Phân tíh phenol tổng số trong nước và nước thải

Phenol đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế nh trong nông nghiệp có trong thành phần của thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, diệt côn trùng.., trong công nghiệp sản xuất nhựa pheno

Cao ThÞ Thu Trang

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội

=======&&&&&=======

Luận văn thạc sĩ Khoa học

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý

Mã số: 62 44 31 01

Cao thị thu trang

Ngời hớng dẫn khoa học: TS Lu văn diệu

Hà Nội 2005

1.5 T×nh h×nh nghiªn cøu phenol trªn thÕ giíi vµ ë ViÖt Nam 22

1.5.1 T×nh h×nh nghiªn cøu trªn thÕ giíi vÒ c¸c møc cña phenol 22

Chu¬ng 2 C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch phenol 28

2.2 Nguyªn lý cña mét sè ph¬ng ph¸p tiªu biÓu 29

4.2 Mét sè nhËn xÐt vÒ tiªu chuÈn chÊt lîng n¬c biÓn ven bê cña

ViÖt nam vµ cña níc ngoµi

Bảng 1 1 Một số tính chất vật lý và hóa học

của phenol [30]

Bảng 1.2 Sản lợng phenol năm 1981 1986

-tại các quốc gia

Bảng 1.3 Giá trị LD50 của phenol đối với

động vật [24]

Bảng 1.4 Độc tính gây chết của phenol đối vói các sinh vật dới nớc [24]

Danh mục các hình

Hình 3.1 Đờng chuẩn của phenol (với nồng độ thấp) 38

Hình 3.3 Biểu đồ kiểm tra phân tích phenol đối với mẫu nớc

Hình 4.5 Biểu đồ biểu diễn nồng độ phenol trung bình trong

nớc thải tại bãi rác Tràng Cát, tháng 6/2005

59

Mở đầu

Phenol là dẫn xuất hydroxy của benzen, có trong nớc thải sinh hoạt, nớc thải công nghiệp, trong nguồn nớc cấp sinh hoạt Phenol đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế nh trong nông nghiệp (có trong thành phần của thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, diệt côn trùng ), trong công nghiệp (sản xuất nhựa phenolic) và sử dụng trong y tế (là chất khử trùng…) Nhng phenol lại là một chất rất độc đối với sinh vật và con ngời, gây ra mùi vị khó chịu

, Cho đến nay, việc nghiên cứu, phân tích nồng độ dạng tồn tại của các hợp chất phenol trong nớc vẫn còn hạn chế ã có một số đề tài nghiên cứu Đ

về nồng độ của chúng trong nớc biển nh dự án hợp tác với Nhật Bản (JICA) hay dự án hợp tác Việt Nam Thụy Điển (SAREC) Việc phân tích nồng độ- của chúng trong nớc thải cũng đã đợc quan tâm nhng số liệu còn rất khiêm tốn Hầu nh không có các nghiên cứu sâu về hành vi, mức độ độc hại, các phép thử độc tính của phenol đối với các loài sinh vật Cũng không có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc phân tích nồng độ của chúng trong các đối tợng nh nớc, đất, sinh vật và không khí

Chính vì vậy, đề tài “Phân tích phenol tổng số trong nớc biển và nớc thải“ sẽ là cơ sở giúp các nhà khoa học có đợc công cụ để phát hiện và đánh

giá sự có mặt của phenol trong nớc và nớc thải, góp phần cảnh báo kịp thời khi có nguy cơ ô nhiễm xảy ra

Có nhiều phơng pháp phân tích phenol trong nớc và nớc thải nh phơng pháp so màu, sắc ký khí, chuẩn độ… Mỗi phơng pháp đều có những

u, nhợc điểm của nó iệc phân tích phenol trong phòng thí nghiệm cũng có Vnhiều vấn đề, nhất là trong quy trình đảm bảo chất lợng và kiểm soát chất lợng ít đợc quan tâm Số liệu phân tích cha đa ra đợc độ chính xác, do

đó hạn chế mức độ sử dụng do không đủ thông tin về độ tin cậy số liệu

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Vì vậy, trong luận văn này, tác giả tập trung vào kiểm chuẩn phơng pháp và thiết lập sơ đồ đảm bảo chất lợng số liệu phân tích, góp phần vào việc đánh giá đúng đắn hiện trạng ô nhiễm phenol trong nớc biển ven bờ miền Bắc Việt Nam và trong nớc thải tại bãi rác Tràng Cát, Hải Phòng Kết quả luận văn góp phần nâng cao chất lợng số liệu phân tích phenol trong phòng thí nghiệm tại Viện Tài nguyên và Môi trờng Biển và góp phần cảnh báo mức độ ô nhiễm nguồn nớc bởi phenol trong một số khu vực biển ven bờ Việt Nam

Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Công nghệ Hoá học và Trung tâm Sau đại học, Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Ban Lãnh đạo Viện Tài nguyên và Môi trờng Biển, các cô, các chú cùng các bạn đồng nghiệp trong Viện, và đặc biệt là TS Lu Văn Diệu đã có những đóng góp quý báu giúp tôi hoàn thành tốt bản luận văn này

Chơng I Tổng quan về phenol

Phenol là dẫn xuất hydroxy của benzen Nó có trong thành phần của

nhựa than, và đợc tạo thành trong quá trình phân huỷ tự nhiên của các chất

hữu cơ Tuy nhiên, nguồn chính của phenol trong môi trờng lại là từ nhân tác

Phenol đợc sản xuất nhiều trong suốt những thập niên 80 của thế kỷ trớc,

nớc Mỹ là một nhà sản xuất quan trọng nhất ng dụng chủ yếu của nó là ứ

làm nguyên liệu chế biến nhựa phenolic, bisphenol A và caprolactam Ngoài

ra còn có các ứng dụng của phenol trong y học và dợc học

Phần lớn phenol trong không khí bị biến đổi bởi các phản ứng quang

hoá thành dihydroxybenzen, nitrophenols và các sản phẩm tách vòng với thời

gian bán hủ ớc tính là 4 y - 5 giờ Một phần nhỏ bị loại khỏi không khí do

lắng đọng (ma) Phenol có khả năng di chuyển trong đất, nhng sự vận

chuyển và khả năng phản ứng có thể bị ảnh hởng bởi pH

Con ngời có thể bị nhiễm phenol trong quá trình sản xuất phenol và

sản phẩm của nó, đặc biệt trong qu trình sử dụng nhựa phenolic (á trong công

nghiệp sản xuất gỗ, sắt, thép) và trong một số các ngành công ngh p khác.iệ

Đối với con ngời nói chung, khói thuốc và các sản phẩm thức ăn hun khói là

những nguồn quan trọng nhiễm phenol

1.1 Công thức cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của phenol

• Công thức hóa học của phenol: C6H6O

: Công thức phân tử

Ph©n tÝch phenol tæng sè trong níc vµ níc th¶i b»ng ph¬ng ph¸p so mµu

Träng lîng ph©n tö: 94,11

Tªn thêng dïng: phenol

Tªn hãa häc: phenol

• TÝnh chÊt vËt lý, hãa häc

Mét sè tÝnh chÊt vËt lý vµ hãa häc cña phenol ®îc liÖt trong b¶ng 1.1

B¶ng 1 1 Mét sè tÝnh chÊt vËt lý vµ hãa häc cña phenol [30]

Phenol có điểm nóng chảy ở 43oC và chuyển từ màu trắng sang các tinh thể không màu [24] Nó cũng có thể chuyển từ không màu sang chất rắn màu hồng hoặc chất lỏng [35] Phenol có mùi hăng và vị rát Trong trạng thái nóng chảy là một chất lỏng không màu, trong suốt với độ nhớt thấp Dung dịch của phenol xấp xỉ 10% nớc là chất lỏng ở nh t độ phòng Phenol tan hầu hết iệtrong các dung môi hữu cơ (hydro cacbon thơm, rợu, xetone, ete, hydrocacbon có chứa nhóm halogen), ít tan trong các dung môi béo

Các tính chất hóa học của phenol bị ảnh hởng bởi khả năng ổn định cộng hởng của phenol nói chung và của ion phenolate nói riêng Vì vậy, phenol phản ứng nh là một axít yếu khi có mặt của các nhóm ái lực điện tử (ở các vị trí chỉ thị meta, tính chất axít càng rõ)

Phenol nhạy với các tác nhân oxy hóa Sự phân tách của nguyên tử hydro từ nhóm hydroxyl phenolic xảy ra bởi tính ổn định cộng hởng của việc tạo ra gốc phenyloxy Gốc đợc hình thành sau đó dễ dàng bị oxy hóa Tuỳ thuộc vào tác nhân oxy hóa và các điều kiện phản ứng mà các sản phẩm khác nhau có thể đợc tạo thành, ví dụ dihydroxy và trihydroxybenzen hay quinone Những tính chất này làm cho phenol giống nh là một chất chống oxy hóa, có chức năng nh là một tác nhân bẫy gốc Phenol tham gia vào các phản ứng thay thế ái điện tử nh sự halogen hóa và sulfonat hóa Nó cũng phản ứng với các hợp chất cacbonyl trong cả hai môi trờng kiềm và axit Khi có formaldehit, phenol dễ dàng bị metyl hoá và ngng tụ thành nhựa

• Các hệ số chuyển đổi của phenol

1mg/m3 = 0,26ppm

,1ppm = 3 84mg/m3

1.3 Các nguồn phenol trong môi trờng

Phenol xuất hiện trong môi trờng qua hai nguồn: nguồn tự nhiên và nhân tác

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

1.3.1 Nguồn tự nhiên

Phenol có trong thành phần của nhựa than và hình thành trong quá trình phân hủy tự nhiên của các hợp chất hữu cơ ác vụ cháy rừng cũng có thể làm ; cgia tăng nồng độ phenol trong môi trờng [24 ]

Phenol có trong các thành phần của phân bón lỏng với nồng độ từ 755àg/kg trọng lợng khô Ví dụ, tại Hà Lan, việc đóng góp từ nguồn này đối với toàn bộ nồng độ phenol thải vào không khí năm 1983 là 15% với giả định

-là phenol bay hơi hoàn oàn t và nồng độ phenol trung bình trong phân bón là

30 g/kg tr ng lợng khô à ọ [24]

1.3.2 Nguồn nhân tác

• Từ quá trình sản xuất phenol tr ong công nghiệp

Phơng pháp sản xuất phenol đợc sử dụng phổ biến nhất ở quy mô lớn

là từ cumen (isopropylbenzen) ở Mỹ, hơn 98% phenol đợc tạo ra bằng phơng pháp này 28 Hệ số phát thải của phenol vào không khí trong quá [ ] trình sản xuất là 0,16 g phenol phát thải/kg phenol sản phẩm [24] Phenol còn

đợc sản xuất từ clorobenzen và toluen Ngoài ra, quá trình luyện than cốc cũng thải ra một lợng nhỏ phenol vào môi trờng 28 [ ] Bảng 2 trình bày cácthông tin liên quan đến việc sản xuất phenol ở các nớc khác nhau trong năm

1981 Thông tin này đợc lấy từ các tài liệu đã đợc công bố [20 4, 2 , 28] và

đợc ngoại suy tới năm 1981 ở những địa điểm cần thiết

Phenol là một nguyên liệu chủ yếu để tạo ra nhiều vật liệu thơng mại quan trọng khác bao gồm nhựa phenolic, bisphenol A (2,2-bis-1-hydroxyphenylpropanel), capro lactam, - alkyl phenols, cũng nh chlorophenols, pentachorophenol 28[ ]

B¶ng 1.2 S¶n lîng phenol n¨m 1981 1986 t¹i c¸c quèc gia

-(***): phenol kh«ng cßn ®îc s¶n xuÊt ë Anh n÷a

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Bảng 1.2 cho thấy Mỹ là quốc gia có sản lợng phenol cao nhất, tiếp

đến là các nớc Nga, Đức, ý và Nhật Bản

Quá trình sử dụng nhựa phenolic đợc xem là nguồn phát thải chính của phenol Nhựa phenolic đợc sử dụng làm vật liệu kết dính trong các vật liệu cách ly, vật liệu xây dựng và kính 3 lớp, sơn và làm khuôn đúc cát Nồng độ của chúng thay đổi từ 2-3% cho vật liệu cách ly, tới hơn 50% cho khuôn đúc Lợng phenol phát thải vào không khí tỷ lệ với nồng độ phenol tự do có mặt trong đơn thể (monomer) của những vật liệu này (1 5%) - [24] Ngoài ra, phenol có thể thoát a do phân h y nhiệt của nhựa r ủ

Trong công nghệ đúc khuôn, phát thải phenol tăng lên trong suốt quá trình sản xuất Nồng độ phenol có thể tăng tới 12% Các hệ số phát thải là 0,35 g phenol phát thải/kg cát đúc, 2-5kg phenol phát thải/kg nhựa trong chế tạo cát đúc và 10g phenol phát thải/kg nhựa trong suốt quá trình sản xuất khuôn theo công nghệ “hộp nóng”

Các hoạt động công nghiệp khác thải phenol ra môi trờng bao gồm:

- Sản xuất nhựa phenol (0- ,05g phenol phát thải/kg nhựa đợc sản xuất)

- Sản xuất phenol và các dẫn xuất của phenol

- Sản xuất caprolactam (0 02 0 05 g phenol phát thải/kg cyclohexanone) , - ,(chất trung gian)

- Sản xuất than cốc

- Sản xuất các vật liệu cách ly

- Phát thải trong quá trình chế biến

• Từ quá trình sử dụng phenol trong công nghiệp

ứng dụng đơn giản nhất của phenol là sản xuất nhựa phenolic Ngoài ra phenol còn đợc sử dụng để sản xuất caprolactam, một sản phẩm trung gian trong việc sản xuất nylon 6 và 2,2-bis-1-hydroxyphenylpropane (bisphenol A), chất đợc sử dụng chính trong sản xuất nhựa phenolic [2 ].4

ở thế kỷ 19, phenol đợc sử dụng trong y học làm chất khử trùng và gây mê, đặc biệt dùng để xử lý vết thơng Ngày nay, phenol đợc dùng làm chất tẩy uế, khử trùng, nớc thơm, thuốc mỡ, sáp và thuốc giảm đau 28] [Ngoài các ứng dụng đã đợc đề cập ở trên, phenol đợc dùng để sản xuất sơn mài, sơn, cao su, mực, khí làm sáng, chất trong thuộc da, nớc hoa,

đun nấu ở gia đình, đặc biệt là đốt gỗ có thể chứa một lợng phenol đáng kể [24 ]

Nguồn tiềm tàng khác của phenol là quá trình chuyển hoá của benzen trong khí quyển dới tác dụng của ánh sáng [25]

1 3 P henol trong môi trờng

1.3.1 Phân tán của phenol trong môi trờng

Trong không khí phenol tồn tại hầu hết các pha khí Nó có thể lắng

đọng trong nớc ma Phenol bị phân huỷ oá học nhiều hơn là phân tán [2 h 4] Tại nhiệt độ phòng, phenol tan nhiều trong nớc và áp suất bay hơi khá thấ , p vì vậy, nó có thể chuyển từ không khí vào đất và nớc ệ số phân tách H(KOC) của phenol đối với đất phù sa là 39 và 91 dm3/kg [ ] 26 nên phenol có khả năng di chuyển cao trong đất và vì vậy có thể xâm nhập vào nớc ngầm [26]

1.3.2 Phân huỷ phi sinh học

• Trong không khí

Trong không khí, phenol có thể phản ứng với các gốc hydroxyl và NO3qua các phản ứng quang hóa khác để tạo thành dihydroxy-benzen, nitrophenols và các sản phẩm tách vòng [17] Thời gian bán hủy của phenol trong không khí là 4 5 giờ - trong điều kiện phản ứng quang hóa một phòng ở

-Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

hun khói [24 ] Thời gian bán hủy ớc tính là 15 giờ cho phản ứng của phenol với các gốc hydroxyl trong không khí [26] Phản ứng của phenol với các gốc nitrat trong điều kiện không có ánh sáng mặt trời có thể là một quá trình loại

bỏ quan trọng phenol trong không khí; thời gian bán hủy tại nồng độ khí quyển 2x108 gốc nitrat/cm3là 15 phút 26 [ ]

Phenol hấp thụ ánh sáng trong vùng 290 330 nm và vì vậy có thể bị quang phân [26]

-• Trong nớc

t Dới tác dụng của ánh sáng mặ trời, phenol trong nớc tham gia phản ứng quang hóa tạo ra các gốc hydroxyl và peroxy; thời gian bán hủy là 100 và

19 2 giờ, tơng ứng , [26 ]

Phenol bị ôxy hóa thành CO2trong nớc tại nhiệt độ xấp xỉ 500C khi có oxy và ánh sáng Tốc độ oxy hoá là 11% trong 24 giờ Phenol phản ứng với ion nitrat trong các dung dịch loãng để hình thành dihydroxybenzen, nitrophenols, nitrosophenol và nitroquinoe Trong nớc thải, phenol tác dụng với axit nitrit (HNO2) tạo thành xyanua Trong nớc uống, phenol phản ứng với clo tạo thànhclorophenols [24] và với ClO2 tạo thành p benzoquinon 39- [ ]

1.3.3 Phân huỷ sinh học

Phenol có thể bị vi khuẩn phân hủy trong điều kiện hiếu khí thành CO2

và trong điều kiện kỵ khí thành CO2 [15 và m tan [24 Quá trình phân hủy ] e ]

kỵ khí đợc minh hoạ theo sơ đồ của Kobayshi và nnk 1989, :

Phenol benzoate cycclohexane carboxylate axitbéo CO 2 và

CH 4

Phenol có thể bị phân huỷ ở dạng tự do cũng nh sau khi bị hấp phụ trong đất hoặc trầm tích, mặc dù chất hấp phụ làm giảm tốc độ phân huỷ sinh học

Khi phenol là nguồn cacbon duy nhất, nó có thể bị phân huỷ trong một màng sinh học với động học của phản ứng bậc một tại các nồng độ dới

20àg/l ở 100C Hằng số tốc độ phản ứng bậc một cao hơn từ 3-30 lần so với hằng số tốc độ các hợp chất hữu cơ bị phân huỷ ở các nồng độ cao hơn từ 100

đến 1000 lần [11] T ốc độ phân huỷ hiếu kh của phenol diễn ra í nhanh chóng trong cống thải <90% với thời gian lu là 8 giờ: ; trong đất, phân hủ sinh học y

hoàn toàn từ 2 đến 5 ngày; trong nớc ngọt phân hủy sinh học hoàn toàn <1 ngày và trong nớc biển, bị phân huỷ 50% trong 9 ngày [26]

Tốc độ phân huỷ sinh học của phenol bị ảnh hởng bởi một số yếu tố nh: nồng độ phenol nhiệt độ , [15] ánh sáng mặt trời [27], độ sâu của đất [26];

sự có mặt của các chất dinh dỡng (cần thiết cho sự sinh trởng của vi khuẩn);

sự có mặt của những chất ô nhiễm khác và mật độ của vi sinh vật [24 ]

1.4 ảnh hởng của phenol đối với môi trờng và con ngời

1.4.1 ảnh hởng lên cơ thể ngời

oPhenol có thể nhiễm vào cơ thể c n ngời bằng các con đờng tiếp xúc qua da, miện hoặc g hô hấp

• Tiếp xúc qua da

Việc nhiễm phenol qua da có thể do sử dụng phenol làm chất khử trùng

và chất tẩy uế Ngày nay, ngời ta đã hạn chế sử dụng phenol trong các ứng dụng này

: Các biểu hiện ảnh hởng sau khi tiếp xúc với phenol qua da bao gồmban đỏ, đau rát, trong một số trờng hợp nghiêm trọng là bị ăn da và hoại tử Việc sử dụng các băng chứa 5 10% pheno để khử trùng đã dẫn tới nhiều - l trờng hợp hoại tử da và các biểu bì dới da Một số trờng hợp đã phải cắt cụt các ngón tay, ngón c ân khi dùng h các kiểu băng loại này Vì vậy, ngày nay ngời ta không sử dụng các loại băng này [24 ]

Các biểu hiện bị nhiễm độc khi tiếp xúc với phenol qua da là sốc mạch máu (đôi khi dẫn đến tử vong và xuất hiện sự nhiễm axit trao đổi chất ) Truppman và Ellenby (1979) đã quan sát chứng loạn nhịp tim 10/42 bệnh ở nhân trong vòng 10 phút sau khi dùng dung dịch phenol 5% giải để phẫu thẩm

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

mỹ Foxall và nnk (1991) cho biết một trờng hợp nguy thận cấp tính sau một tai nạn của một ngời đàn ông đã bị chìm từng phần vào trong một dung dịch chứa 20% phenol trong dichlormethan Các triệu trứng xuất hiện ở nạn nhân là

đầu lạnh và bị bỏng 50% cơ thể, nôn mửa, tiểu, bí thắt ngực

• Tiếp xúc qua miệng

Các trờng hợp nhiễm độc qua miệng xuất hiện khi nuốt phải phenol Các triệu chứng cục bộ và toàn thân tơng tự nh khi bị nhiễm do tiếp xúc qua

da, bao gồm kích thích dạ dày, ảnh hởng đến tim mạch và hệ hô hấp

,Nạn nhân bị chết trong vòng 10 phút sau khi nuốt phải một lợng 4 8g phenol Tuy nhiên, cũng có trờng hợp nạn nhân nuốt phải 56,7 g hỗn hợp phenol nhng đã qua khỏi (Andersen, 1986) và một trờng hợp thoát chết khi nuốt phải 57 g phenol

37 trờng hợp trong số 3805 công nhân làm việc trong khu công nghiệp

gỗ Phần Lan (gỗ bản nhỏ, gỗ dán, mùn ca hoặc keo formandehit) đã bị ung th đờng hô hấp Nồng độ nhiễm độc qua đờng hô hấp đối với phenol và tần suất tiếp xúc lâu với thuốc trừ sâu là nguyên nhân chính gây ung th [24]

• Nhận biết cảm quan

Ngỡng mùi đối với phenol là từ 0,021-20 mg/m3 [38]

nAmoore và Hautala (1983) cho rằng gỡng mùi trong không khí và trong nớc đối với phenol là 0,16 mg/m3 ,(0 04 ppm) và 7 9mg/l.,

,Giá trị ngỡng vị là 0 3 mg/l trong nớc đã đợc công bố bởi Cục Bảo

vệ Môi trờng Mỹ, 1992

1.4.2 Đối với động vật

ở động vật, việc tiếp xúc với phenol theo các cách khác nhau, ở các liều lợng khác nhau thì sẽ có các ảnh hởng khác nhau Các thí nghiệm cho thấy giá trị LD50 đối với chuột, chuột trù và thỏ khi tiếp xúc qua miệng nằm trong khoảng 300-600 mg phenol/ kg trọng lợng cơ thể G iá trị LD50 khi tiếp xúc qua da là 670 mg/ kg trọng lợng cơ thể đối với chuột và 850 1400 mg/ kg -trọng lợng cơ thể đối với thỏ; giá trị LD50 đối với chuột khi tiêm trực tiếp vào trong bụng khoảng 127 223 mg/ kg trọng lợng cơ thể Tuy nhiên- , cho chuột tiếp xúc qua hô hấp với 900 mg phenol/m3 trong 8 giờ, không thấy có trờng hợp tử vong xảy ra

Phenol tác động đến hệ thần kinh khi động vật tiếp xúc với phenol Triệu trứng lâm sàng khi bị nhiễm độc phenol bao gồm kích động thần kinh (chấn động và co giật nghiêm trọng), loạn nhịp tim, huyết áp tăng giảm thất thờng, hảy nớc miếng, khó thở và giảm nhiệt độ cơ thể c [21 ]

Phenol nhiễm qua miệng làm sng tấy các niêm mạc họng và thực quản, làm bào mòn, hoại tử và xuất huyết

Các nghiên cứu của Schlicht và nnk (1992) trên các con chuột cái Fischer 334 liều lợng là 0,12; 40; 120 và 224 mg phenol /kg trọng lợng - ở cơ thể với cách tiếp xúc là đa trực tiếp vào dạ dày Các động vật đợc kiểm tra tín hiệu lâm sàng sau 4 20 giờ tiếp xúc riệu trứng quan sát đợc bao - Tgồm sự rùng mình (sau 1 2 phút ở hai liều lợng cao nhất), hẹp đồng tử, giảm -

di chuyển, hoại tử tế bào gan và ứ mạch thận

Các giá trị LD50 của phenol đối với các động vật đợc cho trong bảng 1.3

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Bảng 1.3 Giá trị LD50 của phenol đối với động vật [24]

Loài Cách tiếp xúc Giá trị LD 50

(mg/kg TLCT)

Loại dung dịch

Chuột trù Qua miệng 340 530- 2-7% trong nớc

Chuột trù Qua miệng 445 520- Nớc

Chuột trù Qua da 670 (570 780)- Không pha loãng

Chuột trù Qua dạ dày 127-223 Nớc

Thỏ Qua miệng 400 600- Nớc hoặc không pha loãng Thỏ Qua da 850 (600 1200)- 2-7% trong nớc

1.4 .3 ảnh hởng tới các sinh vật khác

Tính độc của phenol đã đợc nghiên cứu trong các vi sinh vật (ví dụ nấm, tảo, vi khuẩn và động vật nguyên sinh) và một số động vật không xơng sống và có xơng sống ở dới nớc 18 Chi tiết của các nghiên cứu về [ ] mức

độ độc cấp tính của các sinh vật đợc tập hợp trong bảng 1.4

1600mg/l sau 18h tiếp xúc với Aeromonas hydrophila Giá trị EC50 đối với

hiện tợng phát sáng quang hóa giảm ở Photobacterium phosphoreum là

28-34mg phenol/l và 40mg phenol/l Trong bùn hoạt tính, giá trị EC50 đối với sự giảm hấp thụ oxy là 520 1500mg phenol/l - [24]; nồng độ thấp nhất có ảnh hởng đến bùn hoạt tính là 10mg/l; ở nồng độ 1 mg phenol/l không quan sát thấy ảnh hởng [1 ] 4

Ngỡng độc của phenol đối với động vật nguyên sinh cũng tơng tự nh

đối với vi khuẩn: 33 144 mg/l - [24] Đối với tảo, các giá trị này thấp hơn: 6mg phenol/l đối với cyanobacteria (tảo lục xám) và 8mg/l đối với tảo lục sau7- -8 ngày tiếp xúc Giá trị IC50(Nồng độ gây ức chế 50% sự trởng thành) đối với các loài nấm khác nhau cũng tơng tự nh giá trị EC50 ở vi khuẩn: 460 - 1000mg phenol/l Giá trị EC50 ở các loài nấm khác nhau là 100 1000mg -phenol/l và 750 - 1000 mg phenol/l (Babich và Stotzky 1985, )

1.4.3.2 Sinh vật dới nớc

• Sinh vật nớc ngọt

Các ảnh hởng gây chết cấp tính quan trọng nhất quan sát đợc trong các loài nớc ngọt sau khi tiếp xúc với phenol là giảm nhịp tim và phá hủy biểu mô ở mang cá (gây mất chức năng); gan thận, thành ruột và mạch máu Các triệu chứng nh bất động, mất cân bằng, tê liệt và khó thở thờng xảy ra trớc, sau đó dẫn đến tử vong

So sánh giá trị LC50trong 48h ở bảng 1.4, nói chung, cá là loài sinh vật nớc ngọt nhạy cảm nhất đối với phenol Các giá trị LC50 trong 48h đối với một số loài cá nằm trong khoảng 7 - 64mg/l Đối với giáp xác, khoảng này là

3, -1 200mg/l và đối với động vật thân mềm là 200 -205 mg/l; đối với côn trùng là 19 720 mg/l và đối với giun là 200 870mg/l Alekseyev và Antipin - -(1976) đã đa ra mức tăng khả năng chịu đựng của sinh vật đối vớ phenoli là: cá - giáp xác - côn trùng giun động vật thân mềm- -

• Các sinh vật biển

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Giá trị nồng độ gây chết 50% đối với một số sinh vật biển (giáp xác, giun, ốc, cá) nằm trong kh ng từ 330 mg/l (xem bảng oả 9- 1.4) Tính nhạy cảm của các sinh vật biển và nớc ngọt đối với phenol là tơng tự

Tại nồng độ xấp xỉ gây chết của phenol, các hoạt tính của một số engime trong não, gan, và mô mềm của Sarotherodon mossambicus giảm; ảnh

hởng này độc lập đối với độ muối [24 ]

• Quá trình tích lũy

Quá trình tích lũy của các chất trong sinh vật có thể đợc thể hiện qua

hệ số tích luỹ sinh học BAF (Bioaccumulated factor ), và hệ số tập trung sinh học BCF (Bioconcentration factor) Các hệ số BAF, BCF là các tỷ lệ giữa nồng

độ hoá chất trong sinh vật và n ng độ hoá chất trong môi trờng xung quanh ồBCF chỉ tính cho môi trờng xung quanh trong khi BAF tính cho cả ở môi trờng xung quanh và trong thức ăn BCF thờng đợc đo trong phòng thí nghiệm, trong khi BAF đợc đo ngoài hiện trờng [8]

Hệ số tập trung sinh học của phenol đối với cá vàng (Carssius auratus)

thay đổi từ 1,2 đến 2,3 (Kobayshi và nnk, 1976) BCF có trị số thấp cho thấy phenol nhanh chóng đợc bài tiết hoặc chuyển hoá bởi các sinh vật Giá trị BCF trung bình i với phenol đợc ớc tính là 1 4 và giá trị này có thể phù đố ,hợp với tất cả các sinh vật nớc ngọt và nớc khu vực cửa sông ở Mỹ (Cục Bảo vệ Môi trờng Mỹ, 1980)

, Dựa trên hệ số tích lũy sinh học có thể xác định phenol không có khả năng tích lũy sinh học

1 3.4 3 Các sinh vật trên cạn

Phenol có thể đợc hấp thụ và lu giữ trong màng biểu bì của các loài thực vật khác nhau nh cà chua quả tiêu xanh và lá cao su , Khi làm thí nghiệm so sánh tính độc của 10 loại hóa chất khác nhau trong đó có phenol, ,

đối với 4 loại giun đất nhận thấy phenol có độc tính cao nhất với các giá trị

LC50là 2,4 10,6 àg/cm- 2 vùng da tiếp xúc [24]

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằ

Luận văn Thạc sỹ Cao Thị Thu Trang -

Bảng 1.4 Đ ộc tính gây chết của phenol đối vói các sinh vật dới nớc [24]

Phơng pháp

Thời gian thử nghiệm

S

16 h 6h

LuËn v¨n Th¹c sü Cao ThÞ Thu Trang -

Ph©n tÝch phenol tæng sè trong níc vµ níc th¶i b»

LuËn v¨n Th¹c sü Cao ThÞ Thu Trang -

LuËn v¨n Th¹c sü Cao ThÞ Thu Trang -

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằ

Luận văn Thạc sỹ Cao Thị Thu Trang -

10…0,6 7,7…0,1 8,4…0, 3 0,6 CF 96 h

Thân mềm

12 ngày (ấu trùng)

S = thực nghiệm tĩnh; CF = thực nghiệm dòng liên tục; R = thực nghiệm phục hồi (bán tĩnh)

EC 50 =nồng độ ảnh hởng đến 50% sinh vật thử nghiệm; TT= ngỡng độc ( toxicity threshold)

LC 50 = nồng độ gây chết 50% sinh vật

1.5 Tình hình nghiên cứu phenol trên thế giới và ở Việt Nam

1.5.1 Tình hình nghiên cứu tr ên thế giới về các mức của phenol trong môi

trờng và trong con ngời

Trên thế gới, việc nghiên cứu về phenol trong môi trờng và con ngời

đã có từ những thập niên 40 của thế kỷ trớc Sau đây là một số kết quả

nghiên cứu về hàm lợng phenol trong môi trờng và con ngời

1.5.1.1 Nồng độ phenol trong không khí

Nồng độ phenol trong không khí cao tại các khu công nghiệp, đặc biệt

tại các nhà máy sản xuất phenol, nhựa phenolic, nhà máy sợi tổng hợp và khu

vực phát thải lò đúc Nồng độ phenol trong không khí tại các khu vực này nằm

trong khoảng 19 mg/m3 (nhà máy sợi tổng hợp) tới 190mg/m3 (nhà máy sản

xuất nhựa phenolic) Có những nơi, nồng độ phenol cao tới 420mg/m3 nguyên

nhân là do sự phân huỷ nhiệt của nhựa [2 ].4

Trong nhiều khu công nghiệp, các công nhân thờng xuyên phải tiếp

xúc trực tiếp với một lợng lớn phenol trong không khí Giá trị nồng độ trung

bình của phenol trong không khí tại khu vực làm việc của công nhân đối với

các ngành sản xuất khác nhau đợc thống kê trong bảng 1.5

Bảng 1.5 Nồng độ phenol trong không khí làm việc

tại các khu công nghiệp

TT Quá trình sản xuất Nồng độ trung bình (mg/m 3 )

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Tại các khu đô thị, nồng độ phenol trong không khí chủ yếu là do sự phát thải của giao thông Các giá trị phenol trong không khí đo tại một số khu

đô thị lớn của Nhật Bản là khoảng 1- 4 àg/m3 (Osaka [33], 0,2 8 àg/m) - 3(Nagoya ) Tại Pháp và Mỹ, các giá trị này là 0,7-8 àg /m3(Paris) [24 và 0,22] -0,42 àg /m3(Portland) [33]

Trong các khu dân c, khói thuốc lá một nguồn quan trọng gây ô nhiễm phenol Ngời ta ớc tính khoảng 0,01 0,22mg phenol/điếu thuốc đã đợc thải -qua khói chính (đợc hít bởi ngời hút) trong khi nồng độ phenol trong khói phụ (thoát ra ngoài không khí) cao hơn 2,6 lần Tại Nhật, 0,3-0,4mg phenol/điều thuốc đã đợc phát thải vào không khí trong quá trình đốt cháy [30] Với các phòng kín, (khoảng 50 m3) khói của một điếu thuốc lá có thể tạo

Tại Mỹ, nồng độ của phenol hòa tan trong nớc ma ở Portland nằm trong khoảng từ 0, -1,2 àg/l, 08 trung bình là 0,28 àg/l 3 [3 ] Nồng độ phenol trong các dòng sông gần các khu công nghiệp là 0-5àg/l tại hồ ; Hurong là -3

24àg /l Đặc biệt, trong nớc ngầm gần khu vực nhà máy khí hóa mỏ than, đã phát hiện thấy nồng độ phenol rất cao (6,5-10000 g/l) [26].à

,5-6,5 g lNồng độ phenol trong nớc sông ở Hà Lan là 2 à / ; trong nớc

hồ là 0 3, -7àg/l và trong nớc biển ven bờ khoảng 1,5 àg/l (bao gồm cả các chất phenolic khác) 4 [2 ]

Trong nớc thải ở các khu công nghiệp, nồng độ phenol trung bình nằm trong khoảng 0,01 5,7 mg/l, giá trị cao nhất là 53 mg/l ở khu công nghiệp sắt -

và thép [26] Tại Liên bang Nga, nồng độ phenol trong nớc thải của lò luyện than cốc là 0,3 - ,08 g/l [24]

Phenol có trong 63/165 mẫu trầm tích ở khu vực Pugefould (Mỹ) Trong số đó, một nửa số mẫu có nồng độ phenol nhỏ hơn 40 g/kg (trọng àlợng khô); nồng độ cao nhất là 1700 g/kg.à Tại hồ Hurong nồng độ phenol , cao nhất trong các mẫu trầm tích là 13000 g/kgà Với các mẫu trầm tích lấy cách xa khu vực xử lý nớc thải, nồng độ phenol là 10 g/kg Tính trung bình, à nồng độ phenol trong trầm tích ở Mỹ là <1000 g/kgà [26]

1.5.1.3 Nồng độ phenol trong thực phẩm và nớc uống

Phenol đã đợc phát hiện trong nớc uống ở 5/14 nhà máy nớc của Mỹ

và 2/4 nhà máy nớc của Anh [24 Các trờng hợp ô nhiễm phenol trong ]nớc uống đã đợc công bố ở Anh với nồng độ phenol dao động là 5 đến 10

àg/l và ở Mỹ là từ 4,7 đến 10,3 g/l Tính trung bình, nồng độ của phenol àtrong nớc uống ở Mỹ là <1 gà /l [26 ]

Tại Hà Lan, nồng độ phenol trong nớc uống, nớc ngầm và nớc mặt

sử dụng để sản xuất nớc sinh hoạt là 1 9 à- g/l [24] Đối với các vùng nớc bị

ô nhiễm phenol, việc xử lý nớc bằng clo có thể tạo thành chlorophenol có mùi vị rất khó chịu

Phenol đợc phát hiện trong các sản phẩm cá và thịt hun khói Khi sản xuất các sản phẩm này, ngời ta đã sử dụng khói gỗ có chứa một lợng lớn phenol và ete phenol Phenol bị hấp thụ trong thực phẩm khi đun nấu ồng N

độ tổng phenol trong xúc xích hun khói là 70mg/kg (Toth, 1982) Bratzrel và nnk 1969) cũng phát hiện đợc nồng độ phenol trong lớp ngoài của sản phẩm (hun khói là 37mg/kg, ở lớp trong của sản phẩm thì ít hơn Rất nhiều các phenol đơn lẻ trong cá trích hun khói đã đợc tìm thấy bởi Luten và nnk

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

(1979) với một hàm lợng phenol xấp xỉ 10 30 mg/kg tùy thuộc vào thời gian hun khói Potthast (1976, 1982) đã xác định đợc trong xúc xích gan và đùi lợn hun khói là 2-18mg phenol/kg

-Phenol đã tìm thấy trong các loại cá nhỏ sống đáy ở vịnh Commencement Tacoma, Mỹ ở với nồng độ trung bình là 0 14 mg/kg, , cao nhấtlà 0 22mg/kg 4 , [2 ]

1.5.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

ở Việt Nam, việc nghiên cứu nồng độ phenol trong các hợp phần môi trờng còn rất hạn chế Một số dự án, đề tài đã đặt vấn đề nghiên cứu nồng độ phenol trong nớc biển nh dự án JICA Nhật Bản, 1998 Số liệu khảo sát - nồng độ phenol trong nớc Vịnh Hạ Long tại 30 trạm trên toàn bộ khu vực vịnh trong khuôn khổ dự án JICA “Nghiên cứu quản lý môi trờng Vịnh Hạ Long” vào tháng 8/1998 cho thấy nồng độ phenol dao động từ 0,6 - 2,45àg/l, trung bình tầng mặt là 1,63àg/l 4 , trung bình tầng đáy là 0,99àg/l Ngoài ra, [ ]phenol cũng đã đợc phát hiện trong một số mẫu nớc thải, nhng tài liệu còn rất hạn chế

Hiện ở Việt Nam đã xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6216:1996[5] xác định phenol bằng phơng pháp so màu ó rất ít các số liệu công bố Cliên quan đến nồng độ phenol trong môi trờng không khí, đất, nớc trầm tích, nớc thải hay khu dân c cũng nh các phép thử độc tính đối với phenol Nói chung, việc nghiên cứu và phân tích phenol ít đợc quan tâm ở Việt Nam

1.5.3 Một số tiêu chuẩn chất lợng nớc đối với phenol

Tiêu chuẩn chất lợng nớc biển đối với phenol đợc cho trong bảng 1.6

Cục Bảo vệ Môi trờng Mỹ đã không đủ số liệu để phát triển tiêu chuẩn môi trờng nớc đối với phenol hoặc cho các hợp chất phenol có chứa nhóm clo Vì vậy, không có một tiêu chuẩn chung cho toàn nớc Mỹ mà chỉ có tiêu chuẩn của tiểu bang Các tiêu chuẩn này đợc xây dựng dựa trên nồng độ thấp

nhất quan sát đợc có ảnh hởng bất lợi đối với các thủy sinh vật Tiêu chuẩn chất lợng nớc Australia đối với phenol cho nớc ngọt và nớc biển là 0,05mg/l (ANZECC, 1992) Canada và British Colombia tiêu chuẩn để bảo ở

vệ hệ sinh thái nớc ngọt đối với phenol là 0 001mg/l Đối với nớc biển, ,nồng độ có ảnh hởng thấp nhất quan sát đợc là 0,12mg phenol/l với thông

số theo dõi là LC50 trong 27 ngày đối với trứng và ấu trùng cá hồi

Để bảo vệ hệ sinh thái dới nớc, Malaysia đã thiết lập tiêu chuẩn tạm thời đối với phenol là < ,9 9mg/l ở bất kỳ loại nớc nào Đối với nớc biển ven

bờ dùng cho giải trí và nuôi trồng thủy sản, tiêu chuẩn của Philip in cho pphenol là 0,01mg/l Quy định của Indonesia số 20/1990 (BAPEDAL, 1991) về thiết lập tiêu chuẩn chất lợng nớc cho phenol là 0,001mg/l đối với nuôi trồng thủy sản, và 0,002mg/l đối với nớc dùng làm nớc uống, và 0,002 mg/l các hợp chất phenolic đối với nớc biển Tiêu ch n chuẩ ất lợng nớc biển Thái Lan là 0 03mg/l dùng cho nuôi trồng thủy sản và bảo tồn san hô Việt ,Nam có tiêu chuẩn chất lợng biển ven bờ là 0 001m, g/l đối với nớc dùng cho giải trí và nuôi trồng thủy sản

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn chất lợng nớc đối với phenol của các nớc

ASEAN và một số khu vực trên thế giới [8]

(mg/l)

Mô tả

Australia Phenol 0,05 Bảo vệ hệ sinh thái dới nớc,

nớc biển và thủy sản Delaware Phenol 0,3 Tiêu chuẩn chất lợng nớc bề

mặt áp dụng ngoài các vùng pha trộn, để bảo vệ hệ sinh thái biển

và nớc ngọt Georgia Phenol 0,3 Tiêu chuẩn nói chung cho t t cả ấ

các loại nớc

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Hawaii Phenol 0,170 Tiêu chuẩn ch tất cả các loại o

nớc Malaysia Phenol 9,9 Bảo vệ hệ sinh thái dới nớc Indonexia Phenol

Nhựa phenol

0,001 0,002

Hải sản và nuôi trồng thủy sản Tiêu chuẩn chất lợng nớc biển Philippin Phenol 0,01 Sử dụng cho nớc biển, nớc ven

bờ, thủy sản và nớc tiêu khiển Thaí Lan Phenol 0,03 Tiêu chuẩn chất lợng nớc biển

ven bờ để bảo tồn san hô và tài nguyên, và dùng cho nuôi trồng thủy sản

Việt Nam Các hợp chất

phenol

0,001 Tiêu chuẩn chất lợng nớc ven

bờ, bãi tắm, giải trí và dùng cho nuôi trồng thuỷ sản

ASEAN-Canada Phenol 0,12 Tiêu chuẩn để bảo vệ hệ sinh

thái dới nớc ASEAN-Canada Phenol 0,03 Tiêu chuẩn bảo vệ sức khỏe con

ngời và hoạt động giải trí

Từ bảng 1.6 nhận thấy, tiêu chuẩn chất lợng nớc mặt và nớc biển dành cho phenol nằm trong khoảng từ 0,001 mg/l đến 9,9 mg/l Giới hạn cho phép của phenol đối với nớc biển ven bờ của Việt Nam và Indonexia thấp nhất trong khi đó tại Malaysia giá trị này là 9,9mg/l Vì vậy, trong chơng trình hợp tác nghiên cứu ASEAN - Canada, các nớc ASEAN đã cùng nhau đề xuất tiêu chuẩn để bảo vệ hệ sinh thái dới nớc đối với phenol là 0,12mg/l

Chuơng Các phơng pháp phân tích phenol 2

2.1 Giới thiệu chung

Các kỹ thuật quan trọng nhất cho việc phân tích phenol là sắc ký khí sử dụng detector FID và sắc ký lỏng cao áp sử dụng detector tử ngoại.Việc xác

định phenol bằng GC/FID đã đợc cải tiến bằng phản ứng của phenol với bromua hoặc pentafluoro benzyl bromua và sử dụng đầu đo - ECD [25, 37] Phenol còn đợc xác định bằng phơng pháp sắc ký lỏng khi phản ứng với -pnitrobenzen diazonium tetrafluoroborat để hình thành dẫn xuất azo [26]

Phơng pháp trắc quang xác định phenol dựa trên nguyên tắc phenol phản ứng với 4 amino antipyrine và- K3[Fe(CN)6] tạo thành chất màuantipyrine Giới hạn phát hiện của phơng pháp này đối với các mẫu nớc sau khi chng cất là 1 g/l (Hiệp hội sức khỏe Công cộng Mỹ, 1995) Đối với các àmẫu không khí giới hạn phát hiện là 2 g/m, à 3

Phơng pháp hồng ngoại (IR) để xác định phenol có độ nhạy không cao

và dễ bị ảnh hởng bởi các hợp chất khác nh nớc bay hơi Tuy nhiên phơng pháp này nhanh, có thể đo liên tục và trực tiếp Phơng pháp có thể áp dụng tốt đối các mẫu không khí có nồng độ phenol >1000 g/mà 3, ví dụ trong các quá trình kiểm tra rò rỉ và kiểm tra các hệ thống cảnh báo trong công nghiệp 4] Đồng thời, bộ đọc trực tiếp là ống phát hiện Dragas; tuy nhiên, [2giới hạn phát hiện rất cao (>19000àg/m3)

Trong các mẫu nớc tiểu, phenol có thể đợc xác định bằng phơng pháp sắc ký khí hoặc so màu Giới hạn phát hiện tổng phenol bằng phơng pháp GC/FID trong các mẫu nớc tiểu sau khi axit hóa và chiết bằng dung môi ête là 0,5 àg/l [ 5]3 Phenol tổng số trong nớc tiểu và huyết tơng có thể

đợc xác định bằng phơng pháp GC/MS sau khi thủy phân dẫn xuất với

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

propanoic anhydride với giới hạn phát hiện là 10àg/l [24] Ngoài ra, phenol còn đợc xác định bằng phơng pháp phản ứng với p-nitroaniline sau khi loại chất béo và chiết với dietyl ete, tuy nhiên các phenol khác sẽ ảnh hởng đến phép xác định; hoặc phơng pháp cho phenol phản ứng với amoniac và N-clorosuccinimide trong môi trờng kiềm và chất xúc tác là natri nitroprusside,

phơng pháp này có thể áp dụng để xác định các mẫu có nồng độ phenol từ -3

24 mg/l

2.2 Nguyên lý của một số phơng pháp tiêu biểu

2.2.1 Phơng pháp trắc quang

Các hợp chất phenol phản ứng với 4-AAP tại pH = 7,9 ±0,1 với

K3Fe(CN)6 để hình thành chất màu antip rine Chất màu này đợc giữ trong ydung dịch nớc và đo độ hấp thụ trên máy trắc quang tại bớc sóng 500 nm Phơng pháp có giới hạn phát hiện là khoảng 100àg/l

Để tăng độ nhạy của phép phân tích, ngời ta đã sử dụng phơng pháp chiết trắc quang với chloroform Phenol phản ứng với 4 – ammino antyprine

ở pH 7.9 … 0.1 với K3Fe(CN)6 để hình thành chất màu antypirine có màu vàng Chất màu này đợc chiết bằng dung môi chloroform (CHCl3) và đợc đo trên máy trắc quang ở bớc sóng 460 nm Phơng pháp này dùng để xác định nồng độ phenol từ 1.0 g/l đến 250 g/l với độ nhạy 1à à àg/l [9 ]

2.2.2 Phơng pháp chuẩn độ Iốt

Các hợp chất phenolic phản ứng với dung dịch nớc Brom trong môi trờng axit cùng với KI tạo thành iot có màu nâu Chuẩn độ lợng iot bằng dung dịch Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột Từ lợng Na2S2O3 tiêu tốn ta

sẽ tính đợc nồng độ phenol trong mẫu [9]

Phản ứng xảy ra nh sau:

C6H5OH+ Br2  (C6H4Br)OH + HBr

Br2 (d) + KI  KBr + I2

I2 2+ Na2S2O3Na2S4O6+ 2NaI

2.2.3 Phơng pháp sắc ký

Phơng pháp sắc ký lỏng – lỏng hay sắc ký khí với detector FID dùng

để xác định từng đơn chất của phenol nhng chi phí tốn kém chất chuẩn, thiết (

bị và các hoá chất tinh khiết)

Giới hạn phát hiện bằng phơng pháp sắc ký khí đối với mẫu khí đợc cho trong bảng 2.1 Đối với mẫu nớc sử dụng đầu đo ECD sau khi , cho phenol phản ứng với pentafluoro benzyl bromua, giới hạn phát hiện - của phơng pháp xấp xỉ 0,2àg/l [37]

Phơng pháp GC/MS phân tích phenol có độ nhạy cao hơn so với phơng pháp GC/FID Giới hạn phát hiện của các phơng pháp này là xấp xỉ 1mg phenol/kg (trọng lợng ớt) đối với các mẫu trầm tích và đất; và 10àg/l

đối với các mẫu nớc 37 [ ]

Bảng 2.1 Các phơng pháp xác định phenol trong không khí

Phơng pháp lấy mẫu

Thể tích không khí (l)

Xử lý sơ bộ trớc khi phân tích

Phơng pháp phân tích

Giới hạn phát hiện (àg/m 3 )

Hấp thụ trong chai rửa với

dung dịch NaOH; tốc độ

hấp thụ 1 lít/phút

Hấp thụ với dung dịch

NaOH; tốc độ hấp thụ 20

Hấp thụ với dung dịch

NaOH; tốc độ hấp thụ 28

lít/phút

1000 Axít hóa và

chng cất

Trắc quang 2

Phân tích phenol tổng số trong nớc và nớc thải bằng phơng pháp so màu

Hấp thụ trong chai rửa với

HPLC/Detector UV

0,2

Hấp thụ trong dung dịch

Na2CO3 với tốc độ hấp thụ

Hấp thụ với dung dịch

NaOH; tốc độ hấp thụ 28

= 275nm

50

Chơng chọn và kiểm chuẩn phơng pháp 3 trắc quang phân tích phenol trong nớc

Theo Panggabean và Samusi (1999), để xác định phenol trong nớc biển

có hai phơng pháp: trắc quang với 4 amino antipyrine và sắc ký lỏng- cao

áp Trong điều kiện phòng thí nghiệ Hoá Môi trờng m của Viện Tài nguyên

và Môi trờng Biển, chúng tôi không có hệ thống sắc ký lỏng cao áp Tuy nhiên, chúng tôi có hệ thống quang phổ tử ngoại khả kiến hai chùm tia (UV-VIS) là một thiết bị có độ nhạy cao, phù hợp cho nghiên cứu chuyên sâu, do

đó tác giả đã lựa chọn phơng pháp trắc quang Phơng pháp trắc quang để xác định phenol trong nớc có u điểm là độ nhạy cao, sử dụng các hóa chất

và thiết bị thông thờng, chi phí thấp so với phơng pháp sắc ký Phơng pháp này đang đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới để xác định tổng phenol trong nớc biển và nớc thải Phơng pháp đã đợc tiêu chuẩn hóa trong các t liệu quốc gia và quốc tế nh Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (2002) hay HACH Water Analysis Handbook (HACH Company, 1992)

3.1 Nguyên lý của phơng pháp

Phenol phản ứng với 4 – ammino antipyrine (AAP) ở pH 7 9 , ± 0,1 cùng với Kali Ferixyanua (K3Fe(CN)6) tạo thành ant yrine có màu vàng Chất màu ipnày đợc chiết bằng dung môi CHCl3và đo độ hấp hụ ở bớc sóng 460 nm tPhơng pháp dùng để xác định nồng độ phenol từ 1 0 g/l đến 250 g/l với , à à

độ nhạy 1 àg/l

Phơng pháp phân tích phenol với 4 AAP có độ nhạy cao, có thể ứng - dụng phân tích các mẫu nớc có chứa dới 1 mg/l do chất màu đợc cô đặc trong dung môi hữu cơ Vì các hợp chất khác nhau của phenol đều phản ứng