اختبار MBAS: قياس المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية باستخدام أزرق الميثيلين

يقيس اختبار MBAS المواد التي تتفاعل مع أزرق الميثيلين ضمن إجراء استخلاص محدد. تستخدمه المختبرات لتقدير المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية في الماء. وهو ينتج قياسًا لمجموعة من المواد، وليس تحديدًا لكل جزيء منظف موجود في العينة.

يهم هذا التمييز عندما يذكر التقرير "المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية على هيئة MBAS". يمكن للنتيجة أن تدعم مقارنة عمليات المعالجة دون تحديد نوع المادة الخافضة للتوتر السطحي الموجودة. كما يمكن أن تتغير النتيجة بسبب تغير مصفوفة العينة، حتى عندما لا يتغير تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي المستهدفة.

ما الذي تقيسه الإشارة الزرقاء

يعني MBAS المواد الفعالة بأزرق الميثيلين. أزرق الميثيلين صبغة موجبة الشحنة. ترتبط المواد المناسبة سالبة الشحنة بها لتكوين أزواج أيونية يمكنها الانتقال إلى مذيب عضوي. يقيس المختبر اللون الأزرق في ذلك المذيب بدلًا من مجرد قراءة لون الماء الأصلي.

يوضح وصف طريقة EPA 425.1 التاريخية مبدأ الاستخلاص هذا ويذكر صراحة أن الاختبار لا يستطيع التمييز بين أنواع المواد الخافضة للتوتر السطحي المرتبطة والمتماكبات. يشمل نطاقها مياه الشرب والمياه السطحية والمخلفات المنزلية والصناعية، لكنه يستثني المياه المالحة. تنتمي بيانات النطاق هذه إلى تلك الطريقة؛ ولا ينبغي نقلها تلقائيًا إلى كل اختبار تجاري للمواد الخافضة للتوتر السطحي.

تعتمد النتيجة على مادة المعايرة. إذا عاير المختبر مقابل ألكيل بنزين سلفونات خطي، أو LAS، فإن "mg/L as LAS" يعبر عن الاستجابة المرصودة على مقياس ذلك المرجع. ولا يثبت ذلك أن كل المادة المستجيبة هي LAS. اطلب مادة المعايرة وأساس الإبلاغ عند مقارنة نتائج من مختبرات مختلفة.

أي طريقة ينبغي للمختبر الاستشهاد بها؟

بالنسبة لاختبارات قانون المياه النظيفة في الولايات المتحدة، يسرد جدول طرق 40 CFR 136.3 الحالي Standard Methods 5540 C-2021 و ASTM D2330-20 للمواد الخافضة للتوتر السطحي بواسطة القياس اللوني بأزرق الميثيلين. تحقق من التصريح المعمول به ونطاق المختبر قبل تكليف تحليل الامتثال.

تبقى EPA 425.1 مفيدة كوثيقة تاريخية، لكن بيان الاعتماد القديم لها ليس بديلًا عن التحقق من الجدول الحالي. عبارة "طريقة MBAS" وحدها هي مرجع غير مكتمل للطريقة: أدرج رقم الطريقة ومراجعتها في التقرير.

كما يجب التمييز بين MBAS واختبارات المواد الخافضة للتوتر السطحي اللونية الأخرى. على سبيل المثال، تحدد Hach الطريقة 8028 كطريقة البنفسجي البلوري. لا تجعل أنواع العينات أو وحدات الإبلاغ المتشابهة كيميائيتي استخلاص متكافئتين.

سير عمل الاختبار: أين يدخل كل قرار

يصف ملخص مؤشر الطرق البيئية الوطني لطريقة 5540 C ثلاث عمليات استخلاص بالكلوروفورم من تحضير مائي حمضي، وغسلًا مائيًا عكسيًا، وقياسًا عند 652 nm. يشرح سير العمل التالي الغرض من تلك العمليات. يجب أن تأتي كميات الكواشف ومعايير القبول من الإجراء المضبوط الخاص بالمختبر.

الرقم النهائي لا يمكن تفسيره إلا بقدر جودة هذه السجلات. يثبت منحنى المعايرة المستقر استجابة الجهاز للمعايير. لكنه لا يثبت بمفرده أن مياه الصرف الصناعية تتصرف مثل تلك المعايير.

يمكن أن تزيد التداخلات النتيجة أو تقللها

التداخل كيميائي وكذلك بصري. قد تحمل مواد إضافية الصبغة إلى المستخلص، بينما تمنع مواد أخرى المادة المستهدفة من القيام بذلك. تحدد مناقشة طريقة EPA عدة مجموعات عضوية وأيونات غير عضوية مستجيبة. كما يصف ملخص NEMI الكاتيونات المنافسة وامتزاز الجسيمات.

يأتي مثال مفيد بشكل خاص من دراسة USGS لإجراء MBAS الأقدم الخاص بها. أنتجت عينات ضبط الجودة التي تحتوي على نترات ولكن لا تحتوي على MBAS آخر استجابة موجبة. أكد الباحثون تداخل النترات والكلوريد وقدموا طريقة تتضمن خطوة غسل بالمذيب. وحذروا من أن الارتباط الظاهري بين MBAS والنترات قد يعكس التداخل التحليلي نفسه.

هذه نتيجة تاريخية خاصة بإجراء معين، وليست دليلًا على أن كل نتيجة MBAS حالية متحيزة. الدرس العملي هو السؤال عما إذا كان الارتباط قد ينشأ داخل الاختبار التحليلي قبل تفسيره على أنه عملية بيئية.

تعامل مع العينات باعتبارها جزءًا من القياس

تتركز المواد الخافضة للتوتر السطحي عند الأسطح البينية. تحذر إرشادات NEMI من أن الرغوة قد تستنزف السائل الموجود أسفلها وأن امتزاز جدران الحاوية قد يكون مهمًا عند التراكيز المنخفضة. لا تزل الرغوة وتفترض أن السائل المتبقي يعادل العينة المجموعة.

بالنسبة للسياق التنظيمي الأمريكي المذكور، يحدد الجدول II من 40 CFR 136.3 تبريد عينات المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى 6 °C أو أقل ومدة حفظ قصوى تبلغ 48 ساعة، مع مراعاة الحواشي الخاصة به. جهّز الزجاجات والنقل واستلام المختبر قبل أخذ العينات. لا يمكن لاستخلاص منفذ بشكل صحيح إعادة بناء المادة التي فقدت أثناء الجمع أو التخزين.

اقرأ ضوابط الجودة قبل استخدام الرقم

تحدد أحكام ضبط الجودة في 40 CFR 136.7 ضوابط مثل العينات الفارغة، وفحوص المعايرة، وعينات ضبط المختبر، وإضافات المصفوفة، والعينات المكررة. تختلف أدوارها. تتحقق العينة الفارغة من التلوث؛ وتسأل إضافة المصفوفة عما إذا كان يمكن استرجاع المادة المرجعية المضافة من تلك العينة؛ بينما تقيّم العينة المكررة قابلية التكرار.

خذ مقارنة عملية توضيحية: مدخل يبلغ 1.0 mg/L as LAS ومخرج يبلغ 0.2 mg/L as LAS. تعطي الحسابات انخفاضًا بنسبة 80% في تركيز MBAS المبلغ عنه. قبل اعتبار ذلك إزالة بنسبة 80% للمادة الخافضة للتوتر السطحي، تحقق من أن العينات تمثل ظروف تشغيل قابلة للمقارنة، وتستخدم أساس الإبلاغ نفسه، ولديها ضوابط مقبولة. كما أن انخفاض التركيز لا يثبت انخفاضًا بنسبة 80% في التصريف الكتلي إذا تغير تدفق المياه.

تعني النتيجة الأقل من حد الإبلاغ أن المختبر لا يستطيع تحديد كمية MBAS بشكل موثوق تحت ذلك المستوى المحدد. ولا تثبت أن العينة لا تحتوي على مواد خافضة للتوتر السطحي أو أنها تستوفي كل متطلبات جودة المياه.

لاختيار الطريقة، ابدأ بـ دليل أزرق الميثيلين في الاختبارات التحليلية. لتحضير المختبر، استخدم إرشادات التعامل مع المواد الكيميائية وسلامة المختبر والتخلص منها. اطلب طريقة تحليل خاصة بنوع محدد عندما يتطلب القرار تحديد مادة خافضة للتوتر السطحي معينة بدلًا من قياس استجابة صبغية جماعية.