వ్యాసం
సల్ఫైడ్ కొలత కోసం మిథిలీన్ బ్లూ పద్ధతి
మిథిలీన్ బ్లూ సల్ఫైడ్ పద్ధతి సల్ఫైడ్‌ను నీలి రంగు పదార్థంగా మార్చి, దాని కాంతి శోషణను కొలవడం ద్వారా సల్ఫైడ్ పరిమాణాన్ని కొలుస్తుంది. విశ్లేషణాత్మక సంకేతాన్ని అందించే ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి మిథిలీన్ బ్లూ. నీటిలో ఒక సీసా మిథిలీన్ బ్లూ కలపడం ఈ పరీక్ష కాదు.
ఆ ప్రతిచర్య జరిగే వరకు నమూనా అసలు పరిస్థితికి ప్రాతినిధ్యం వహించేలా ఉంచడమే తరచుగా కష్టమైన భాగం. సేకరణ సమయంలో తప్పించుకున్న లేదా ఆక్సీకరణ చెందిన సల్ఫైడ్‌ను ఖచ్చితమైన కాంతి శోషణ కొలత తిరిగి పొందలేదు. అలాగే, నమూనా సిద్ధీకరణలో విడుదలైన ఇతర సల్ఫర్ నిల్వల నుంచి స్వేచ్ఛా హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్‌ను అది వేరుగా గుర్తించలేదు.
నీలి రంగు ఎలా ఏర్పడుతుంది?
EPA పద్ధతి 376.2లో, ఫెర్రిక్ క్లోరైడ్ సమక్షంలో సల్ఫైడ్ డైమిథైల్-p-ఫెనిలీన్డయమీన్‌తో ప్రతిచర్య జరిపి మిథిలీన్ బ్లూను ఏర్పరుస్తుంది. ఆమ్ల కారకాలు రంగు పదార్థం ఏర్పడటానికి అవసరమైన పరిస్థితులను కల్పిస్తాయి. ఆ తర్వాత పరికరం ఏర్పడిన ద్రావణం కాంతిని ఎంత శోషిస్తుందో కొలుస్తుంది.
ప్రతిచర్యను భావనాత్మకంగా ఇలా చూపవచ్చు:
Sulfide + N,N-dimethyl-p-phenylenediamine + Fe(III), under acidic conditions → methylene blue → absorbance measurement.
ఇది విశ్లేషణాత్మక రూపరేఖ మాత్రమే; సమతుల్యం చేసిన ప్రతిచర్య సమీకరణం కాదు. కారకాల కూర్పు, గాఢత, రంగు అభివృద్ధి సమయం, తరంగదైర్ఘ్యం, కాంతి పథం ఎంచుకున్న పద్ధతి ప్రకారమే ఉండాలి.
ఈ వివరాలను ఒకదాని స్థానంలో మరొకటి ఉపయోగించలేం. EPA 376.2లో 625 nm వద్ద కొలత చేయాలని నిర్దేశించారు. DR/5000 పరికరం కోసం నమోదు చేసిన Hach 8131 విధానం 665 nm ఉపయోగిస్తుంది. శాస్త్రీయ సాహిత్యంలో ఉన్న మిథిలీన్ బ్లూ కాంతి శోషణ విలువ ఒక నిర్దిష్ట పరీక్షకు సంబంధించిన అమరికలు, క్రమాంకనానికి ప్రత్యామ్నాయం కాదు.
సేకరణకు ముందే కొలవాల్సిన సల్ఫైడ్ భాగాన్ని నిర్వచించండి
“హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ గాఢత” అనే పదబంధం వేర్వేరు కొలత లక్ష్యాలను మరుగుపరచవచ్చు. నీటిలో కరిగిన H₂S, HS⁻ మధ్య సంబంధం ఆమ్ల-క్షార రసాయనశాస్త్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాటి నిష్పత్తులు pH సహా వివిధ పరిస్థితులపై ఆధారపడతాయి. నమూనాను ఆమ్లీకరించడం ఆ పంపిణీని మారుస్తుంది; తర్వాత పరిశీలించేందుకు అసలు పంపిణీని అలాగే ఉంచదు.
EPA 376.2 నిర్దిష్ట నీటి, వ్యర్థ నమూనాల్లో మొత్తం, కరిగిన సల్ఫైడ్‌లను కొలుస్తుంది, కానీ ఆమ్లంలో కరగని సల్ఫైడ్‌లను మినహాయిస్తుంది. అందువల్ల, ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించిన నివేదికలోని “మొత్తం” అనే పదాన్ని సీసాలోని ప్రతి సల్ఫర్-కలిగిన సమ్మేళనంగా అర్థం చేసుకోకూడదు. సల్ఫేట్ వేరే విశ్లేష్య పదార్థం; ఆమ్లంలో కరగని లోహ సల్ఫైడ్ కొలతలో చిక్కకపోవచ్చు.
రెండు ప్రయోగశాలల ఫలితాలను పోల్చే ముందు, ప్రతి విధానం ఏ భాగాన్ని తిరిగి పొందిందో అడగండి. ఫలితాల నివేదిక ప్రాతిపదికను కూడా తనిఖీ చేయండి: సల్ఫర్‌గా mg/L, H₂Sగా mg/L అనేవి వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి వ్యక్తీకరణ పద్ధతులు. ప్రమాణాలు, సిద్ధీకరణ, విశ్లేష్య పదార్థం నిర్వచనం సరిపోలకుండా సంఖ్యలు మాత్రమే సరిపోలితే, అది ఫలితాల ఏకీభావం కాదు.
కొలతను కాపాడే కార్యప్రవాహం
ప్రతిపాదిత ప్రయోగశాల కార్యప్రవాహాన్ని సమీక్షించేటప్పుడు కింది క్రమాన్ని ఉపయోగించండి. ముఖచిత్రంలోని బొమ్మ ప్రతిచర్యను, కాంతి ఆధారిత కొలతను చూపిస్తుంది; వాటికి ముందు తీసుకోవాల్సిన నిర్ణయాలను ఈ పట్టిక గుర్తిస్తుంది.
| దశ | ముందుకు వెళ్లే ముందు నమోదు చేయాల్సినవి | ఈ నమోదు నివారించేది |
|---|---|---|
| నిర్వచనం | నీరు, వ్యర్థం లేదా జీవ నమూనా మాధ్యమం; కరిగిన భాగం లేదా పద్ధతి నిర్వచించిన మొత్తం భాగం | వేర్వేరు విశ్లేష్య పదార్థాలను ఒకే “H₂S” పేరుతో పోల్చడం |
| సేకరణ | సేకరణ సమయం, ఉష్ణోగ్రత, వడపోత, పాత్ర, గాలితో సంపర్కం | మారిపోయిన నమూనాను అసలు నీరుగా పరిగణించడం |
| స్థిరీకరణ | ఖచ్చితమైన పరిరక్షణ విధానం, అనుమతించిన ఆలస్య వ్యవధి | శీతలీకరణ ఒక్కటే ప్రతి నమూనాను పరిరక్షిస్తుందని భావించడం |
| ప్రతిచర్య | పద్ధతి సంచిక, కారకాల తయారీ బ్యాచ్, ఘనపరిమాణాలు, రంగు అభివృద్ధి సమయం | వేర్వేరు విధానాల్లోని పరస్పరం అనుకూలం కాని భాగాలను కలపడం |
| కొలత | తరంగదైర్ఘ్యం, సెల్ కాంతి పథం, బ్లాంక్, ప్రమాణ నమూనాలు, పలుచన | సరైన క్రమాంకనం లేకుండా రంగును గాఢతగా మార్చడం |
| సమీక్ష | తిరిగి పొందిన పరిమాణం తనిఖీలు, నకలు పరీక్షల ఫలితాల ఏకీభావం, నివేదన పరిమితి, ప్రమాణాలు | పరికరం ఇచ్చిన సంఖ్యను దాని విశ్లేషణాత్మక పరిమితులు లేకుండా నివేదించడం |
Standard Methods 4500-S²⁻ Dకి సంబంధించిన NEMI సారాంశం గాలితో సంపర్కాన్ని కనిష్ఠంగా ఉంచాలని, వెంటనే విశ్లేషించాలని లేదా నిర్దేశిత జింక్-అసిటేట్ పరిరక్షణను ఉపయోగించాలని సూచిస్తుంది. దాని మొత్తం-సల్ఫైడ్ పరిరక్షణ విధానంలో క్షార పరిస్థితులు, పూర్తిగా నింపిన సీసా కూడా అవసరం. ఈ అవసరాలు నమూనా పద్ధతిలో భాగం; కేవలం ప్రయోగశాల నిర్వహణ నియమాలు కావు.
అంతరాయాలు నమూనాలో సల్ఫైడ్ తక్కువగా ఉన్నట్లు చూపవచ్చు
అదే Standard Methods సారాంశం నీలి రంగు ఏర్పడటాన్ని అణచివేసే క్షయకారకాలను, సరిగా తిరిగి పొందలేని కరగని సల్ఫైడ్‌లను ఏర్పరిచే లోహాలను, స్వయంగా నీలి రంగును ఉత్పత్తి చేసే ఫెర్రోసయనైడ్‌ను గుర్తిస్తుంది. సల్ఫైడ్ గాఢతలు చాలా ఎక్కువగా ఉన్నా ప్రతిచర్యకు ఆటంకం కలగవచ్చు.
అందువల్ల, పరీక్ష నాళికలో రంగు లేతగా ఉండటానికి అనేక కారణాలు ఉండవచ్చు: సల్ఫైడ్ తక్కువగా ఉండటం, విశ్లేషణకు ముందే నష్టపోవడం, పూర్తిగా తిరిగి పొందకపోవడం లేదా రంగు అభివృద్ధి అణచివేయబడటం. ముదురు రంగు ఉన్న నాళికలో అంతరాయం కలిగించే రంగు ఉండవచ్చు. రంగు, మసకదనం కోసం పద్ధతి నిర్దేశించిన నేపథ్య సవరణ అవసరం; యాదృచ్ఛికంగా ఎంచుకున్న నీటి బ్లాంక్ విలువను తీసివేయడం తప్పనిసరిగా సరిపోదు.
ప్రాతినిధ్య నమూనాకు తెలిసిన పరిమాణంలో సల్ఫైడ్‌ను కలిపి, సంబంధిత సిద్ధీకరణ దశలన్నింటి గుండా తీసుకెళ్లడం ఉపయోగకరమైన తనిఖీ. ఆశించిన పెరుగుదల తిరిగి లభించకపోతే, నమూనా మాధ్యమాన్ని లేదా కార్యప్రవాహాన్ని పరిశీలించాలి. బ్లాంక్‌లు, తనిఖీ ప్రమాణ నమూనాలతో పాటు, తెలిసిన పరిమాణాన్ని కలిపిన మాధ్యమ నమూనాను పూర్తి పద్ధతి గుండా ఎందుకు ప్రాసెస్ చేయాలో EPA 9030Bలోని నాణ్యత నియంత్రణ నిబంధనలు వివరిస్తాయి. కొలత తీసుకునే ముందు మాత్రమే తెలిసిన పరిమాణాన్ని కలిపితే, అంతకుముందు జరిగిన నష్టాలను అంచనా వేయలేం.
క్షేత్రస్థాయి ఉదాహరణ: వేడి నీటితో క్రమబద్ధమైన విధానానికీ సవాలు
Open-File Report 2010-1192లో నివేదించిన USGS ఎల్లోస్టోన్ అధ్యయనం పరిరక్షించిన భూఉష్ణ నమూనాలపై రెండు మిథిలీన్ బ్లూ విధానాలను అయాన్-ఎంపిక ఎలక్ట్రోడ్ పద్ధతితో పోల్చింది.
ఎలక్ట్రోడ్ ఫలితాలు స్థిరంగా ఎక్కువగా వచ్చాయి. వేడి నమూనాల్లో ఆక్సీకరణ, H₂S వాయువుగా బయటకు వెళ్లిపోవడం సమస్యలని పరిశోధకులు గుర్తించారు. నమూనా కలపడానికి ముందే రంగు కారకాలను కలపడం వల్ల వర్ణమితి ఫలితాలు కొద్దిగా ఎక్కువగా వచ్చాయి, కానీ మరో సమస్య తలెత్తింది: కలిపిన కారకం వేగంగా క్షీణించడంతో, సమయపాలన కొలతల్లో అస్థిరతకు కారణమైంది. ఏడు నమూనాల్లో థయోసల్ఫేట్ కూడా ఉంది; ఆ గాఢతల వల్ల వర్ణమితి ఫలితాలు వాస్తవం కంటే తక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉందని రచయితలు భావించారు.
తాము పరిశీలించిన భూఉష్ణ జలాలకు, రచయితలు వెంటనే క్షార యాంటీఆక్సిడెంట్ స్థిరీకరణ చేసి, ఆ తర్వాత ఎలక్ట్రోడ్ కొలత చేయడాన్ని అనుకూలంగా భావించారు. ఇది వేడి నీటికి పద్ధతి ఎంపికపై నిర్దిష్ట నిర్ధారణ మాత్రమే; ప్రతి ఎలక్ట్రోడ్ కొలత ప్రతి వర్ణమితి పరీక్ష కంటే మెరుగ్గా ఉంటుందనే ఆధారం కాదు.
ప్రశ్నకు తగిన పద్ధతిని ఎంచుకోండి
| విశ్లేషణాత్మక ప్రశ్న | పరిశీలించాల్సిన పద్ధతి | ప్రధాన షరతు |
|---|---|---|
| అనుకూలమైన నీటి మాధ్యమంలో తిరిగి పొందగల సల్ఫైడ్ | నమోదు చేసిన మిథిలీన్ బ్లూ వర్ణమితి | నిర్దేశిత భాగాన్ని పరిరక్షించి, మాధ్యమం నుంచి తిరిగి పొందగల పరిమాణాన్ని నిరూపించాలి |
| వేడి భూఉష్ణ జలాల్లో సల్ఫైడ్ | ధృవీకరించిన ఎలక్ట్రోడ్ కార్యప్రవాహంతో తక్షణ స్థిరీకరణ | ఉష్ణోగ్రత, మాధ్యమానికి తగిన సేకరణ, పరిరక్షణను ధృవీకరించాలి |
| అసమాన మిశ్రమ వ్యర్థాలు లేదా ఘన పదార్థాల్లో సల్ఫైడ్‌లు | EPA 9030B వంటి భాగానికి నిర్దిష్టమైన సిద్ధీకరణ, అందులో పేర్కొన్న నిర్ధారణ పద్ధతితో పాటు | ఆమ్లంలో కరగని భాగాన్ని తిరిగి పొందడం అసంపూర్ణంగా ఉండవచ్చు; సంపూర్ణ వెలికితీత జరిగిందని భావించకూడదు |
| జీవ నమూనాల్లో స్వేచ్ఛా సల్ఫైడ్, ఆమ్లానికి అస్థిరమైన నిల్వల మధ్య తేడా | వేరు చేసే ప్రక్రియతో కూడిన ఎంపికాత్మక బంధనం లేదా ఉత్పన్న రూపంలోకి మార్చడం | కొలిచిన సంకేతాన్ని ఏ సల్ఫర్ నిల్వ ఉత్పత్తి చేస్తుందో నిర్ధారించాలి |
జీవ నమూనాల్లో ఈ తేడా ముఖ్యమైనది. Shen, సహచరులు 2011లో చేసిన ప్రయోగశాల, ఎలుకల ప్లాస్మా అధ్యయనంలో, నేపథ్య రంగు, సున్నితత్వం, సిద్ధీకరణ సమయంలో విడుదలైన ఆమ్లానికి అస్థిరమైన సల్ఫర్ మిథిలీన్ బ్లూ కొలతలను పరిమితం చేశాయి. వారి మోనోబ్రోమోబిమేన్/HPLC పద్ధతి సల్ఫైడ్ ఉత్పన్నాన్ని వేరు చేసి, పరీక్షించిన పరిస్థితుల్లో తక్కువ గాఢతలను గుర్తించింది. ఇది విశ్లేషణాత్మక ధృవీకరణ పరిశోధన మాత్రమే; వైద్య నిర్ధారణ పరిమితి లేదా చికిత్స ప్రభావానికి రుజువు కాదు.
క్రమాంకనం, ఒకేలా పేరున్న పరీక్షలు
నమూనాలకు ఉపయోగించే ప్రతిచర్య, కాంతి కొలత పరిస్థితులనే ఉపయోగించి, విధానం నిర్వచించిన సల్ఫైడ్ ప్రమాణ నమూనాలతో క్రమాంకనం చేయండి. నమూనా కాంతి శోషణను గాఢతగా మార్చే ముందు బ్లాంక్, తనిఖీ ప్రమాణ నమూనాల ఫలితాలను సమీక్షించండి. చక్కని క్రమాంకన వక్రరేఖ ఆ ప్రమాణ నమూనాలకు ఒక సంబంధాన్ని స్థాపిస్తుంది; నమూనా నుంచి తిరిగి పొందిన పరిమాణం, ఆ సంబంధం నమూనా మాధ్యమంలోనూ నిలుస్తుందో లేదో నిర్ధారిస్తుంది.
చివరగా, ఋణ అయానిక ఉపరితల క్రియాశీల పదార్థాల కోసం MBAS పరీక్ష మిథిలీన్ బ్లూను వేరే విధంగా ఉపయోగిస్తుంది. EPA 425.1లో, ముందే ఉన్న రంగు పదార్థం ఉపరితల క్రియాశీల పదార్థాలతో జతకట్టి, సేంద్రీయ దశలోకి వెలికితీయబడుతుంది. సల్ఫైడ్ వర్ణమితిలో రంగు పదార్థం కొత్తగా ఏర్పడుతుంది. ఈ రెండు విశ్లేషణాత్మక విధానాల్లో ఏదీ నీటి శుద్ధి సూచన కాదు. కారకాన్ని ఎంచుకునే ముందు లేదా నీలి రంగును అర్థం చేసుకునే ముందు విశ్లేష్య పదార్థాన్ని, ప్రతిచర్యను గుర్తించండి.