Makala
Mbinu ya bluu ya methilini kwa upimaji wa sulfidi
Mbinu ya bluu ya methilini ya kupima sulfidi huipima kwa kuibadilisha kuwa rangi ya bluu na kupima ufyonzaji wa mwanga unaotokana nayo. Bluu ya methilini ni bidhaa ya mmenyuko inayobeba ishara ya uchanganuzi. Kuongeza chupa ya bluu ya methilini kwenye maji si kipimo hiki.
Mara nyingi, sehemu ngumu ni kuhakikisha sampuli inaendelea kuwakilisha hali yake ya awali hadi mmenyuko huo utokee. Usomaji sahihi wa ufyonzaji wa mwanga hauwezi kurejesha sulfidi iliyopotea au iliyooksidishwa wakati wa uchukuaji wa sampuli. Wala hauwezi kutofautisha sulfidi ya hidrojeni huru na makundi mengine ya salfa yanayotolewa wakati wa maandalizi ya sampuli.
Ni nini kinachotokeza rangi ya bluu?
Katika Mbinu ya EPA 376.2, sulfidi humenyuka na dimethyl-p-phenylenediamine katika uwepo wa kloridi ya chuma(III) na kutengeneza bluu ya methilini. Vitendanishi vyenye asidi huweka mazingira ya kutengeneza rangi. Kisha kifaa hupima ufyonzaji wa mwanga na myeyusho unaotokana na mmenyuko huo.
Mmenyuko kwa muhtasari ni:
Sulfidi + N,N-dimethyl-p-phenylenediamine + Fe(III), katika mazingira yenye asidi → bluu ya methilini → upimaji wa ufyonzaji wa mwanga.
Huu ni mchoro wa dhana ya uchanganuzi, si mlinganyo wa mmenyuko uliosawazishwa. Muundo na mkusanyiko wa vitendanishi, muda wa kutokea kwa rangi, urefu wa wimbi, na njia ya mwanga lazima vitokane na mbinu iliyochaguliwa.
Maelezo hayo hayawezi kutumiwa kwa kubadilishana. EPA 376.2 inabainisha upimaji katika 625 nm. Utaratibu wa Hach 8131 ulioandikwa kwa kifaa chake cha DR/5000 hutumia 665 nm. Thamani iliyochapishwa ya ufyonzaji wa mwanga wa bluu ya methilini haichukui nafasi ya mipangilio na urekebishaji wa kipimo unaohusika na kipimo mahususi.
Bainisha sehemu ya sulfidi kabla ya kuichukua
“Mkusanyiko wa sulfidi ya hidrojeni” unaweza kuficha malengo tofauti ya upimaji. Katika maji, H₂S na HS⁻ zilizoyeyuka zinahusiana kupitia kemia ya asidi na besi. Uwiano wao hutegemea hali mbalimbali, ikiwemo pH. Kuongeza asidi kwenye sampuli hubadilisha mgawanyo huo; hakuhifadhi mgawanyo wa awali ili uchunguzwe baadaye.
EPA 376.2 inahusu sulfidi jumla na sulfidi zilizoyeyuka katika sampuli maalumu za maji na taka, lakini haijumuishi sulfidi zisizoyeyuka katika asidi. Kwa hiyo, neno “jumla” katika ripoti inayotumia mbinu hii halipaswi kueleweka kuwa linamaanisha kila kiwanja chenye salfa kilicho ndani ya chupa. Sulfati ni kichanganuzi tofauti, na sulfidi ya metali isiyoyeyuka katika asidi inaweza kutopimwa.
Kabla ya kulinganisha matokeo ya maabara mbili, uliza kila utaratibu ulirejesha sehemu gani. Pia kagua msingi wa kuripoti: mg/L kama salfa na mg/L kama H₂S ni namna tofauti za kueleza wingi. Namba inayofanana bila vitengo, maandalizi, na ufafanuzi wa kichanganuzi vinavyofanana haimaanishi matokeo yanakubaliana.
Mtiririko wa kazi unaolinda kipimo
Tumia mfuatano ufuatao unapokagua mtiririko wa kazi wa maabara unaopendekezwa. Mchoro wa jalada unaonyesha mmenyuko na usomaji wa mwanga; jedwali hili linabainisha maamuzi yanayotangulia hatua hizo.
| Hatua | Rekodi kabla ya kuendelea | Rekodi inazuia nini |
|---|---|---|
| Bainisha | Matriksi ya maji, taka, au ya kibiolojia; sehemu iliyoyeyuka au sehemu ya jumla iliyofafanuliwa na mbinu | Kulinganisha vichanganuzi tofauti chini ya lebo ileile ya “H₂S” |
| Chukua | Wakati wa kuchukua sampuli, halijoto, uchujaji, chombo, na mgusano na hewa | Kuchukulia sampuli iliyobadilika kuwa maji ya awali |
| Imarisha | Utaratibu kamili wa kuhifadhi na muda wa kuchelewesha unaoruhusiwa | Kudhani kuweka kwenye jokofu pekee huhifadhi kila sampuli |
| Menyesha | Toleo la mbinu, kundi la uzalishaji wa kitendanishi, ujazo, na muda wa kutokea kwa rangi | Kuchanganya sehemu zisizolingana za taratibu tofauti |
| Pima | Urefu wa wimbi, urefu wa njia ya mwanga ndani ya seli, sampuli tupu, viwango rejea, na upunguzaji wa mkusanyiko | Kubadilisha rangi kuwa mkusanyiko bila urekebishaji sahihi wa kipimo |
| Kagua | Ukaguzi wa urejeshaji, ulinganifu wa vipimo rudufu, kikomo cha kuripoti, na vitengo | Kuripoti namba ya kifaa bila mipaka yake ya uchanganuzi |
Muhtasari wa NEMI wa Standard Methods 4500-S²⁻ D unahitaji mgusano mdogo na hewa na ama uchanganuzi wa mara moja au uhifadhi maalumu kwa asetati ya zinki. Utaratibu wake wa kuhifadhi sulfidi jumla pia hutumia mazingira ya alkali na chupa iliyojaa kabisa. Masharti haya ni sehemu ya mbinu ya kushughulikia sampuli, si shughuli za kawaida za utunzaji wa maabara tu.
Viingilizi vinaweza kufanya sampuli ionekane kuwa na kiwango kidogo isivyo kweli
Muhtasari huo huo wa Standard Methods unabainisha virejeshi vinavyozuia uundaji wa rangi ya bluu, metali zinazounda sulfidi zisizoyeyuka ambazo hazirejeshwi vizuri, na ferosianidi ambayo yenyewe hutokeza rangi ya bluu. Mkusanyiko mkubwa sana wa sulfidi pia unaweza kuzuia mmenyuko.
Kwa hiyo, bomba lenye rangi hafifu linaweza kuwa na maelezo kadhaa: sulfidi kidogo, upotevu kabla ya uchanganuzi, urejeshaji usiokamilika, au kuzuiwa kwa utokeaji wa rangi. Bomba lenye rangi iliyokolea linaweza kuwa na rangi inayotokana na viingilizi. Rangi na ukungu vinahitaji marekebisho ya mandharinyuma yaliyowekwa na mbinu; kutoa thamani ya sampuli tupu ya maji iliyochaguliwa kiholela si lazima kutoshe.
Ukaguzi unaofaa ni kuongeza kiasi kinachojulikana cha sulfidi kwenye sampuli wakilishi na kuipitisha katika maandalizi husika. Ikiwa ongezeko linalotarajiwa halirejeshwi, matriksi au mtiririko wa kazi unahitaji kuchunguzwa. Masharti ya udhibiti wa ubora katika EPA 9030B yanaonyesha kwa nini sampuli ya matriksi iliyoongezewa kiasi kinachojulikana hupitishwa katika mbinu nzima, pamoja na sampuli tupu na viwango rejea vya ukaguzi. Kiasi kinachoongezwa mara moja kabla ya kusoma kipimo hakiwezi kutathmini upotevu uliotokea awali.
Mfano wa uwandani: maji moto yanatatiza utaratibu uliopangwa vizuri
Utafiti wa USGS wa Yellowstone ulioripotiwa katika Open-File Report 2010-1192 ulilinganisha taratibu mbili za bluu ya methilini na mbinu ya elektrodi teule kwa ioni kwenye sampuli zilizohifadhiwa za maji yenye joto la ardhini.
Matokeo ya elektrodi yalikuwa juu kwa uthabiti. Watafiti walibainisha oksidishaji na kutoroka kwa H₂S kama gesi kuwa matatizo ya sampuli za moto. Kuchanganya vitendanishi vya rangi kabla ya kuongeza sampuli kulitoa matokeo ya kipimo cha rangi yaliyo juu kidogo, lakini kulileta tatizo jingine: kitendanishi kilichochanganywa kiliharibika haraka, hivyo muda ukawa chanzo cha kutokuwa na usahihi thabiti. Sampuli saba pia zilikuwa na thiosulfati katika mikusanyiko ambayo waandishi walihusisha na uwezekano wa kipimo cha rangi kukadiria kiwango chini ya hali halisi.
Kwa maji yao yenye joto la ardhini, waandishi walipendelea uimarishaji wa mara moja kwa kioksidishaji-kinzani katika mazingira ya alkali, ukifuatiwa na upimaji kwa elektrodi. Hili ni hitimisho mahususi kuhusu uchaguzi wa mbinu kwa maji moto, si ushahidi kwamba kila kipimo cha elektrodi kinafanya vizuri zaidi kuliko kila kipimo cha rangi.
Chagua mbinu kulingana na swali
| Swali la uchanganuzi | Mbinu ya kutathmini | Sharti kuu |
|---|---|---|
| Sulfidi inayoweza kurejeshwa katika matriksi inayofaa ya maji | Upimaji wa rangi kwa bluu ya methilini wenye utaratibu ulioandikwa | Hifadhi sehemu iliyobainishwa na onyesha urejeshaji katika matriksi |
| Sulfidi katika maji moto yenye joto la ardhini | Uimarishaji wa mara moja kwa mtiririko wa kazi wa elektrodi uliothibitishwa | Thibitisha uchukuaji na uhifadhi wa sampuli kwa halijoto na matriksi husika |
| Sulfidi katika taka au vitu vigumu visivyo na muundo sawia | Maandalizi yanayolenga sehemu mahususi kama EPA 9030B, pamoja na mbinu yake iliyobainishwa ya kubaini kiasi | Urejeshaji wa sulfidi zisizoyeyuka katika asidi unaweza kubaki bila kukamilika; usidhani uchimbaji unatoa kila kitu |
| Sulfidi huru dhidi ya makundi yanayotoa sulfidi kwa kuathiriwa na asidi katika sampuli za kibiolojia | Unasaji teule au uundaji wa derivati pamoja na utenganishaji | Bainisha ni kundi gani la salfa linalotoa ishara inayopimwa |
Tofauti hiyo katika sampuli za kibiolojia ni kubwa. Katika utafiti wa Shen na wenzake wa 2011 wa maabara na plazma ya panya, upimaji wa bluu ya methilini ulikuwa na mipaka kutokana na rangi ya mandharinyuma, unyeti, na salfa iliyotolewa kwa kuathiriwa na asidi wakati wa maandalizi. Mbinu yao ya monobromobimane/HPLC ilitenganisha derivati ya sulfidi na kugundua mikusanyiko ya chini zaidi katika hali zilizojaribiwa. Hii ilikuwa kazi ya kuthibitisha mbinu ya uchanganuzi, si kizingiti cha uchunguzi wa kitabibu wala uthibitisho wa athari ya matibabu.
Urekebishaji wa kipimo na vipimo vyenye majina yanayofanana
Rekebisha kipimo kwa kutumia viwango rejea vya sulfidi vilivyofafanuliwa na utaratibu, kwa hali zilezile za mmenyuko na mwanga zinazotumika kwa sampuli. Kagua matokeo ya sampuli tupu na viwango rejea vya ukaguzi kabla ya kubadilisha ufyonzaji wa mwanga wa sampuli kuwa mkusanyiko. Mkunjo mzuri wa urekebishaji wa kipimo unaweka uhusiano kwa viwango hivyo rejea; urejeshaji wa sampuli unaonyesha ikiwa uhusiano huo unabaki halali katika matriksi.
Mwisho, upimaji wa MBAS kwa viamilifu vya uso vya anioni hutumia bluu ya methilini kwa namna tofauti. Katika EPA 425.1, rangi iliyopo huungana na vitu vyenye shughuli kwenye uso na hutolewa hadi katika awamu ya kikaboni. Upimaji wa rangi wa sulfidi hutengeneza rangi hiyo. Hakuna kati ya taratibu hizi za uchanganuzi ambayo ni maelekezo ya kutibu maji. Tambua kichanganuzi na mmenyuko kabla ya kuchagua kitendanishi au kutafsiri rangi ya bluu.