 | — |
| 470–475 nm流通式分光光度计（FIA用10 mm比色池；CFA用0.5–5 cm）和记录仪 | 测量峰高 | — |
| 100和1000 ml容量瓶、1–10 ml移液管、0.45 µm滤膜、pH计 | 标准和样品的制备 | — |
| 超声波清洗器或膜式脱气装置 | 三氯甲烷和试剂的脱气 | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 4-氨基安替比林（pH 10.3硼酸盐－碳酸氢盐缓冲液中0.5 g／100 ml的溶液） | — | 与醌偶联的试剂（R1） |
| 过二硫酸钾5 g／100 ml，pH 11 | — | 酚类的氧化剂（R2） |
| 缓冲液：每1000 ml含NaHCO₃ 23 g + H₃BO₃ 27 g + KOH 35 g | — | 反应所需的约pH 10.3 |
| 脱气的三氯甲烷 | — | 萃取相（Org） |
| 苯酚（无色晶体）——1000 mg/l，10和1 mg/l的标准 | — | 范围I和II的校准 |
| 硫酸／50 %盐酸、1 mol/l KOH、96 %乙醇、2-丙醇 | — | 样品保存（pH 2）、pH调节、比色池冲洗 |
职业健康与安全
- 苯酚有毒且易经皮肤吸收——戴手套和护目镜；三氯甲烷有毒且致癌——在通风柜中操作，含三氯甲烷和苯酚的废物须处置
- 过二硫酸钾——氧化剂；氢氧化钾和浓硫酸——腐蚀性
- 乙醇、2-丙醇——易燃
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 14402:2004 (ISO 14402:1999) — 《Water quality — Determination of phenol index by flow analysis (FIA and CFA)》。
该方法的原理是什么？
把样品引入连续流动的载流，并与同样连续流动的4-氨基安替比林溶液和过二硫酸钾溶液混合。酚类化合物被过二硫酸盐氧化，生成的醌与4-氨基安替比林反应生成有色缩合产物，这些产物在流动萃取单元中从水相转入三氯甲烷；三氯甲烷相由相分离器分出（如疏水性半透PTFE膜，厚度150–200 µm，孔径0.
测量范围和准确度是多少？
范围：0.01–1 mg/l（范围II 0.01–0.1；范围I 0.1–1 mg/l），每个范围用至少5个标准单独校准；有洗涤剂时仅适用于0.1 mg/l以上；检测：三氯甲烷相中470–475 nm；FIA比色池10 mm；CFA比色池0.5–5 cm；以峰高计；管路内试剂：R1：每100 ml pH 10.3缓冲液中0.5 g 4-氨基安替比林（NaHCO₃ 23 g、H₃BO₃ 27 g、KOH 35 g/l）；R2：每100 ml、pH 11中5 g K₂S₂O₈；二者均每日新配并脱气；萃取：脱气的三氯甲烷；相分离器——PTFE膜150–200 µm，孔径0.5–2 µm，孔隙率75 %。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
FIA分析仪（低脉动泵、200/600 µl定量环）或CFA分析仪（自动进样器、空气分隔的流路）、输送三氯甲烷用的置换瓶、带相分隔器和PTFE膜分离器的萃取池、470–475 nm流通式分光光度计（FIA用10 mm比色池；CFA用0.5–5 cm）和记录仪、100和1000 ml容量瓶、1–10 ml移液管、0.45 µm滤膜、pH计、超声波清洗器或膜式脱气装置。
该检测用于哪些场景？
工业废水（焦化厂、炼油厂、化学工业、制革厂）和城市废水——酚指数作为限值参数（挥发酚0.1 mg/l）；地表水和地下水、垃圾填埋场渗滤液——0.01 mg/l以上酚类的监测；通量大的实验室——带管路内三氯甲烷萃取（无需蒸馏）的FIA/CFA自动分析；浑浊样品（不产生干扰）和有色样品（测量不加试剂的空白）；带蒸馏的方案（标准第4章）用于含不可萃取物质的样品或需要测定挥发酚的情形。
需要采取哪些安全防护措施？
苯酚有毒且易经皮肤吸收——戴手套和护目镜；三氯甲烷有毒且致癌——在通风柜中操作，含三氯甲烷和苯酚的废物须处置；过二硫酸钾——氧化剂；氢氧化钾和浓硫酸——腐蚀性；乙醇、2-丙醇——易燃。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 14402。