Anijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų MBAS tyrimas

MBAS tyrimu matuojamos medžiagos, kurios sąveikauja su metileno mėlynuoju pagal nustatytą ekstrakcijos procedūrą. Laboratorijos jį naudoja anijoninių paviršinio aktyvumo medžiagų kiekiui vandenyje įvertinti. Tai grupinis matavimas, o ne kiekvienos mėginyje esančios ploviklio molekulės identifikavimas.

Šis skirtumas svarbus, kai ataskaitoje nurodoma „anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos, išreikštos kaip MBAS“. Rezultatas gali padėti palyginti valymo procesus, tačiau neatskleisti, kuri paviršinio aktyvumo medžiaga yra mėginyje. Jis taip pat gali pasikeisti pakitus mėginio matricai, net jei tikslinės paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracija nepasikeitė.

Ką matuoja mėlynasis signalas

MBAS reiškia su metileno mėlynuoju reaguojančias medžiagas. Metileno mėlynasis yra teigiamai įkrautas dažiklis. Tinkamos neigiamai įkrautos medžiagos su juo sudaro jonų poras, kurios gali pereiti į organinį tirpiklį. Laboratorija matuoja mėlyną spalvą tame tirpiklyje, o ne tiesiog pradinio vandens spalvą.

Istoriniame EPA metodo 425.1 apraše paaiškinamas šis ekstrakcijos principas ir aiškiai nurodoma, kad tyrimu negalima atskirti giminingų paviršinio aktyvumo medžiagų tipų ir izomerų. Jo taikymo sritis apima geriamąjį vandenį, paviršinį vandenį, buitines ir pramonines nuotekas, tačiau neapima druskingo vandens. Šios taikymo srities nuostatos galioja tam metodui; jų nereikėtų automatiškai taikyti kiekvienam komerciniam paviršinio aktyvumo medžiagų tyrimui.

Rezultatas priklauso nuo kalibravimui naudojamos medžiagos. Jei laboratorija kalibruoja pagal linijinį alkilbenzensulfonatą, arba LAS, išraiška „mg/L kaip LAS“ parodo stebėtą atsaką pagal šią atskaitos skalę. Tai neįrodo, kad visa atsaką sukelianti medžiaga yra LAS. Lygindami skirtingų laboratorijų rezultatus, visada paprašykite nurodyti kalibravimo medžiagą ir rezultatų išraiškos pagrindą.

Kurį metodą turėtų nurodyti laboratorija?

Atliekant tyrimus pagal Jungtinių Valstijų Švaraus vandens įstatymą, galiojančioje 40 CFR 136.3 metodų lentelėje paviršinio aktyvumo medžiagų nustatymui metileno mėlynojo kolorimetrija nurodyti Standard Methods 5540 C-2021 ir ASTM D2330-20. Prieš užsakydami atitikties tyrimą, patikrinkite taikomo leidimo reikalavimus ir laboratorijos veiklos sritį.

EPA 425.1 išlieka naudingas istorinis dokumentas, tačiau jame pateiktas senas patvirtinimo teiginys nepakeičia galiojančios lentelės patikros. Vien „MBAS metodas“ nėra išsami metodo nuoroda: ataskaitoje nurodykite metodo numerį ir redakciją.

Taip pat atskirkite MBAS nuo kitų kolorimetrinių paviršinio aktyvumo medžiagų tyrimų. Pavyzdžiui, Hach nurodo, kad metodas 8028 yra kristalinio violetinio metodas. Panašūs mėginių tipai ar rezultatų vienetai nereiškia, kad dvi skirtingos ekstrakcijos cheminės sistemos gali būti naudojamos pakaitomis.

Tyrimo eiga: kuriame etape priimami sprendimai

National Environmental Methods Index pateiktoje 5540 C santraukoje aprašytos trys ekstrakcijos chloroformu iš paruošto rūgštinio vandeninio mėginio, ekstrakto plovimas vandeniniu tirpalu ir matavimas ties 652 nm. Toliau pateikta eiga paaiškina šių veiksmų paskirtį. Reagentų kiekiai ir priimtinumo kriterijai turi būti nustatyti laboratorijos kontroliuojamoje procedūroje.

Etapas	Kas vyksta	Ką užrašyti ar patikrinti
1. Apibrėžti mėginį	Pasirenkama mėginio ėmimo vieta ir reikiama mėginio frakcija.	Vandens tipą, paėmimo laiką, matomas kietąsias daleles ir bet kokį išankstinį apdorojimą.
2. Nustatyti atskaitą	Paruošiami nurodyti standartai ir tuštieji mėginiai.	Kalibravimo medžiagos tapatybę, koncentracijos išraiškos pagrindą ir darbinį intervalą.
3. Ekstrahuoti jonų poras	Paruoštas mėginys kontaktuoja su metileno mėlynuoju ir chloroformu pagal nustatytą ekstrakcijos seką.	Ar tinkamai surenkamos fazės ir ar nekyla jų atskyrimo sunkumų.
4. Plauti ir matuoti	Ekstraktas plaunamas vandeniniu tirpalu ir matuojama jo sugertis nurodytu bangos ilgiu.	Plovimo išsamumą, optinės kiuvetės būklę ir prietaiso atsaką.
5. Įvertinti rezultato patikimumą	Atliekami kalibravimo ir skiedimo skaičiavimai, tada vertinama kokybės kontrolė.	Rezultatų pateikimo ribą, vienetus, skiedimo koeficientą ir su matrica susijusias išlygas.

Galutinio skaičiaus interpretavimo galimybės priklauso nuo šių įrašų. Tinkama kalibravimo kreivė nustato prietaiso atsaką į standartus. Vien ji neįrodo, kad pramoninės nuotekos elgiasi taip pat kaip tie standartai.

Trukdžiai gali padidinti arba sumažinti rezultatą

Trukdžiai yra ne tik optiniai, bet ir cheminiai. Papildomos medžiagos gali pernešti dažiklį į ekstraktą, o kitos trukdo tikslinei medžiagai tai padaryti. EPA metodo aptarime įvardijamos kelios atsaką sukeliančios organinių junginių grupės ir neorganiniai jonai. NEMI santraukoje taip pat aprašomi konkuruojantys katijonai ir adsorbcija ant dalelių.

Trukdis arba sąlyga	Galimas poveikis	Ką patikrinti interpretuojant
Kiti ekstrahuojami junginiai, reaguojantys su metileno mėlynuoju	Papildomas signalas, priskiriamas paviršinio aktyvumo medžiagai	Venkite visą atsaką priskirti konkrečiam ingredientui.
Nitratai arba chloridai	Teigiamas sisteminis nuokrypis jautriose procedūrose	Patikrinkite matricos sudėtį ir numatytą plovimą.
Katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos arba aminai	Sumažėjęs atsakas dėl konkuruojančio jonų porų susidarymo	Ištirkite mišrias sudėtis ir prastą pridėtos medžiagos atgavimą.
Suspenduotos dalelės	Sumažėjęs vandeninės fazės atsakas dėl adsorbcijos	Užfiksuokite, ar kietųjų dalelių buvo mėginyje, ar jos pašalintos.
Putos arba adsorbcija ant talpyklos paviršiaus	Mėginio alikvotinė dalis nebeatspindi viso pradinio mėginio	Peržiūrėkite mėginio paėmimą, maišymą ir dalinių mėginių ėmimą.

Ypač naudingas pavyzdys pateiktas USGS atliktame ankstesnės MBAS procedūros tyrime. Kokybės kontrolės mėginiai, kuriuose buvo nitratų, bet nebuvo kitų MBAS, sukėlė teigiamą atsaką. Tyrėjai patvirtino nitratų ir chloridų trukdžius ir įdiegė metodą su tirpiklio plovimo etapu. Jie perspėjo, kad tariama MBAS ir nitratų koreliacija gali atspindėti patį analitinį trukdį.

Tai istorinis, konkrečiai procedūrai būdingas nustatytas faktas, o ne įrodymas, kad kiekvienas šiuolaikinis MBAS rezultatas turi sisteminį nuokrypį. Praktinė jo pamoka – prieš aiškinant koreliaciją kaip aplinkoje vykstantį procesą, verta paklausti, ar ji negalėjo atsirasti pačiame tyrime.

Mėginių tvarkymas yra matavimo dalis

Paviršinio aktyvumo medžiagos telkiasi fazių sąlyčio paviršiuose. NEMI gairėse perspėjama, kad putos gali sumažinti šių medžiagų kiekį po jomis esančiame skystyje, o esant mažoms koncentracijoms gali būti svarbi adsorbcija ant talpyklos sienelių. Nenugriebkite putų manydami, kad likęs skystis yra lygiavertis paimtam mėginiui.

Minėtame Jungtinių Valstijų reguliavimo kontekste 40 CFR 136.3 II lentelėje nurodyta paviršinio aktyvumo medžiagų mėginius atvėsinti iki 6 °C arba žemesnės temperatūros ir nustatyta 48 valandų didžiausia laikymo trukmė, atsižvelgiant į lentelės išnašas. Prieš imdami mėginius pasirūpinkite buteliais, transportavimu ir priėmimu laboratorijoje. Tinkamai atlikta ekstrakcija negali atkurti medžiagos, prarastos imant ar laikant mėginį.

Prieš naudodami skaičių, peržiūrėkite kokybės kontrolės rezultatus

40 CFR 136.7 kokybės kontrolės nuostatose įvardijamos tokios kontrolės priemonės kaip tuštieji mėginiai, kalibravimo patikros, laboratoriniai kontroliniai mėginiai, matricos mėginiai su žinomos etaloninės medžiagos priedu ir lygiagretieji mėginiai. Jų paskirtis skiriasi. Tuščiasis mėginys naudojamas užterštumui tikrinti; matricos mėginys su priedu parodo, ar iš to mėginio galima atgauti pridėtą etaloninę medžiagą; lygiagretusis mėginys leidžia įvertinti pakartojamumą.

Apsvarstykite iliustracinį proceso palyginimą: įtekančio srauto rezultatas yra 1.0 mg/L kaip LAS, o ištekančio – 0.2 mg/L kaip LAS. Aritmetiškai tai yra 80% sumažėjusi nurodyta MBAS koncentracija. Prieš vadindami tai 80% paviršinio aktyvumo medžiagų pašalinimu, patikrinkite, ar mėginiai atspindi palyginamas proceso sąlygas, ar naudojamas tas pats rezultatų išraiškos pagrindas ir ar kokybės kontrolės rezultatai yra priimtini. Koncentracijos sumažėjimas taip pat neįrodo, kad išleidžiama masė sumažėjo 80%, jei pasikeitė vandens debitas.

Rezultatas, mažesnis už rezultatų pateikimo ribą, reiškia, kad laboratorija negali patikimai kiekybiškai nustatyti MBAS kiekio, mažesnio už tą nurodytą ribą. Tai neįrodo, kad mėginyje nėra paviršinio aktyvumo medžiagų ar kad jis atitinka visus vandens kokybės reikalavimus.

Rinkdamiesi metodą, pradėkite nuo metileno mėlynojo naudojimo analitiniuose tyrimuose vadovo. Ruošdamiesi darbui laboratorijoje, vadovaukitės atitinkamomis cheminių medžiagų tvarkymo ir laboratorinės saugos gairėmis. Kai sprendimui priimti reikia identifikuoti konkrečią paviršinio aktyvumo medžiagą, o ne matuoti bendrą dažiklio atsaką, prašykite konkrečiai cheminei medžiagai skirto analitinio metodo.