Preskušanje MBAS za anionske površinsko aktivne snovi

Preskus MBAS meri snovi, ki med določenim postopkom ekstrakcije reagirajo z metilenskim modrilom. Laboratoriji ga uporabljajo za ocenjevanje vsebnosti anionskih površinsko aktivnih snovi v vodi. Gre za skupinsko meritev, ne za identifikacijo vsake molekule detergenta v vzorcu.

Ta razlika je pomembna, kadar poročilo navaja »anionske površinsko aktivne snovi kot MBAS«. Rezultat lahko omogoči primerjavo postopkov čiščenja, ne da bi določil, katera površinsko aktivna snov je prisotna. Spremeni se lahko tudi zaradi spremembe matriksa vzorca, čeprav se koncentracija ciljne površinsko aktivne snovi ni spremenila.

Kaj meri modri signal

MBAS pomeni snovi, ki reagirajo z metilenskim modrilom. Metilensko modrilo je pozitivno nabito barvilo. Ustrezne negativno nabite snovi se z njim povežejo v ionske pare, ki lahko preidejo v organsko topilo. Laboratorij meri modro barvo v tem topilu, ne zgolj barve prvotne vode.

Zgodovinski opis metode EPA 425.1 pojasnjuje to načelo ekstrakcije in izrecno navaja, da preskus ne more razlikovati med sorodnimi vrstami površinsko aktivnih snovi in izomeri. Področje uporabe zajema pitno vodo, površinsko vodo ter gospodinjske in industrijske odpadne vode, izključuje pa slane vode. Te navedbe o področju uporabe veljajo za to metodo; ne smemo jih samodejno prenesti na vsak komercialni preskus površinsko aktivnih snovi.

Rezultat je odvisen od kalibracijskega materiala. Če laboratorij kalibrira z linearnim alkilbenzen sulfonatom oziroma LAS, »mg/L kot LAS« izraža izmerjeni odziv na tej referenčni lestvici. To ne dokazuje, da je ves material, ki daje odziv, LAS. Pri primerjanju rezultatov različnih laboratorijev vedno vprašajte po kalibracijskem materialu in osnovi za poročanje.

Katero metodo naj laboratorij navede?

Za preskušanje v skladu z ameriškim zakonom o čistih vodah (Clean Water Act) veljavna preglednica metod v 40 CFR 136.3 navaja Standard Methods 5540 C-2021 in ASTM D2330-20 za določanje površinsko aktivnih snovi s kolorimetrijo z metilenskim modrilom. Pred naročilom analize za preverjanje skladnosti preverite veljavno dovoljenje in obseg dejavnosti laboratorija.

EPA 425.1 ostaja uporabna zgodovinska dokumentacija, vendar njena stara navedba o odobritvi ne nadomešča preverjanja veljavne preglednice. Zgolj »metoda MBAS« je nepopolna navedba metode: v poročilo vključite številko metode in revizijo.

MBAS ločujte tudi od drugih kolorimetričnih preskusov površinsko aktivnih snovi. Na primer, Hach metodo 8028 opredeljuje kot metodo s kristal vijoličnim. Podobne vrste vzorcev ali enote poročanja ne pomenijo, da sta različni ekstrakcijski kemijski metodi medsebojno zamenljivi.

Potek preskusa: kje je pomembna posamezna odločitev

Povzetek metode 5540 C v zbirki National Environmental Methods Index opisuje tri ekstrakcije s kloroformom iz kisle vodne raztopine vzorca, povratno izpiranje z vodno fazo in merjenje pri 652 nm. Naslednji potek pojasnjuje namen teh postopkov. Količine reagentov in merila sprejemljivosti morajo izhajati iz nadzorovanega laboratorijskega postopka.

Faza	Kaj se zgodi	Kaj zabeležiti ali preveriti
1. Opredelitev vzorca	Izberite mesto vzorčenja in zahtevano frakcijo vzorca.	Vrsto vode, čas odvzema, vidne trdne delce in morebitno predhodno obdelavo.
2. Vzpostavitev reference	Pripravite predpisane standarde in slepe vzorce.	Identiteto kalibracijskega materiala, osnovo za izražanje koncentracije in delovno območje.
3. Ekstrakcija ionskih parov	Pripravljeni vzorec spravite v stik z metilenskim modrilom in kloroformom po predpisanem zaporedju ekstrakcij.	Pravilen odvzem faze in morebitne težave pri ločevanju.
4. Izpiranje in merjenje	Ekstrakt povratno izperite in odčitajte njegovo absorbanco pri predpisani valovni dolžini.	Popolnost izpiranja, stanje optične kivete in odziv instrumenta.
5. Presoja rezultata	Uporabite kalibracijske izračune in izračune redčenja, nato ocenite kontrole kakovosti.	Mejo poročanja, enote, faktor redčenja in omejitve zaradi matriksa.

Končno vrednost je mogoče razložiti le toliko, kolikor to omogočajo ti zapisi. Ustrezna kalibracijska krivulja določa odziv instrumenta na standarde. Sama po sebi pa ne potrjuje, da se industrijska odpadna voda obnaša enako kot ti standardi.

Interference lahko rezultat povečajo ali zmanjšajo

Interference so tako kemijske kot optične. Dodatne snovi lahko prenesejo barvilo v ekstrakt, druge pa preprečijo, da bi to storila ciljna snov. Obravnava metode EPA navaja več organskih skupin in anorganskih ionov, ki dajejo odziv. Povzetek NEMI opisuje tudi konkurenčne katione in adsorpcijo na delce.

Interferenca ali okoliščina	Možen učinek	Kaj preveriti pri razlagi
Druge spojine, ki jih je mogoče ekstrahirati in reagirajo z metilenskim modrilom	Dodaten signal, pripisan površinsko aktivni snovi	Celotnega odziva ne pripisujte določeni sestavini.
Nitrat ali klorid	Pozitivni odklon pri občutljivih postopkih	Preverite sestavo matriksa in predpisano izpiranje.
Kationske površinsko aktivne snovi ali amini	Zmanjšan odziv zaradi konkurenčnega nastajanja ionskih parov	Raziščite mešane formulacije in slab izkoristek dodanega standarda.
Suspendirani delci	Zmanjšan odziv v vodni fazi zaradi adsorpcije	Dokumentirajte, ali so bili trdni delci prisotni ali odstranjeni.
Pena ali adsorpcija na posodo	Alikvot ne predstavlja več prvotnega celotnega vzorca	Preglejte odvzem, mešanje in odvzem podvzorcev.

Posebej uporaben primer je raziskava USGS o njegovem prejšnjem postopku MBAS. Vzorci za kontrolo kakovosti, ki so vsebovali nitrat, ne pa drugih MBAS, so dali pozitiven odziv. Raziskovalci so potrdili interferenco nitrata in klorida ter uvedli metodo s korakom izpiranja topila. Opozorili so, da bi navidezna korelacija med MBAS in nitratom lahko odražala samo analitsko interferenco.

To je zgodovinska ugotovitev, vezana na določen postopek, ne dokaz, da je vsak današnji rezultat MBAS pristranski. Praktični nauk je, da se je treba vprašati, ali bi korelacija lahko nastala v samem preskusu, preden jo razložimo kot okoljski proces.

Ravnanje z vzorci je del merjenja

Površinsko aktivne snovi se kopičijo na mejnih površinah. Smernice NEMI opozarjajo, da lahko pena zmanjša njihovo vsebnost v tekočini pod njo in da je pri nizkih koncentracijah lahko pomembna adsorpcija na stene posode. Ne odstranjujte pene ob predpostavki, da je preostala tekočina enakovredna odvzetemu vzorcu.

Za navedeni ameriški regulativni okvir preglednica II v 40 CFR 136.3 določa hlajenje vzorcev za določanje površinsko aktivnih snovi na 6 °C ali manj in najdaljši čas hranjenja 48 ur, ob upoštevanju pripadajočih opomb. Pred vzorčenjem uredite steklenice, prevoz in sprejem v laboratoriju. Pravilno izvedena ekstrakcija ne more povrniti materiala, izgubljenega med odvzemom ali hranjenjem.

Pred uporabo vrednosti preglejte kontrole kakovosti

Določbe o kontroli kakovosti v 40 CFR 136.7 navajajo kontrole, kot so slepi vzorci, preverjanja kalibracije, laboratorijski kontrolni vzorci, vzorci matriksa z dodatkom standarda in vzporedni vzorci. Njihove vloge se razlikujejo. Slepi vzorec preverja kontaminacijo; vzorec matriksa z dodatkom standarda preverja, ali je dodani referenčni material mogoče ponovno določiti v tem vzorcu; vzporedni vzorec ocenjuje ponovljivost.

Poglejmo ponazoritveno primerjavo procesa: na vtoku je poročana vrednost 1.0 mg/L kot LAS, na iztoku pa 0.2 mg/L kot LAS. Izračun pokaže 80% zmanjšanje poročane koncentracije MBAS. Preden to označite kot 80% odstranitev površinsko aktivnih snovi, preverite, ali vzorci predstavljajo primerljive procesne razmere, ali je osnova za poročanje enaka in ali so kontrole sprejemljive. Zmanjšanje koncentracije tudi ne dokazuje 80% zmanjšanja izpuščene mase, če se je pretok vode spremenil.

Rezultat pod mejo poročanja pomeni, da laboratorij pod to navedeno ravnjo ne more zanesljivo količinsko določiti MBAS. To ne dokazuje, da vzorec ne vsebuje površinsko aktivnih snovi ali da izpolnjuje vse zahteve glede kakovosti vode.

Pri izbiri metode začnite z vodnikom o metilenskem modrilu pri analitskem preskušanju. Za pripravo v laboratoriju uporabite ustrezne smernice za ravnanje s kemikalijami in laboratorijsko varnost. Kadar odločitev zahteva identifikacijo določene površinsko aktivne snovi namesto merjenja skupnega odziva na barvilo, zahtevajte analitsko metodo, specifično za to snov.