MBAS-analyse af anioniske tensider

En MBAS-analyse måler stoffer, der interagerer med methylenblåt under en fastlagt ekstraktionsprocedure. Laboratorier bruger den til at estimere indholdet af anioniske tensider i vand. Den giver en samlet måling af en stofgruppe, ikke en identifikation af hvert vaskemiddelmolekyle i prøven.

Denne skelnen er vigtig, når en rapport angiver ”anioniske tensider som MBAS”. Et resultat kan understøtte en sammenligning af rensningsprocesser uden at fastslå, hvilket tensid der er til stede. Det kan også ændre sig, fordi prøvematricen har ændret sig, selv om koncentrationen af det tensid, man ønsker at måle, er uændret.

Hvad det blå signal måler

MBAS betyder methylenblåtaktive stoffer. Methylenblåt er et positivt ladet farvestof. Egnede negativt ladede stoffer binder sig til det og danner ionpar, der kan overføres til et organisk opløsningsmiddel. Laboratoriet måler den blå farve i dette opløsningsmiddel frem for blot at aflæse farven i det oprindelige vand.

Den historiske beskrivelse af EPA-metode 425.1 forklarer dette ekstraktionsprincip og angiver udtrykkeligt, at analysen ikke kan skelne mellem beslægtede tensidtyper og isomerer. Metodens anvendelsesområde omfatter drikkevand, overfladevand samt husholdnings- og industrispildevand, men ikke saltholdigt vand. Disse angivelser af anvendelsesområdet gælder for den pågældende metode; de bør ikke automatisk overføres til enhver kommerciel tensidanalyse.

Resultatet afhænger af kalibreringsmaterialet. Hvis laboratoriet kalibrerer mod lineært alkylbenzensulfonat, eller LAS, udtrykker ”mg/L som LAS” den observerede respons på denne referenceskala. Det beviser ikke, at alt materiale, der giver respons, er LAS. Bed om oplysninger om kalibreringsstof og rapporteringsgrundlag, når du sammenligner resultater fra forskellige laboratorier.

Hvilken metode bør et laboratorium henvise til?

Ved analyser under den amerikanske Clean Water Act angiver den aktuelle metodetabel i 40 CFR 136.3 Standard Methods 5540 C-2021 og ASTM D2330-20 til bestemmelse af tensider ved kolorimetri med methylenblåt. Kontrollér den gældende tilladelse og laboratoriets dækningsområde, før du bestiller en analyse til dokumentation af overholdelse af myndighedskrav.

EPA 425.1 er fortsat nyttig som historisk dokumentation, men dens gamle angivelse af godkendelse kan ikke erstatte en kontrol af den aktuelle tabel. ”MBAS-metode” alene er en ufuldstændig metodehenvisning: medtag metodenummer og revision i rapporten.

Skeln også mellem MBAS og andre kolorimetriske tensidanalyser. For eksempel angiver Hach, at metode 8028 er en krystalvioletmetode. Lignende prøvetyper eller rapporteringsenheder gør ikke to forskellige ekstraktionskemier indbyrdes udskiftelige.

Analyseforløb: hvor de enkelte beslutninger indgår

National Environmental Methods Index' oversigt over 5540 C beskriver tre chloroformekstraktioner fra en sur vandig prøveopløsning, vask med en vandig fase og måling ved 652 nm. Følgende forløb forklarer formålet med disse trin. Reagensmængder og acceptkriterier skal hentes fra laboratoriets styrede procedure.

Trin	Hvad der sker	Hvad der skal registreres eller kontrolleres
1. Definér prøven	Vælg prøvetagningssted og den nødvendige prøvefraktion.	Vandtype, prøvetagningstidspunkt, synlige faste stoffer og eventuel forbehandling.
2. Fastlæg referencen	Klargør de foreskrevne standarder og blindprøver.	Kalibreringsstoffets identitet, koncentrationsgrundlag og arbejdsområde.
3. Ekstrahér ionparrene	Bring den klargjorte prøve i kontakt med methylenblåt og chloroform gennem den foreskrevne ekstraktionssekvens.	Korrekt opsamling af fasen og eventuelle vanskeligheder ved faseseparation.
4. Vask og mål	Vask ekstraktet med en vandig fase, og aflæs dets absorbans ved den angivne bølgelængde.	Fuldstændig vask, den optiske kuvettens tilstand og instrumentrespons.
5. Vurdér resultatets gyldighed	Anvend kalibrerings- og fortyndingsberegninger, og vurder derefter kvalitetskontrollerne.	Rapporteringsgrænse, enheder, fortyndingsfaktor og forbehold vedrørende matricen.

Det endelige tal kan kun fortolkes så godt, som disse registreringer tillader. En velfungerende kalibreringskurve fastlægger instrumentets respons på standarder. Den fastslår ikke i sig selv, at et industrispildevand opfører sig som disse standarder.

Interferenser kan øge eller reducere resultatet

Interferensen er både kemisk og optisk. Andre stoffer kan føre farvestof over i ekstraktet, mens nogle forhindrer det stof, man ønsker at måle, i at gøre det. EPA's gennemgang af metoden identificerer flere organiske grupper og uorganiske ioner, der giver respons. NEMI-oversigten beskriver også konkurrerende kationer og adsorption på partikler.

Interferens eller forhold	Mulig effekt	Kontrol ved fortolkning
Andre ekstraherbare, methylenblåtaktive forbindelser	Yderligere signal, der tilskrives tensider	Undgå at tilskrive hele responsen en navngiven bestanddel.
Nitrat eller chlorid	Positiv systematisk afvigelse i følsomme procedurer	Kontrollér matricens sammensætning og den foreskrevne vask.
Kationiske tensider eller aminer	Reduceret respons gennem konkurrerende ionpardannelse	Undersøg blandede formuleringer og dårlig genfinding af tilsat standard.
Suspenderede partikler	Reduceret respons i vandfasen gennem adsorption	Dokumentér, om faste stoffer var til stede eller blev fjernet.
Skum eller adsorption på beholderen	En delprøve repræsenterer ikke længere den oprindelige samlede prøve	Gennemgå prøvetagning, blanding og udtagning af delprøver.

Et særligt nyttigt eksempel kommer fra en USGS-undersøgelse af organisationens tidligere MBAS-procedure. Kvalitetskontrolprøver, der indeholdt nitrat, men ingen andre MBAS, gav en positiv respons. Forskerne bekræftede interferens fra nitrat og chlorid og indførte en metode med et trin til vask af opløsningsmidlet. De advarede om, at en tilsyneladende korrelation mellem MBAS og nitrat kunne afspejle selve den analytiske interferens.

Dette er et historisk, procedurespecifikt fund, ikke dokumentation for, at alle nutidige MBAS-resultater er systematisk afvigende. Den praktiske lære er at spørge, om en korrelation kan opstå i selve analysen, før man forklarer den som en miljøproces.

Håndtér prøver som en del af målingen

Tensider koncentreres ved grænseflader. NEMI-vejledningen advarer om, at skum kan mindske indholdet af tensider i den underliggende væske, og at adsorption på beholdervægge kan have betydning ved lave koncentrationer. Fjern ikke skum fra overfladen og antag, at den resterende væske svarer til den indsamlede prøve.

I den nævnte amerikanske myndighedskontekst foreskriver tabel II i 40 CFR 136.3, at tensidprøver nedkøles til 6 °C eller derunder, og en maksimal opbevaringstid på 48 timer, med forbehold for tabellens fodnoter. Planlæg flasker, transport og modtagelse på laboratoriet før prøvetagning. En korrekt udført ekstraktion kan ikke genskabe materiale, der er gået tabt under prøvetagning eller opbevaring.

Gennemgå kvalitetskontrollerne, før du bruger tallet

Bestemmelserne om kvalitetskontrol i 40 CFR 136.7 angiver kontroller som blindprøver, kalibreringskontroller, laboratoriekontrolprøver, matrixprøver tilsat standard og dobbeltprøver. De har forskellige funktioner. En blindprøve kontrollerer for kontaminering; en matrixprøve tilsat standard undersøger, om tilsat referencemateriale kan genfindes i den pågældende prøve; en dobbeltprøve vurderer repeterbarheden.

Betragt en illustrativ processammenligning: Ved indløbet rapporteres 1.0 mg/L som LAS og ved udløbet 0.2 mg/L som LAS. Beregningen giver et fald på 80% i den rapporterede MBAS-koncentration. Før du kalder det 80% fjernelse af tensider, skal du kontrollere, at prøverne repræsenterer sammenlignelige procesforhold, anvender samme rapporteringsgrundlag og har acceptable kontroller. Et fald i koncentrationen dokumenterer heller ikke en reduktion på 80% i den udledte masse, hvis vandgennemstrømningen har ændret sig.

Et resultat under rapporteringsgrænsen betyder, at laboratoriet ikke pålideligt kan kvantificere MBAS under det angivne niveau. Det fastslår ikke, at prøven ikke indeholder tensider, eller at den opfylder alle krav til vandkvalitet.

Ved metodevalg kan du starte med vejledningen til methylenblåt i analytiske undersøgelser. Til laboratorieforberedelse kan du bruge den relevante vejledning om kemikaliehåndtering og laboratoriesikkerhed. Bed om en stofspecifik analysemetode, når beslutningen kræver identifikation af et bestemt tensid frem for måling af en samlet farvestofrespons.