MBAS-analyse av anioniske tensider

En MBAS-analyse måler stoffer som reagerer med metylenblått under en definert ekstraksjonsprosedyre. Laboratorier bruker den til å anslå mengden anioniske tensider i vann. Den gir en samlet måling av en stoffgruppe, ikke en identifikasjon av hvert vaskemiddelmolekyl i prøven.

Dette skillet er viktig når en rapport angir «anioniske tensider som MBAS». Et resultat kan brukes til å sammenligne renseprosesser uten å fastslå hvilket tensid som er til stede. Det kan også endre seg fordi prøvematriksen har endret seg, selv om konsentrasjonen av tensidet som skal måles, er uendret.

Hva det blå signalet måler

MBAS betyr metylenblåttaktive stoffer. Metylenblått er et positivt ladet fargestoff. Egnede negativt ladede stoffer binder seg til det og danner ionepar som kan overføres til et organisk løsemiddel. Laboratoriet måler blåfargen i dette løsemiddelet, i stedet for bare å avlese fargen på det opprinnelige vannet.

Den historiske beskrivelsen av EPA-metode 425.1 forklarer dette ekstraksjonsprinsippet og sier uttrykkelig at analysen ikke kan skille mellom beslektede tensidtyper og isomerer. Virkeområdet omfatter drikkevann, overflatevann og avløpsvann fra husholdninger og industri, men utelukker saltholdig vann. Disse avgrensningene gjelder den aktuelle metoden; de bør ikke automatisk overføres til alle kommersielle tensidanalyser.

Resultatet avhenger av kalibreringsmaterialet. Hvis laboratoriet kalibrerer mot lineært alkylbenzensulfonat, eller LAS, uttrykker «mg/L som LAS» den observerte responsen på denne referanseskalaen. Det beviser ikke at alt materialet som gir respons, er LAS. Be om opplysninger om kalibreringsstoffet og rapporteringsgrunnlaget når du sammenligner resultater fra ulike laboratorier.

Hvilken metode bør et laboratorium vise til?

For analyser etter USAs Clean Water Act angir den gjeldende metodetabellen i 40 CFR 136.3 Standard Methods 5540 C-2021 og ASTM D2330-20 for analyse av tensider ved kolorimetri med metylenblått. Kontroller den aktuelle tillatelsen og laboratoriets godkjente analyseomfang før du bestiller analyser for å dokumentere samsvar med krav.

EPA 425.1 er fortsatt nyttig som historisk dokumentasjon, men den gamle godkjenningsteksten erstatter ikke en kontroll av den gjeldende tabellen. «MBAS-metode» alene er en ufullstendig metodereferanse: oppgi metodenummer og revisjon i rapporten.

Skill også mellom MBAS og andre kolorimetriske tensidanalyser. For eksempel angir Hach metode 8028 som en metode med krystallfiolett. Lignende prøvetyper eller rapporteringsenheter gjør ikke to ekstraksjonskjemier utbyttbare.

Analyseforløp: hvor hver beslutning spiller inn

Oppsummeringen av 5540 C i National Environmental Methods Index beskriver tre kloroformekstraksjoner fra en sur, vandig prøveblanding, vasking med en vandig løsning og måling ved 652 nm. Analyseforløpet nedenfor forklarer formålet med disse operasjonene. Reagensmengder og akseptkriterier må hentes fra laboratoriets styrte prosedyre.

Trinn	Hva som skjer	Hva som skal registreres eller kontrolleres
1. Definer prøven	Velg prøvetakingspunkt og nødvendig prøvefraksjon.	Vanntype, prøvetakingstidspunkt, synlig fast materiale og eventuell forbehandling.
2. Etabler referansen	Klargjør de spesifiserte standardene og blindprøvene.	Kalibreringsstoffets identitet, konsentrasjonsgrunnlag og arbeidsområde.
3. Ekstraher ioneparene	Bring den klargjorte prøven i kontakt med metylenblått og kloroform gjennom den foreskrevne ekstraksjonssekvensen.	Korrekt oppsamling av fasen og eventuelle problemer med faseseparasjon.
4. Vask og mål	Vask ekstraktet med en vandig løsning og mål absorbansen ved den angitte bølgelengden.	Fullstendig vasking, tilstanden til den optiske kyvetten og instrumentresponsen.
5. Vurder resultatets gyldighet	Bruk kalibrerings- og fortynningsberegningene, og vurder deretter kvalitetskontrollene.	Rapporteringsgrense, enheter, fortynningsfaktor og forbehold knyttet til matriksen.

Hvor godt sluttverdien kan tolkes, avhenger av disse opplysningene. En tilfredsstillende kalibreringskurve fastslår instrumentets respons på standarder. Den fastslår ikke i seg selv at et industrielt avløpsvann oppfører seg som disse standardene.

Interferenser kan øke eller redusere resultatet

Interferensene er både kjemiske og optiske. Andre stoffer kan føre fargestoff inn i ekstraktet, mens noen hindrer stoffet som skal måles, i å gjøre det. EPAs omtale av metoden angir flere organiske grupper og uorganiske ioner som gir respons. NEMI-oppsummeringen beskriver også konkurrerende kationer og adsorpsjon til partikler.

Interferens eller forhold	Mulig effekt	Kontroll ved tolkning
Andre ekstraherbare, metylenblåttaktive forbindelser	Ekstra signal som tilskrives tensider	Unngå å tilskrive hele responsen én navngitt ingrediens.
Nitrat eller klorid	Positivt avvik i følsomme prosedyrer	Kontroller matriksens sammensetning og den foreskrevne vaskingen.
Kationiske tensider eller aminer	Redusert respons gjennom konkurrerende ionepar-dannelse	Undersøk blandingsformuleringer og lav gjenfinning av tilsatt referansemateriale.
Suspenderte partikler	Redusert respons fra vannfasen som følge av adsorpsjon	Dokumenter om fast materiale var til stede eller ble fjernet.
Skum eller adsorpsjon til beholderen	En delprøve representerer ikke lenger den opprinnelige samlede prøven	Gjennomgå prøvetaking, blanding og uttak av delprøver.

Et særlig nyttig eksempel kommer fra en USGS-undersøkelse av deres tidligere MBAS-prosedyre. Kvalitetskontrollprøver som inneholdt nitrat, men ingen andre MBAS, ga en positiv respons. Forskerne bekreftet interferens fra nitrat og klorid og innførte en metode med et vasketrinn for løsemiddelet. De advarte om at en tilsynelatende korrelasjon mellom MBAS og nitrat kunne gjenspeile selve analyseinterferensen.

Dette er et historisk, prosedyrespesifikt funn, ikke dokumentasjon på at alle dagens MBAS-resultater har systematiske avvik. Den praktiske lærdommen er å spørre om en korrelasjon kan oppstå i selve analysen før den forklares som en miljøprosess.

Håndter prøvene som en del av målingen

Tensider konsentreres ved grenseflater. NEMI-veiledningen advarer om at skum kan redusere tensidinnholdet i den underliggende væsken, og at adsorpsjon til beholderveggene kan ha betydning ved lave konsentrasjoner. Ikke fjern skummet og anta at den gjenværende væsken tilsvarer prøven som ble samlet inn.

For det omtalte amerikanske regelverket angir tabell II i 40 CFR 136.3 at tensidprøver skal kjøles til 6 °C eller lavere, og at maksimal oppbevaringstid er 48 timer, med forbehold om tabellens fotnoter. Avtal flasker, transport og mottak ved laboratoriet før prøvetaking. En korrekt utført ekstraksjon kan ikke gjenskape materiale som gikk tapt under prøvetaking eller lagring.

Les kvalitetskontrollene før du bruker tallverdien

Bestemmelsene om kvalitetskontroll i 40 CFR 136.7 angir kontroller som blindprøver, kalibreringskontroller, laboratoriekontrollprøver, matriksprøver tilsatt referansemateriale og duplikater. De har ulike funksjoner. En blindprøve kontrollerer forurensning; en matriksprøve tilsatt referansemateriale undersøker om det tilsatte materialet kan gjenfinnes i prøven; et duplikat vurderer repeterbarheten.

Se på et illustrerende eksempel på en prosessammenligning: For innløpet rapporteres 1.0 mg/L som LAS, og for utløpet 0.2 mg/L som LAS. Beregningen gir en nedgang på 80% i rapportert MBAS-konsentrasjon. Før dette omtales som 80% fjerning av tensider, må du kontrollere at prøvene representerer sammenlignbare prosessforhold, bruker samme rapporteringsgrunnlag og har akseptable kvalitetskontroller. En konsentrasjonsnedgang fastslår heller ikke en reduksjon på 80% i utsluppet masse dersom vannføringen har endret seg.

Et resultat under rapporteringsgrensen betyr at laboratoriet ikke pålitelig kan kvantifisere MBAS under det angitte nivået. Det fastslår ikke at prøven er fri for tensider eller oppfyller alle krav til vannkvalitet.

Ved metodevalg kan du starte med veiledningen om metylenblått i analytiske undersøkelser. Ved forberedelser i laboratoriet kan du bruke den relevante veiledningen om kjemikaliehåndtering og laboratoriesikkerhet. Be om en stoffspesifikk analysemetode når beslutningen krever identifikasjon av et bestemt tensid, fremfor måling av en samlet fargestoffrespons.