MBAS tests anjonu virsmaktīvo vielu noteikšanai

MBAS tests nosaka vielas, kas noteiktā ekstrakcijas procedūrā mijiedarbojas ar metilēnzilo. Laboratorijas to izmanto anjonu virsmaktīvo vielu daudzuma novērtēšanai ūdenī. Tas sniedz vielu grupas kopējo mērījumu, nevis identificē katru mazgāšanas līdzekļa molekulu paraugā.

Šī atšķirība ir svarīga, ja pārskatā norādīts “anjonu virsmaktīvās vielas, izteiktas kā MBAS”. Rezultāts var noderēt attīrīšanas procesu salīdzināšanai, nenosakot, kura virsmaktīvā viela ir klātesoša. Tas var arī mainīties parauga matricas izmaiņu dēļ, pat ja nosakāmās virsmaktīvās vielas koncentrācija nav mainījusies.

Ko nosaka zilās krāsas signāls

MBAS nozīmē ar metilēnzilo reaģējošas vielas. Metilēnzilais ir pozitīvi lādēta krāsviela. Piemērotas negatīvi lādētas vielas saistās ar to, veidojot jonu pārus, kas var pāriet organiskā šķīdinātājā. Laboratorija mēra zilās krāsas intensitāti šajā šķīdinātājā, nevis vienkārši nosaka sākotnējā ūdens krāsu.

Vēsturiskajā EPA metodes 425.1 aprakstā ir izskaidrots šis ekstrakcijas princips un skaidri norādīts, ka ar šo analīzi nevar atšķirt radniecīgus virsmaktīvo vielu veidus un izomērus. Tās piemērošanas joma ietver dzeramo ūdeni, virszemes ūdeņus, sadzīves un rūpnieciskos notekūdeņus, bet neietver sāļus ūdeņus. Šie piemērošanas jomas nosacījumi attiecas uz konkrēto metodi; tos nedrīkst automātiski attiecināt uz katru komerciāli pieejamu virsmaktīvo vielu testu.

Rezultāts ir atkarīgs no kalibrēšanas materiāla. Ja laboratorija kalibrēšanai izmanto lineāro alkilbenzolsulfonātu jeb LAS, norāde “mg/L, izteikts kā LAS” izsaka novēroto signālu šā etalonmateriāla skalā. Tas nepierāda, ka viss materiāls, kas rada signālu, ir LAS. Salīdzinot dažādu laboratoriju rezultātus, vienmēr noskaidrojiet kalibrēšanas vielu un rezultātu izteikšanas pamatu.

Uz kuru metodi laboratorijai būtu jāatsaucas?

Analīzēm saskaņā ar ASV Tīrā ūdens likumu pašreizējā 40 CFR 136.3 metožu tabulā virsmaktīvo vielu noteikšanai ar metilēnzilā kolorimetriju ir norādītas Standard Methods 5540 C-2021 un ASTM D2330-20. Pirms pasūtāt analīzi atbilstības novērtēšanai, pārbaudiet piemērojamās atļaujas prasības un laboratorijas darbības jomu.

EPA 425.1 joprojām ir noderīga vēsturiskā dokumentācija, taču tās agrākais apstiprinājums neaizstāj pašreizējās tabulas pārbaudi. Ar norādi “MBAS metode” vien nepietiek: pārskatā jāiekļauj metodes numurs un redakcija.

Atšķiriet MBAS arī no citām kolorimetriskām virsmaktīvo vielu analīzēm. Piemēram, Hach norāda, ka metode 8028 ir kristālvioletā metode. Līdzīgi paraugu veidi vai rezultātu mērvienības nenozīmē, ka divas atšķirīgas ekstrakcijas ķīmiskās sistēmas ir savstarpēji aizstājamas.

Analīzes darbplūsma: kurā posmā jāpieņem katrs lēmums

National Environmental Methods Index metodes 5540 C kopsavilkumā aprakstītas trīs ekstrakcijas ar hloroformu no paskābināta ūdens parauga, ekstrakta mazgāšana ar ūdens fāzi un mērīšana pie 652 nm. Tālāk aprakstītā darbplūsma izskaidro šo darbību mērķi. Reaģentu daudzumi un pieņemšanas kritēriji jāņem no laboratorijas kontrolētās procedūras.

Posms	Kas notiek	Kas jāreģistrē vai jāpārbauda
1. Definēt paraugu	Izvēlas paraugu ņemšanas vietu un nepieciešamo parauga frakciju.	Ūdens veids, parauga ņemšanas laiks, redzamās cietās daļiņas un jebkāda priekšapstrāde.
2. Noteikt atsauces pamatu	Sagatavo noteiktos standartšķīdumus un tukšos paraugus.	Kalibrēšanas vielas identitāte, koncentrācijas izteikšanas pamats un darba diapazons.
3. Ekstrahēt jonu pārus	Sagatavoto paraugu kontaktē ar metilēnzilo un hloroformu noteiktajā ekstrakcijas secībā.	Pareiza fāžu atdalīšana un iegūšana, kā arī jebkādas atdalīšanas grūtības.
4. Mazgāt un mērīt	Ekstraktu mazgā ar ūdens fāzi un mēra tā absorbciju noteiktajā viļņa garumā.	Mazgāšanas pilnīgums, optiskās kivetes stāvoklis un instrumenta signāls.
5. Novērtēt rezultāta derīgumu	Veic kalibrēšanas un atšķaidījuma aprēķinus, pēc tam izvērtē kvalitātes kontroles rezultātus.	Ziņošanas robeža, mērvienības, atšķaidījuma koeficients un ar matricu saistītās atrunas.

Gala skaitli var interpretēt tikai tik labi, cik to ļauj šie pieraksti. Korekta kalibrēšanas līkne raksturo instrumenta reakciju uz standartšķīdumiem. Tā pati par sevi nepierāda, ka rūpnieciskie notekūdeņi analīzē uzvedas tāpat kā šie standartšķīdumi.

Traucējošie faktori var palielināt vai samazināt rezultātu

Traucējumi ir gan ķīmiski, gan optiski. Citas vielas var pārnest krāsvielu ekstraktā, savukārt vēl citas neļauj to izdarīt nosakāmajai vielai. EPA metodes aprakstā ir norādītas vairākas reaģējošu organisko vielu grupas un neorganiskie joni. NEMI kopsavilkumā aprakstīti arī konkurējoši katjoni un adsorbcija uz daļiņām.

Traucējošais faktors vai apstāklis	Iespējamā ietekme	Kas jāpārbauda, interpretējot rezultātu
Citi ekstrahējami savienojumi, kas reaģē ar metilēnzilo	Papildu signāls, kas tiek attiecināts uz virsmaktīvajām vielām	Neattieciniet visu signālu uz konkrēti nosauktu sastāvdaļu.
Nitrāti vai hlorīdi	Pozitīva sistemātiska novirze procedūrās, kuras ir jutīgas pret šo ietekmi	Pārbaudiet matricas sastāvu un noteikto mazgāšanas posmu.
Katjonu virsmaktīvās vielas vai amīni	Samazināts signāls konkurējošas jonu pāru veidošanās dēļ	Izvērtējiet jauktu sastāvu paraugus un zemu pievienotās standartvielas atgūstamību.
Suspendētās daļiņas	Samazināts ūdens fāzes signāls adsorbcijas dēļ	Dokumentējiet, vai cietās daļiņas bija klātesošas vai tika atdalītas.
Putas vai adsorbcija uz trauka sienām	Alikvota vairs neatspoguļo sākotnējo kopējo paraugu	Pārskatiet parauga ņemšanu, sajaukšanu un apakšparaugu ņemšanu.

Īpaši noderīgs piemērs ir USGS pētījums par tā agrāko MBAS procedūru. Kvalitātes kontroles paraugi, kas saturēja nitrātus, bet nesaturēja citas MBAS, radīja pozitīvu signālu. Pētnieki apstiprināja nitrātu un hlorīdu traucējošo ietekmi un ieviesa metodi ar šķīdinātāja mazgāšanas posmu. Viņi brīdināja, ka šķietama korelācija starp MBAS un nitrātiem varētu atspoguļot pašus analītiskos traucējumus.

Tas ir vēsturisks secinājums par konkrētu procedūru, nevis pierādījums tam, ka visi mūsdienu MBAS rezultāti ir sistemātiski novirzīti. Praktiskā atziņa: pirms skaidrot korelāciju kā vides procesa izpausmi, noskaidrojiet, vai tā nevarētu rasties pašā analīzē.

Paraugu apstrāde ir daļa no mērījuma

Virsmaktīvās vielas koncentrējas fāžu saskares virsmās. NEMI norādījumos brīdināts, ka putas var samazināt šo vielu daudzumu zem tām esošajā šķidrumā un ka zemās koncentrācijās nozīmīga var būt adsorbcija uz trauka sienām. Nenogrābiet putas, pieņemot, ka atlikušais šķidrums ir līdzvērtīgs paņemtajam paraugam.

Minētajā ASV regulatīvajā kontekstā 40 CFR 136.3 II tabula nosaka, ka virsmaktīvo vielu paraugi jāatdzesē līdz 6 °C vai zemākai temperatūrai un ka maksimālais glabāšanas laiks ir 48 stundas, ievērojot tabulas zemsvītras piezīmes. Pirms paraugu ņemšanas nodrošiniet pudeles, transportēšanu un paraugu saņemšanu laboratorijā. Pareizi veikta ekstrakcija nevar atjaunot materiālu, kas zudis parauga ņemšanas vai glabāšanas laikā.

Pirms skaitļa izmantošanas izvērtējiet kvalitātes kontroles rezultātus

Kvalitātes kontroles noteikumos 40 CFR 136.7 ir minēti tādi kontroles veidi kā tukšie paraugi, kalibrēšanas pārbaudes, laboratorijas kontroles paraugi, matricas paraugi ar standartvielas piedevu un dublikāti. To uzdevumi atšķiras. Tukšais paraugs ļauj pārbaudīt piesārņojumu; matricas paraugs ar standartvielas piedevu ļauj pārbaudīt, vai pievienoto etalonmateriālu var atgūt no konkrētā parauga; dublikāts ļauj novērtēt atkārtojamību.

Aplūkosim ilustratīvu procesa salīdzinājumu: ieplūdē rezultāts ir 1.0 mg/L, izteikts kā LAS, bet izplūdē — 0.2 mg/L, izteikts kā LAS. Aprēķins rāda uzrādītās MBAS koncentrācijas samazinājumu par 80%. Pirms to saukt par 80% virsmaktīvo vielu atdalīšanu, pārbaudiet, vai paraugi atspoguļo salīdzināmus procesa apstākļus, vai rezultāti izteikti uz viena un tā paša pamata un vai kvalitātes kontroles rezultāti ir pieņemami. Koncentrācijas samazinājums arī nepierāda novadītās masas samazinājumu par 80%, ja ir mainījusies ūdens plūsma.

Rezultāts zem ziņošanas robežas nozīmē, ka laboratorija nevar ticami kvantitatīvi noteikt MBAS zem norādītā līmeņa. Tas nepierāda, ka paraugā nav virsmaktīvo vielu vai ka tas atbilst visām ūdens kvalitātes prasībām.

Metodes izvēli sāciet ar ceļvedi par metilēnzilo analītiskajās pārbaudēs. Gatavojoties darbam laboratorijā, izmantojiet attiecīgos norādījumus par darbu ar ķīmiskajām vielām un laboratorijas drošību. Pieprasiet konkrētai vielai specifisku analītisko metodi, ja lēmuma pieņemšanai jāidentificē noteikta virsmaktīvā viela, nevis jāizmēra kopējais krāsvielas signāls.