Нийтлэл
Сульфидыг хэмжих метилен хөхийн арга
Сульфидын метилен хөхийн арга нь сульфидыг хөх будагч бодис болгон хувиргаж, үүссэн уусмалын оптик нягтыг хэмжих замаар сульфидын хэмжээг тодорхойлдог. Метилен хөх нь аналитик дохиог үүсгэдэг урвалын бүтээгдэхүүн юм. Усанд нэг сав метилен хөх нэмэх нь энэ шинжилгээ биш.
Хамгийн хэцүү хэсэг нь урвал явагдах хүртэл дээжийг анхны төлөвийг төлөөлөх чадвартай хэвээр байлгах явдал байдаг. Оптик нягтыг нарийн хэмжлээ ч дээж авах үед дэгдэж алдагдсан эсвэл исэлдсэн сульфидыг нөхөн тодорхойлох боломжгүй. Мөн чөлөөт хүхэрт устөрөгчийг дээж бэлтгэх явцад чөлөөлөгдсөн хүхрийн бусад хэлбэрээс ялгаж чадахгүй.
Хөх өнгө юунаас үүсдэг вэ?
EPA арга 376.2-т сульфид нь төмрийн(III) хлоридын оролцоотойгоор диметил-p-фенилендиаминтай урвалд орж, метилен хөх үүсгэдэг. Хүчиллэг урвалжууд будагч бодис үүсэх нөхцөлийг бүрдүүлнэ. Дараа нь багаж үүссэн уусмалын гэрлийн шингээлтийг хэмждэг.
Урвалын зарчмын бүдүүвч нь:
Сульфид + N,N-dimethyl-p-phenylenediamine + Fe(III), хүчиллэг нөхцөлд → метилен хөх → оптик нягтын хэмжилт.
Энэ нь аналитик бүдүүвч болохоос тэнцүүлсэн урвалын тэгшитгэл биш. Урвалжийн найрлага, концентраци, өнгө үүсэх хугацаа, долгионы урт, оптик замын уртыг сонгосон аргаас авах ёстой.
Эдгээр үзүүлэлтийг хооронд нь орлуулж болохгүй. EPA 376.2 нь 625 nm-д хэмжихээр заасан байдаг. DR/5000 багажид зориулан баримтжуулсан Hach 8131 аргачлал нь 665 nm ашигладаг. Метилен хөхийн оптик нягтын тухай ном зохиолд дурдсан утга нь тухайн шинжилгээний тохиргоо, тохируулгыг орлохгүй.
Дээж авахаас өмнө сульфидын фракцыг тодорхойл
“Хүхэрт устөрөгчийн концентраци” гэсэн нэршлийн цаана хэмжилтийн өөр өөр зорилтот үзүүлэлт байж болно. Усанд ууссан H₂S болон HS⁻ нь хүчил-суурийн химийн тэнцвэрээр харилцан холбоотой. Тэдгээрийн харьцаа нь pH зэрэг нөхцөлөөс хамаардаг. Дээжийг хүчиллэг болгох нь энэ харьцааг өөрчилдөг болохоос дараа нь ажиглахын тулд анхны харьцааг хадгалдаггүй.
EPA 376.2 нь заасан төрлийн ус болон хаягдлын дээж дэх нийт ба ууссан сульфидыг хамардаг боловч хүчилд уусдаггүй сульфидыг хамруулдаггүй. Тиймээс энэ аргаар гаргасан тайлан дахь “нийт” гэдгийг саванд байгаа хүхэр агуулсан бүх нэгдэл гэж ойлгож болохгүй. Сульфат бол өөр шинжлэх бодис бөгөөд хүчилд уусдаггүй металлын сульфид хэмжилтэд орохгүй байж болно.
Хоёр лабораторийн үр дүнг харьцуулахаас өмнө аргачлал бүр ямар фракцыг илрүүлэн хэмжсэнийг асуу. Мөн тайлагнах суурийг шалга: хүхрээр илэрхийлсэн mg/L болон H₂S-ээр илэрхийлсэн mg/L нь массыг өөр өөр сууриар илэрхийлдэг. Нэгж, дээж бэлтгэл, шинжлэх бодисын тодорхойлолт таарахгүй бол тоо нь ижил байсан ч үр дүн тохирсон гэсэн үг биш.
Хэмжилтийн найдвартай байдлыг хамгаалах ажлын дараалал
Лабораторийн санал болгож буй ажлын дарааллыг үнэлэхдээ дараах дарааллыг ашигла. Нүүр зурагт урвал болон оптик хэмжилтийг харуулсан бол энэ хүснэгтэд тэдгээрээс өмнө гаргах шийдвэрүүдийг тодорхойллоо.
| Үе шат | Үргэлжлүүлэхээс өмнө бүртгэх зүйл | Бүртгэл юунаас сэргийлэх вэ |
|---|---|---|
| Тодорхойлох | Ус, хаягдал эсвэл биологийн матриц; ууссан фракц эсвэл тухайн аргаар тодорхойлсон нийт фракц | Өөр өөр шинжлэх бодисыг ижил “H₂S” нэрээр харьцуулахаас |
| Дээж авах | Дээж авсан цаг, температур, шүүлт, сав болон агаарт өртсөн байдал | Өөрчлөгдсөн дээжийг анхны ус мэт үзэхээс |
| Тогтворжуулах | Хадгалалтын яг мөрдөх аргачлал болон зөвшөөрөгдөх хүлээлгийн хугацаа | Зөвхөн хөргөх нь бүх дээжийг хэвээр хадгална гэж үзэхээс |
| Урвал явуулах | Аргын хувилбар, урвалжийн цуврал, эзлэхүүнүүд болон өнгө үүсэх хугацаа | Өөр өөр протоколын нийцэхгүй хэсгүүдийг хольж хэрэглэхээс |
| Хэмжих | Долгионы урт, кюветийн оптик замын урт, хоосон сорьц, стандартууд болон шингэрүүлэлт | Зөв тохируулгагүйгээр өнгийг концентраци болгон хувиргахаас |
| Хянах | Эргэн илрүүлэлтийн шалгалт, давтан дээжийн үр дүнгийн нийцэл, тайлагнах хязгаар болон нэгж | Багажийн заалтыг аналитик хязгаарлалтыг нь дурдахгүйгээр тайлагнахаас |
Standard Methods 4500-S²⁻ D-ийн NEMI хураангуй нь агаартай харьцахыг хамгийн бага байлгаж, шинжилгээг нэн даруй хийх эсвэл заасан цайрын ацетатын хадгалалтын арга хэрэглэхийг шаарддаг. Тус аргын нийт сульфидын хадгалалтын аргачлалд мөн шүлтлэг нөхцөл болон бүрэн дүүргэсэн сав ашигладаг. Эдгээр шаардлага нь зөвхөн лабораторийн дотоод дэглэм бус, дээжтэй ажиллах аргын нэг хэсэг юм.
Хөндлөн нөлөөлөл дээжийн үр дүнг хуурамчаар бага харагдуулж болно
Дээрх Standard Methods-ийн хураангуйд хөх өнгө үүсэхийг дарангуйлдаг ангижруулагч бодисууд, шинжилгээгээр бүрэн илрүүлэхэд хүндрэлтэй уусдаггүй сульфид үүсгэдэг металлууд, мөн өөрөө хөх өнгө үүсгэдэг ферроцианидыг дурдсан. Сульфидын хэт өндөр концентраци ч урвалыг саатуулж болно.
Иймээс бүдэг өнгөтэй хуруу шил хэд хэдэн тайлбартай байж болно: сульфид бага байх, шинжилгээний өмнө алдагдах, бүрэн илрээгүй байх эсвэл өнгө үүсэлт дарангуйлагдах. Бараан өнгөтэй хуруу шилд хөндлөн нөлөөлөх өнгө байж болно. Өнгө болон булингарыг тухайн аргад заасан суурь дохионы засвараар тооцох шаардлагатай; дурын усан хоосон сорьцын утгыг хасах нь хангалттай байх албагүй.
Хэрэгтэй нэг шалгалт нь төлөөлөх чадвартай дээжид мэдэгдэж буй хэмжээний сульфид нэмээд, холбогдох бэлтгэлийн бүх шатанд оруулах явдал юм. Хүлээгдэж буй нэмэгдлийг илрүүлж чадахгүй бол матриц эсвэл ажлын дарааллыг шалгах шаардлагатай. EPA 9030B-ийн чанарын хяналтын заалтууд нь мэдэгдэж буй хэмжээний бодис нэмсэн матрицын дээжийг хоосон сорьц, шалгах стандартуудын хамт аргын бүх шатанд оруулах ёстойг харуулдаг. Зөвхөн хэмжихийн өмнөхөн нэмсэн бодисоор өмнөх шатны алдагдлыг үнэлэх боломжгүй.
Талбайн жишээ: халуун ус нарийн боловсруулсан протоколд ч хүндрэл учруулдаг
Open-File Report 2010-1192-т нийтэлсэн USGS-ийн Yellowstone судалгаа-нд хадгалалтын боловсруулалт хийсэн газрын гүний халуун усны дээж дээр метилен хөхийн хоёр аргачлалыг ион-сонгомол электродын аргатай харьцуулсан.
Электродын үр дүн тогтмол өндөр гарсан. Судлаачид халуун дээжид исэлдэлт болон H₂S хий болон дэгдэж алдагдах нь асуудал болдог гэж тогтоосон. Дээж нэмэхээс өмнө өнгө үүсгэх урвалжуудыг урьдчилан холиход колориметрийн үр дүн ялимгүй өндөр гарсан ч өөр асуудал үүссэн: хольсон урвалж хурдан задарч, хугацаа хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлөх хүчин зүйл болсон. Мөн долоон дээжид тиосульфат байсан бөгөөд зохиогчид түүний концентрацийг колориметрийн үр дүн бодитоос бага гарах магадлалтай холбон үзсэн.
Судалсан газрын гүний халуун усны хувьд зохиогчид дээжийг шүлтлэг антиоксидантаар нэн даруй тогтворжуулж, дараа нь электродоор хэмжихийг илүүд үзсэн. Энэ нь халуун усанд арга сонгохтой холбоотой тодорхой дүгнэлт болохоос электродын бүх хэмжилт колориметрийн бүх шинжилгээнээс давуу гэдгийн нотолгоо биш.
Шинжилгээний асуултад тохируулан аргаа сонго
| Шинжилгээний асуулт | Үнэлж үзэх арга | Гол анхаарах нөхцөл |
|---|---|---|
| Тохирох усан матриц дахь илрүүлэн хэмжих боломжтой сульфид | Баримтжуулсан метилен хөхийн колориметр | Заасан фракцыг хадгалж, матриц дахь эргэн илрүүлэлтийг нотлох |
| Газрын гүний халуун усан дахь сульфид | Баталгаажуулсан электродын ажлын дараалалтай нэн даруй тогтворжуулах арга | Дээж авах болон хадгалах ажиллагааг тухайн температур, матрицад тохируулан баталгаажуулах |
| Жигд бус найрлагатай хаягдал эсвэл хатуу материал дахь сульфидууд | EPA 9030B зэрэг фракцад зориулсан бэлтгэл, түүнд заасан тодорхойлох аргын хамт | Хүчилд уусдаггүй фракцын эргэн илрүүлэлт бүрэн бус хэвээр байж болно; бүрэн экстракцлагдсан гэж бүү үз |
| Биологийн дээж дэх чөлөөт сульфидыг хүчилд задарч чөлөөлөгдөх хэлбэрүүдээс ялгах | Сонгомлоор барих эсвэл уламжлал үүсгээд ялгах арга | Хүхрийн аль хэлбэр хэмжигдэж буй дохиог үүсгэж байгааг тогтоох |
Биологийн дээжид энэ ялгаа чухал. Shen болон хамтран ажиллагчдын 2011 оны лабораторийн болон хулганы цусны сийвэнгийн судалгаа-нд метилен хөхийн хэмжилт нь суурь өнгө, мэдрэмж болон бэлтгэлийн явцад чөлөөлөгдсөн хүчилд задардаг хүхрээр хязгаарлагдсан. Тэдний монобромобиман/HPLC арга нь сульфидын уламжлалыг ялгаж, туршсан нөхцөлд бага концентрацийг илрүүлсэн. Энэ нь аналитик аргыг баталгаажуулах ажил байсан болохоос эмнэлзүйн оношилгооны босго эсвэл эмчилгээний үр нөлөөний нотолгоо биш.
Тохируулга болон төстэй нэртэй шинжилгээнүүд
Дээжтэй ижил урвалын болон оптик нөхцөл ашиглан, аргачлалд тодорхойлсон сульфидын стандартуудаар тохируулга хий. Дээжийн оптик нягтыг концентраци болгон хувиргахаас өмнө хоосон сорьц болон шалгах стандартын үр дүнг хяна. Сайн тохируулгын муруй нь тухайн стандартуудын хамаарлыг тогтоодог; дээжийн эргэн илрүүлэлт нь тэр хамаарал матрицад хэвээр хадгалагдаж байгаа эсэхийг тогтоодог.
Эцэст нь, анион гадаргуугийн идэвхт бодисын MBAS шинжилгээ метилен хөхийг өөрөөр ашигладаг. EPA 425.1-д бэлэн будагч бодис гадаргуугийн идэвхт бодисуудтай холбогдож, органик фаз руу экстракцлагддаг. Харин сульфидын колориметрт будагч бодисыг шинээр үүсгэдэг. Эдгээр аналитик аргачлалын аль нь ч ус боловсруулах заавар биш. Урвалж сонгох эсвэл хөх өнгийг тайлбарлахаасаа өмнө шинжлэх бодис болон урвалыг тодорхойл.