Artikkel
Metylenblått-metoden for sulfidmåling
Metylenblått-metoden for sulfid måler sulfid ved å omdanne det til et blått fargestoff og måle den resulterende absorbansen. Metylenblått er reaksjonsproduktet som bærer det analytiske signalet. Å tilsette en flaske metylenblått til vann er ikke denne testen.
Det vanskelige er ofte å holde prøven representativ frem til reaksjonen skjer. En presis absorbansmåling kan ikke gjenopprette sulfid som har unnsluppet eller blitt oksidert under prøvetakingen. Den kan heller ikke skille fritt hydrogensulfid fra andre svovelreservoarer som frigjøres under prøveopparbeidingen.
Hva gir den blå fargen?
I EPA-metode 376.2 reagerer sulfid med dimetyl-p-fenylendiamin i nærvær av jern(III)klorid og danner metylenblått. De sure reagensene skaper betingelsene for fargestoffdannelsen. Instrumentet måler deretter lysabsorpsjonen i den resulterende løsningen.
Reaksjonen kan skisseres slik:
Sulfid + N,N-dimetyl-p-fenylendiamin + Fe(III), under sure betingelser → metylenblått → absorbansmåling.
Dette er en analytisk skisse, ikke en balansert reaksjonsligning. Reagenssammensetning og -konsentrasjon, fargeutviklingstid, bølgelengde og optisk veilengde må hentes fra den valgte metoden.
Disse detaljene er ikke ombyttbare. EPA 376.2 angir måling ved 625 nm. Hach 8131-prosedyren som er dokumentert for DR/5000-instrumentet bruker 665 nm. En litteraturverdi for absorbansen til metylenblått erstatter ikke innstillingene og kalibreringen som hører til en bestemt analyse.
Definer sulfidfraksjonen før prøvetaking
«Hydrogensulfidkonsentrasjon» kan skjule ulike måleparametere. I vann er oppløst H₂S og HS⁻ knyttet sammen gjennom syre-base-kjemi. Forholdet mellom dem avhenger av betingelsene, blant annet pH. Å surgjøre en prøve endrer denne fordelingen; det bevarer ikke den opprinnelige fordelingen for senere undersøkelse.
EPA 376.2 omfatter totale og oppløste sulfider i spesifiserte vann- og avfallsprøver, men utelukker syreuløselige sulfider. Derfor må «totalt» i en rapport som bruker denne metoden, ikke forstås som alle svovelholdige forbindelser i flasken. Sulfat er en annen analytt, og et syreuløselig metallsulfid kan bli oversett.
Før du sammenligner resultater fra to laboratorier, bør du spørre hvilken fraksjon hver prosedyre har gjenvunnet. Kontroller også rapporteringsgrunnlaget: mg/L som svovel og mg/L som H₂S er forskjellige måter å angi masse på. Samsvarende tall uten samsvarende enheter, prøveopparbeiding og analyttdefinisjon er ikke reelt samsvar.
En arbeidsflyt som ivaretar målingen
Bruk følgende rekkefølge når du vurderer en foreslått arbeidsflyt i laboratoriet. Forsideillustrasjonen viser reaksjonen og den optiske avlesningen; denne tabellen viser beslutningene som må tas først.
| Trinn | Dokumenter før du går videre | Hva dokumentasjonen forebygger |
|---|---|---|
| Definer | Vann-, avfalls- eller biologisk matriks; oppløst fraksjon eller metodebestemt totalfraksjon | Sammenligning av ulike analytter under samme «H₂S»-betegnelse |
| Ta prøve | Prøvetakingstidspunkt, temperatur, filtrering, beholder og eksponering for luft | Å behandle en endret prøve som det opprinnelige vannet |
| Stabiliser | Nøyaktig konserveringsprosedyre og tillatt tidsrom før analyse | Å anta at kjøling alene bevarer enhver prøve |
| La reagere | Metodeversjon, reagensparti, volumer og fargeutviklingstid | Kombinasjon av uforenlige deler fra ulike protokoller |
| Mål | Bølgelengde, kyvettens veilengde, blindprøve, standarder og fortynning | Omregning fra farge til konsentrasjon uten riktig kalibrering |
| Gjennomgå | Gjenvinningskontroller, samsvar mellom duplikater, rapporteringsgrense og enheter | Rapportering av en instrumentverdi uten dens analytiske begrensninger |
NEMIs sammendrag av Standard Methods 4500-S²⁻ D krever minimal lufting og enten umiddelbar analyse eller spesifisert konservering med sinkacetat. Konserveringsprosedyren for totalsulfid bruker også alkaliske betingelser og en helt fylt flaske. Disse kravene hører til prøvemetoden, ikke bare til vanlig laboratorieorden.
Interferenser kan gi et falskt lavt resultat
Det samme sammendraget fra Standard Methods beskriver reduksjonsmidler som hemmer dannelsen av blåfarge, metaller som danner uløselige sulfider med lav gjenvinning, og ferrocyanid som selv gir blåfarge. Svært høye sulfidkonsentrasjoner kan også hemme reaksjonen.
Et svakt farget prøverør kan derfor ha flere forklaringer: lite sulfid, tap før analyse, ufullstendig gjenvinning eller hemmet fargeutvikling. Et mørkt prøverør kan inneholde farge som interfererer. Farge og turbiditet krever bakgrunnskorreksjonen som metoden foreskriver; å trekke fra en vilkårlig vannblindprøve er ikke nødvendigvis tilstrekkelig.
En nyttig kontroll er å tilsette en kjent mengde sulfid til en representativ prøve og føre den gjennom den aktuelle prøveopparbeidingen. Hvis den forventede økningen ikke gjenfinnes, må matriksen eller arbeidsflyten undersøkes. Bestemmelsene om kvalitetskontroll i EPA 9030B illustrerer hvorfor en matriksprøve med standardtilsetning behandles gjennom hele metoden, sammen med blindprøver og kontrollstandarder. En standardtilsetning som gjøres rett før avlesning, kan ikke avdekke tidligere tap.
Et felteksempel: varmt vann utfordrer en ryddig protokoll
USGS-studien fra Yellowstone, publisert i Open-File Report 2010-1192, sammenlignet to metylenblått-prosedyrer med en metode basert på en ioneselektiv elektrode på konserverte geotermiske prøver.
Elektroderesultatene var gjennomgående høyere. Forskerne identifiserte oksidasjon og avgassing av H₂S som problemer ved varme prøver. Å blande fargereagensene før prøven ble tilsatt, ga marginalt høyere kolorimetriske resultater, men skapte et annet problem: det blandede reagenset ble raskt nedbrutt, slik at tidsstyringen ble en kilde til upresise resultater. Sju prøver inneholdt også tiosulfat i konsentrasjoner som forfatterne knyttet til sannsynlig kolorimetrisk underestimering.
For de geotermiske vannprøvene foretrakk forfatterne umiddelbar alkalisk stabilisering med antioksidant, etterfulgt av elektrodemåling. Dette er et konkret funn om metodevalg for varmt vann, ikke belegg for at enhver elektrodemåling er bedre enn enhver kolorimetrisk analyse.
Velg metoden ut fra spørsmålet
| Analytisk spørsmål | Metode som bør vurderes | Viktigste forbehold |
|---|---|---|
| Gjenvinnbart sulfid i en egnet vannmatriks | Dokumentert kolorimetri med metylenblått | Bevar den spesifiserte fraksjonen og dokumenter gjenvinning i matriksen |
| Sulfid i varmt geotermisk vann | Umiddelbar stabilisering med en validert arbeidsflyt for elektrodemåling | Valider prøvetaking og konservering for temperaturen og matriksen |
| Sulfider i heterogent avfall eller faste stoffer | Fraksjonsspesifikk prøveopparbeiding, for eksempel EPA 9030B, med den angitte bestemmelsesmetoden | Gjenvinningen av syreuløselig sulfid kan fortsatt være ufullstendig; ikke anta fullstendig ekstraksjon |
| Fritt sulfid kontra syrelabile reservoarer i biologiske prøver | Selektiv oppfanging eller derivatisering med separasjon | Fastslå hvilket svovelreservoar som gir det målte signalet |
Dette skillet er vesentlig i biologiske prøver. I Shen og kollegenes laboratorie- og museplasmastudie fra 2011 var metylenblått-målingene begrenset av bakgrunnsfarge, følsomhet og syrelabilt svovel som ble frigjort under prøveopparbeidingen. Monobrombiman/HPLC-metoden deres separerte et sulfidderivat og påviste lavere konsentrasjoner under de undersøkte betingelsene. Dette var analytisk valideringsarbeid, ikke en klinisk diagnostisk terskel eller dokumentasjon av en behandlingseffekt.
Kalibrering og tester med lignende navn
Kalibrer mot sulfidstandardene som er definert i prosedyren, med de samme reaksjonsbetingelsene og optiske betingelsene som for prøvene. Gjennomgå resultatene fra blindprøven og kontrollstandardene før du regner om prøvens absorbans. En god kalibreringskurve fastslår et forhold for disse standardene; gjenvinning i prøven fastslår om dette forholdet også gjelder i matriksen.
Til slutt bruker MBAS-testing for anioniske tensider metylenblått på en annen måte. I EPA 425.1 binder eksisterende fargestoff seg til overflateaktive stoffer og ekstraheres til en organisk fase. Ved sulfidkolorimetri dannes fargestoffet. Ingen av analyseprosedyrene er en instruksjon for vannbehandling. Identifiser analytten og reaksjonen før du velger reagens eller tolker blåfargen.