Έλεγχος MBAS για ανιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες

Ο έλεγχος MBAS μετρά ουσίες που αλληλεπιδρούν με το κυανό του μεθυλενίου υπό μια καθορισμένη διαδικασία εκχύλισης. Τα εργαστήρια τον χρησιμοποιούν για την εκτίμηση των ανιονικών επιφανειοδραστικών ουσιών στο νερό. Παρέχει μια συλλογική μέτρηση, όχι ταυτοποίηση κάθε μορίου απορρυπαντικού στο δείγμα.

Αυτή η διάκριση έχει σημασία όταν μια έκθεση αναφέρει «ανιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες ως MBAS». Ένα αποτέλεσμα μπορεί να υποστηρίξει τη σύγκριση διεργασιών επεξεργασίας χωρίς να τεκμηριώνει ποια επιφανειοδραστική ουσία είναι παρούσα. Μπορεί επίσης να μεταβληθεί επειδή άλλαξε η μήτρα του δείγματος, ακόμη και όταν η συγκέντρωση της επιφανειοδραστικής ουσίας-στόχου παρέμεινε σταθερή.

Τι μετρά το μπλε σήμα

MBAS σημαίνει ουσίες ενεργές ως προς το κυανό του μεθυλενίου. Το κυανό του μεθυλενίου είναι μια θετικά φορτισμένη χρωστική. Κατάλληλες αρνητικά φορτισμένες ουσίες συνδέονται μαζί του σχηματίζοντας ζεύγη ιόντων που μπορούν να περάσουν σε έναν οργανικό διαλύτη. Το εργαστήριο μετρά το μπλε χρώμα σε αυτόν τον διαλύτη, αντί να μετρά απλώς το χρώμα του αρχικού νερού.

Η ιστορική περιγραφή της μεθόδου EPA 425.1 εξηγεί αυτή την αρχή εκχύλισης και δηλώνει ρητά ότι η ανάλυση δεν μπορεί να διακρίνει συγγενείς τύπους επιφανειοδραστικών ουσιών και ισομερή. Το πεδίο εφαρμογής της περιλαμβάνει το πόσιμο νερό, τα επιφανειακά ύδατα και τα οικιακά και βιομηχανικά απόβλητα, αλλά εξαιρεί τα αλατούχα ύδατα. Αυτές οι δηλώσεις για το πεδίο εφαρμογής αφορούν τη συγκεκριμένη μέθοδο· δεν πρέπει να μεταφέρονται αυτόματα σε κάθε εμπορικό έλεγχο επιφανειοδραστικών ουσιών.

Το αποτέλεσμα εξαρτάται από το υλικό βαθμονόμησης. Αν το εργαστήριο χρησιμοποιεί για τη βαθμονόμηση γραμμικό αλκυλοβενζολοσουλφονικό άλας, ή LAS, η ένδειξη «mg/L ως LAS» εκφράζει την παρατηρούμενη απόκριση σε αυτή την κλίμακα αναφοράς. Δεν αποδεικνύει ότι όλο το υλικό που δίνει απόκριση είναι LAS. Ζητάτε να γνωρίζετε το υλικό βαθμονόμησης και τη βάση αναφοράς κάθε φορά που συγκρίνετε αποτελέσματα από διαφορετικά εργαστήρια.

Ποια μέθοδο πρέπει να αναφέρει ένα εργαστήριο;

Για ελέγχους βάσει του νόμου Clean Water Act των Ηνωμένων Πολιτειών, ο ισχύων πίνακας μεθόδων του 40 CFR 136.3 παραθέτει τις Standard Methods 5540 C-2021 και ASTM D2330-20 για επιφανειοδραστικές ουσίες με χρωματομετρία κυανού του μεθυλενίου. Επαληθεύστε την ισχύουσα άδεια και το πεδίο εφαρμογής του εργαστηρίου πριν αναθέσετε ανάλυση για έλεγχο συμμόρφωσης.

Η EPA 425.1 παραμένει χρήσιμη ως ιστορική τεκμηρίωση, αλλά η παλαιά δήλωση έγκρισής της δεν υποκαθιστά τον έλεγχο του ισχύοντος πίνακα. Η αναφορά «μέθοδος MBAS» από μόνη της είναι ελλιπής: συμπεριλάβετε στην έκθεση τον αριθμό και την αναθεώρηση της μεθόδου.

Διακρίνετε επίσης την MBAS από άλλες χρωματομετρικές αναλύσεις επιφανειοδραστικών ουσιών. Για παράδειγμα, η Hach χαρακτηρίζει τη μέθοδο 8028 ως μέθοδο με κρυσταλλικό ιώδες. Οι παρόμοιοι τύποι δειγμάτων ή οι μονάδες αναφοράς δεν καθιστούν εναλλάξιμες δύο διαφορετικές χημικές διεργασίες εκχύλισης.

Διαδικασία ανάλυσης: πού υπεισέρχεται κάθε απόφαση

Η σύνοψη της 5540 C στο National Environmental Methods Index περιγράφει τρεις εκχυλίσεις με χλωροφόρμιο από όξινο υδατικό παρασκεύασμα, πλύση του εκχυλίσματος με υδατική φάση και μέτρηση στα 652 nm. Η παρακάτω διαδικασία εξηγεί τον σκοπό αυτών των εργασιών. Οι ποσότητες αντιδραστηρίων και τα κριτήρια αποδοχής πρέπει να προέρχονται από την ελεγχόμενη διαδικασία του εργαστηρίου.

Στάδιο	Τι συμβαίνει	Τι πρέπει να καταγραφεί ή να ελεγχθεί
1. Καθορισμός του δείγματος	Επιλέγονται το σημείο δειγματοληψίας και το απαιτούμενο κλάσμα του δείγματος.	Τύπος νερού, χρόνος συλλογής, ορατά στερεά και τυχόν προεπεξεργασία.
2. Καθορισμός της αναφοράς	Παρασκευάζονται τα προβλεπόμενα πρότυπα και τυφλά δείγματα.	Ταυτότητα υλικού βαθμονόμησης, βάση έκφρασης της συγκέντρωσης και εύρος εργασίας.
3. Εκχύλιση των ζευγών ιόντων	Το προετοιμασμένο δείγμα έρχεται σε επαφή με κυανό του μεθυλενίου και χλωροφόρμιο μέσω της προβλεπόμενης ακολουθίας εκχύλισης.	Ορθή ανάκτηση της φάσης και τυχόν δυσκολία διαχωρισμού.
4. Πλύση και μέτρηση	Το εκχύλισμα πλένεται με υδατική φάση και μετράται η απορρόφησή του στο καθορισμένο μήκος κύματος.	Πλήρης πλύση, κατάσταση της οπτικής κυψελίδας και απόκριση του οργάνου.
5. Αξιολόγηση του αποτελέσματος	Εφαρμόζονται οι υπολογισμοί βαθμονόμησης και αραίωσης και κατόπιν αξιολογούνται οι έλεγχοι ποιότητας.	Όριο αναφοράς, μονάδες, συντελεστής αραίωσης και επιφυλάξεις λόγω της μήτρας.

Η δυνατότητα ερμηνείας της τελικής τιμής εξαρτάται από αυτές τις καταγραφές. Μια καμπύλη βαθμονόμησης με καλή συμπεριφορά τεκμηριώνει την απόκριση του οργάνου στα πρότυπα. Δεν τεκμηριώνει, από μόνη της, ότι ένα βιομηχανικό απόβλητο συμπεριφέρεται όπως αυτά τα πρότυπα.

Οι παρεμβολές μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν το αποτέλεσμα

Η παρεμβολή είναι τόσο χημική όσο και οπτική. Πρόσθετες ουσίες μπορεί να μεταφέρουν χρωστική στο εκχύλισμα, ενώ άλλες εμποδίζουν την ουσία-στόχο να το κάνει. Η ανάλυση της μεθόδου από την EPA προσδιορίζει αρκετές οργανικές ομάδες και ανόργανα ιόντα που δίνουν απόκριση. Η σύνοψη του NEMI περιγράφει επίσης ανταγωνιστικά κατιόντα και προσρόφηση σε σωματίδια.

Παρεμβολή ή συνθήκη	Πιθανή επίδραση	Έλεγχος για την ερμηνεία
Άλλες εκχυλίσιμες ενώσεις ενεργές ως προς το κυανό του μεθυλενίου	Πρόσθετο σήμα που αποδίδεται σε επιφανειοδραστική ουσία	Αποφύγετε να αποδώσετε ολόκληρη την απόκριση σε ένα συγκεκριμένο συστατικό.
Νιτρικά ή χλωριούχα ιόντα	Θετική μεροληψία σε διαδικασίες που είναι ευάλωτες σε αυτή την παρεμβολή	Ελέγξτε τη σύσταση της μήτρας και την προβλεπόμενη πλύση.
Κατιονικές επιφανειοδραστικές ουσίες ή αμίνες	Μειωμένη απόκριση μέσω ανταγωνιστικού σχηματισμού ζευγών ιόντων	Διερευνήστε τα μικτά σκευάσματα και τη χαμηλή ανάκτηση του προστιθέμενου υλικού αναφοράς.
Αιωρούμενα σωματίδια	Μειωμένη απόκριση της υδατικής φάσης λόγω προσρόφησης	Καταγράψτε αν υπήρχαν στερεά ή αν αφαιρέθηκαν.
Αφρός ή προσρόφηση στο δοχείο	Ένα υποδείγμα δεν αντιπροσωπεύει πλέον το αρχικό συνολικό δείγμα	Επανεξετάστε τη συλλογή, την ανάμιξη και τη λήψη υποδειγμάτων.

Ένα ιδιαίτερα χρήσιμο παράδειγμα προέρχεται από μια έρευνα της USGS για την παλαιότερη διαδικασία MBAS που χρησιμοποιούσε. Δείγματα ελέγχου ποιότητας που περιείχαν νιτρικά ιόντα αλλά καμία άλλη ουσία MBAS έδωσαν θετική απόκριση. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την παρεμβολή από νιτρικά και χλωριούχα ιόντα και εισήγαγαν μια μέθοδο με στάδιο πλύσης του διαλύτη. Προειδοποίησαν ότι μια φαινομενική συσχέτιση μεταξύ MBAS και νιτρικών θα μπορούσε να οφείλεται στην ίδια την αναλυτική παρεμβολή.

Πρόκειται για ιστορικό εύρημα που αφορά συγκεκριμένη διαδικασία, όχι για απόδειξη ότι κάθε σημερινό αποτέλεσμα MBAS παρουσιάζει μεροληψία. Το πρακτικό δίδαγμα είναι να εξετάζετε αν μια συσχέτιση θα μπορούσε να προέρχεται από την ίδια την ανάλυση πριν την ερμηνεύσετε ως περιβαλλοντική διεργασία.

Ο χειρισμός των δειγμάτων είναι μέρος της μέτρησης

Οι επιφανειοδραστικές ουσίες συγκεντρώνονται στις διεπιφάνειες. Οι οδηγίες του NEMI προειδοποιούν ότι ο αφρός μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωσή τους στο υποκείμενο υγρό και ότι η προσρόφηση στα τοιχώματα του δοχείου μπορεί να είναι σημαντική σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Μην αφαιρείτε τον αφρό θεωρώντας ότι το υγρό που απομένει είναι ισοδύναμο με το δείγμα που συλλέχθηκε.

Για το αναφερόμενο κανονιστικό πλαίσιο των Ηνωμένων Πολιτειών, ο Πίνακας II του 40 CFR 136.3 ορίζει ψύξη των δειγμάτων επιφανειοδραστικών ουσιών στους 6 °C ή χαμηλότερα και μέγιστο χρόνο διατήρησης 48 ωρών, υπό τις προϋποθέσεις των υποσημειώσεών του. Οργανώστε τις φιάλες, τη μεταφορά και την παραλαβή από το εργαστήριο πριν από τη δειγματοληψία. Μια σωστά εκτελεσμένη εκχύλιση δεν μπορεί να ανακτήσει υλικό που χάθηκε κατά τη συλλογή ή την αποθήκευση.

Εξετάστε τους ελέγχους ποιότητας πριν χρησιμοποιήσετε την τιμή

Οι διατάξεις ελέγχου ποιότητας του 40 CFR 136.7 προσδιορίζουν ελέγχους όπως τυφλά δείγματα, ελέγχους βαθμονόμησης, εργαστηριακά δείγματα ελέγχου, εμβολιασμένα δείγματα μήτρας και διπλά δείγματα. Οι ρόλοι τους διαφέρουν. Ένα τυφλό δείγμα ελέγχει την επιμόλυνση· ένα εμβολιασμένο δείγμα μήτρας εξετάζει αν μπορεί να ανακτηθεί από το συγκεκριμένο δείγμα το προστιθέμενο υλικό αναφοράς· ένα διπλό δείγμα αξιολογεί την επαναληψιμότητα.

Εξετάστε ένα ενδεικτικό παράδειγμα σύγκρισης διεργασίας: στην είσοδο αναφέρεται 1.0 mg/L ως LAS και στην έξοδο 0.2 mg/L ως LAS. Ο υπολογισμός δίνει μείωση 80% στην αναφερόμενη συγκέντρωση MBAS. Πριν την ονομάσετε απομάκρυνση επιφανειοδραστικών ουσιών κατά 80%, ελέγξτε ότι τα δείγματα αντιπροσωπεύουν συγκρίσιμες συνθήκες διεργασίας, χρησιμοποιούν την ίδια βάση αναφοράς και συνοδεύονται από αποδεκτούς ελέγχους ποιότητας. Μια μείωση της συγκέντρωσης επίσης δεν τεκμηριώνει μείωση 80% της απορριπτόμενης μάζας αν άλλαξε η παροχή του νερού.

Ένα αποτέλεσμα κάτω από το όριο αναφοράς σημαίνει ότι το εργαστήριο δεν μπορεί να ποσοτικοποιήσει αξιόπιστα τις MBAS κάτω από αυτό το δηλωμένο επίπεδο. Δεν τεκμηριώνει ότι το δείγμα δεν περιέχει επιφανειοδραστικές ουσίες ή ότι πληροί κάθε απαίτηση ποιότητας νερού.

Για την επιλογή μεθόδου, ξεκινήστε από τον οδηγό για το κυανό του μεθυλενίου στις αναλυτικές δοκιμές. Για την προετοιμασία στο εργαστήριο, χρησιμοποιήστε τις σχετικές οδηγίες χειρισμού χημικών και εργαστηριακής ασφάλειας. Ζητήστε αναλυτική μέθοδο ειδική για τη συγκεκριμένη χημική ουσία όταν η απόφαση απαιτεί την ταυτοποίηση μιας συγκεκριμένης επιφανειοδραστικής ουσίας και όχι τη μέτρηση μιας συλλογικής απόκρισης στη χρωστική.