Методы определения фенолов в воде

Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязнителей, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий. Фенолами называют вещества, имеющие в своей молекуле бензольное ядро, содержащее одну или более гидроксильных групп. Фенол ядовит, вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу.    ПДК фенола (ГН 2.1.5.1315-03) — 0,001 мг/л для суммы летучих фенолов, придающих воде хлорфенольный запах при хлорировании (метод пробного хлорирования). Эта ПДК относится к водным объектам хозяйственно-питьевого водопользования, при условии применения хлора для обеззараживания воды в процессе ее очистки на водопроводных сооружениях или при определении условий сброса сточных вод, подвергающихся обеззараживанию хлором. В иных случаях допускается содержание суммы летучих фенолов в воде водных объектов в концентрациях 0,1 мг/л.

В настоящее время для  определения фенолов в воде применяются следующие методы анализа:

1. Фотометрический метод;
2. Метод газо-жидкостной хроматографии;
3. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии;
4. Метод броматометрического титрования;
5. Флуориметрический метод.

Фотометрический метод (ПНД Ф 14.1:2.105-97) определения массовой концентрации летучих фенолов основан на отгонке фенолов из подкисленной пробы воды, взаимодействии фенолов в отгоне с 4-аминоантипирином в присутствии гексацианоферрата (III) калия и экстракции образующегося окрашенного соединения хлороформом. Оптическую плотность экстракта измеряют на спектрофотометре (λ = 470 нм) или фотометре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в диапазоне λ = 460 — 490 нм. Диапазон измеряемых концентраций: 2,0 – 30,0 мкг/дм³. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 16 – 50%.

При определении фенола в воде методом газо-жидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием (МУК 4.1.752-99) осуществляют концентрирование вещества из воды в 2 стадии: экстракцией диэтиловым эфиром и испарением последнего под вакуумом. Фенол переходит в воду, оставшуюся после испарения эфира. Диапазон измеряемых концентраций: 0,0005 – 0,010 мг/дм³. Нижний предел измерения – 0,001 мкг. Погрешность методики при Р=0,95 составляет ±21,3%.

Для определения больших концентраций летучих одноатомных фенолов (более 50 мг/л) рекомендуется броматометрический метод, основой которого является бромирование одноатомных фенолов, выделенных из пробы перегонкой с водяным паром. Расход брома пропорционален содержанию фенола. При определении фенола методом броматометрического титрования в анализируемый раствор вводится избыток бромат-бромидной смеси, которая в кислой среде выделяет свободный бром. Образующийся бром реагирует с фенолом. При добавлении к этому раствору иодида калия избыточный, не прореагировавший бром окисляет иодид до йода, который титруют стандартным раствором тиосульфата натрия.

Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации фенола в пробах воды в диапазоне от 0,10 до 20 мкг/дм³. Подготовка проб к измерениям включает следующие этапы: 1) Извлечение фенола из пробы методом твердофазной экстракции; 2) Элюирование фенола с ТФЭ-картриджа; 3) Подготовка пробы для ввода в хроматограф. Погрешность методики при Р=0,95 составляет 25 – 28%.

Флуориметрический метод измерения массовой концентрации общих фенолов (метод А, ПНД Ф 14.1:2:4.182-02) основан на извлечении фенолов из воды бутилацетатом, реэкстракции их в водный раствор гидроксида натрия и измерении их содержания по интенсивности флуоресценции фенолов после подкисления реэкстракта. В процессе измерения происходит возбуждение флуоресценции фенолов, ее регистрация и автоматическое вычисление массовой концентрации фенола при помощи градуировочной характеристики, заложенной памяти анализатора жидкости «Флюорат-02».

Флуориметрический метод измерения массовой концентрации летучих фенолов (метод Б, ПНД Ф 14.1:2:4.182-02) включает операцию перегонки пробы воды с помощью перегонного устройства и измерение массовой концентрации фенолов в отгоне по методу А. Метод рекомендуется для анализа окрашенных, мутных вод, а также вод с большим содержанием органических веществ, препятствующих разделению фаз при экстракции, и проб, содержащих гуминовые кислоты и лигнин. Мешающее влияние нефтепродуктов устраняется при подготовке проб к анализу. Диапазон измеряемых концентраций: 0,0005 – 25 мг/дм³. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 17 – 50% (для питьевых вод), 25 – 60% (для природных и сточных вод).

В нашей лаборатории содержание фенола определяется во всех типах вод. Точность и достоверность получаемых в нашем центре результатов подтверждена неоднократным успешным прохождением межлабораторных сличительных испытаний.