硫化物測定のメチレンブルー法

メチレンブルー硫化物法は、硫化物を青色の色素へ変換し、その結果生じる吸光度を測定することで硫化物を測定します。メチレンブルーは分析シグナルを担う反応生成物です。 水にメチレンブルーのボトルを加えることは、この試験ではありません。

難しい点は、多くの場合、その反応が起こるまで試料を代表性のある状態に保つことです。正確な吸光度測定値であっても、採取中に逃散または酸化した硫化物を取り戻すことはできません。また、試料調製によって放出された遊離硫化水素と他の硫黄プールを区別することもできません。

青色を生じさせるものは何か？

EPA Method 376.2では、硫化物は塩化第二鉄の存在下でジメチル-p-フェニレンジアミンと反応し、メチレンブルーを形成します。酸性試薬は色素形成の条件を作ります。その後、装置が生成した溶液による光吸収を測定します。

概念的な反応は次のとおりです。

硫化物 + N,N-ジメチル-p-フェニレンジアミン + Fe(III)、酸性条件下 → メチレンブルー → 吸光度測定。

これは分析上の模式図であり、平衡反応式ではありません。試薬組成と濃度、発色時間、波長、光路長は、選択した方法に従う必要があります。

これらの詳細は互換性がありません。EPA 376.2では625 nmでの測定を指定しています。Hach 8131 procedure documented for its DR/5000 instrumentでは665 nmを使用しています。メチレンブルー吸収に関する文献値は、特定の分析法に属する設定や校正の代替にはなりません。

採取前に硫化物画分を定義する

「硫化水素濃度」という表現は、異なる測定対象を隠している場合があります。水中では、溶存H₂SとHS⁻は酸塩基化学によって関連しています。それらの割合はpHなどの条件によって変化します。試料を酸性化すると、その分布は変化します。後で観察するために元の分布を保存することにはなりません。

EPA 376.2は、指定された水および廃棄物試料中の全硫化物および溶存硫化物を対象としますが、酸不溶性硫化物は除外します。したがって、この方法を使用した報告書における「全量」は、ボトル内のすべての硫黄含有化合物を意味すると解釈してはいけません。硫酸塩は別の分析対象であり、酸不溶性金属硫化物は検出されない可能性があります。

2つの研究室の結果を比較する前に、各手順がどの画分を回収したのかを確認してください。また、報告基準も確認してください。mg/L as sulfurとmg/L as H₂Sは異なる質量表記です。単位、調製方法、分析対象の定義が一致していない数値の一致は、合意を意味しません。

測定を保護するワークフロー

提案された研究室ワークフローを確認するときは、以下の順序を使用してください。表紙の図は反応と光学的読み出しを示しています。この表は、それらに先立つ判断事項を示します。

NEMI summary of Standard Methods 4500-S²⁻ Dでは、最小限の曝気と、即時分析または指定された酢酸亜鉛保存を求めています。また、その全硫化物保存手順ではアルカリ条件と完全に満たしたボトルも使用します。これらの要件は、単なる研究室管理ではなく、試料方法に属するものです。

干渉物質によって試料が誤って低く見える可能性がある

同じStandard Methodsの概要では、青色形成を抑制する還元剤、回収性の低い不溶性硫化物を形成する金属、さらにそれ自体が青色を生成するフェロシアン化物が特定されています。非常に高い硫化物濃度も反応を阻害する可能性があります。

したがって、淡い試験管には複数の可能性があります。硫化物が少ない、分析前に失われた、回収が不完全、または発色が抑制された、などです。暗い試験管には干渉する色が含まれている可能性があります。色や濁度には、方法で指定されたバックグラウンド補正が必要です。任意の水ブランクを差し引くだけでは必ずしも十分ではありません。

有効な確認方法は、既知量の硫化物を代表的な試料に添加し、関連する調製工程をすべて通して測定することです。期待される増加量が回収されない場合、マトリックスまたはワークフローを調査する必要があります。EPA 9030Bの品質管理規定では、マトリックススパイクがブランクや確認用標準とともに、方法全体を通じて処理される理由が示されています。読み取り直前だけに添加されたスパイクでは、それ以前の損失を評価できません。

フィールド例：高温水が整ったプロトコルを崩す

USGS Yellowstone study reported in Open-File Report 2010-1192では、保存された地熱試料について、2つのメチレンブルー法とイオン選択性電極法を比較しました。

電極の結果は一貫して高くなりました。研究者らは、高温試料における酸化とH₂Sの脱ガスを問題として特定しました。試料を加える前に色試薬をあらかじめ混合すると、比色結果はわずかに高くなりましたが、別の問題が発生しました。混合試薬は急速に劣化し、時間管理が精度低下の要因となりました。また、7つの試料にはチオ硫酸塩が含まれており、著者らはそれが比色法による過小評価に関連すると考えました。

これらの地熱水について、著者らは即時のアルカリ性抗酸化安定化後に電極測定を行う方法を選択しました。これは高温水に対する具体的な方法選択の結果であり、すべての電極測定がすべての比色分析より優れていることを示すものではありません。

質問に合わせて方法を選択する

生物学的な区別は重要です。Shen and colleagues' 2011 laboratory and mouse-plasma studyでは、メチレンブルー測定は背景色、感度、調製中に放出される酸不安定性硫黄によって制限されました。彼らのモノブロモビマン/HPLC法では硫化物誘導体を分離し、試験条件下でより低濃度を検出しました。これは分析法の検証作業であり、臨床診断閾値や治療効果の証明ではありません。

校正と類似した名称の試験

試料と同じ反応条件および光学条件を使用し、手順で定義された硫化物標準液に対して校正してください。試料吸光度を濃度に変換する前に、ブランクと確認用標準の結果を確認してください。良好な校正曲線は、その標準液に対する関係を確立します。試料回収率は、その関係がマトリックス内でも維持されるかを示します。

最後に、MBAS testing for anionic surfactantsでは、メチレンブルーを異なる方法で使用します。EPA 425.1では、既存の色素が界面活性物質と結合し、有機相へ抽出されます。硫化物比色法では色素を形成します。どちらの分析手順も水処理の指示ではありません。試薬を選択したり青色を解釈したりする前に、分析対象と反応を特定してください。