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测定阴离子表面活性剂结果准确性的控制因素

2014-04-07谢姬弘

山西建筑 2014年5期
关键词:分液亚甲蓝三氯甲烷

谢姬弘

(太原市城市排水监测站,山西太原 030012)

1 概述

阴离子表面活性剂是水环境中分布广泛且具有代表性的一类有机污染物,属于生物难降解物质,阴离子表面活性剂进入水中后,其分子聚集在水和其他介质的表面,产生泡沫、乳化和微粒悬浮等现象,隔绝水中氧与空气中氧的交换,影响水体净化,并消耗水中的溶解氧,导致水质恶化。因此定量准确测定阴离子表面活性剂是水环境监测工作的一项重要任务。

测定水中阴离子表面活性剂首推方法是亚甲蓝分光光度法(GB 7494-87),在环境监测与执法中使用国标法具有权威公正性,但国标法操作起来比较复杂,需要在分液漏斗中多次萃取,消耗的氯仿也比较多。随着环境科研经验的积累,检测设备的更新,检测技术的不断进步,《水和废水监测分析方法》(第四版增补版)颁布的A类方法中,将GB 7494-87里多次萃取修订为单次萃取,由于监测技术是一门实践性很强的技术,而实践技术是从日常实践中总结出来的,笔者通过对阴离子表面活性剂监测方法原理的理解及操作步骤的分析,结合自己的分析工作,总结了实验过程中应注意的事项,并通过引用新的设备来简化分析过程中的操作步骤。

2 实验原理和操作步骤

2.1 原理

阴离子表面活性剂(包括直链烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠)与阳离子染料亚甲蓝作用,生成蓝色的离子对化合物,这类蓝色的化合物可被三氯甲烷萃取,其色度与浓度成正比,并可用分光光度计在波长652 nm处测三氯甲烷层的吸光度。

2.2 操作步骤(第四版增补版)

1)调pH,将待测水样(100 mL)移入分液漏斗中,以酚酞为指示剂,逐滴加入4%氢氧化钠溶液至水溶液呈紫红色,再逐滴加入3%硫酸到紫红色刚好消失。2)加显色剂。加入25 mL亚甲蓝溶液,摇匀。3)加三氯甲烷15 mL,激烈振摇30 s,注意放气。4)比色。静置分层,将三氯甲烷层经脱脂棉吸水后放入比色皿中进行比色(注意:在652 nm处,以三氯甲烷为参比),测定样品,标准系列和空白实验的吸光度。测定时用10 cm的比色皿。5)计算。以样品的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得阴离子表面活性剂的含量。

3 经验总结

1)取样。

a.含悬浮物水样的量取。本方法测定的是溶解态的阴离子表面活性剂,不包含吸附在悬浮物上的阴离子活性剂,应将悬浮物过滤去除,如不进行过滤,悬浮物质吸附三氯甲烷层,沉淀于分液漏斗的底部,沉淀物无法通过旋塞孔,甚至会卡住活塞,使实验无法继续。

b.如何确定取样体积。为了直接测定水和废水样,GB 7494-87及四版都推荐根据预计的阴离子表面活性剂的浓度确定取样体积,但要预估被测水样的浓度需要具备相当经验。在实验中,如果所取水样阴离子表面活性剂浓度超过了预计量,加入的亚甲蓝被全部反应掉,则需要弃去试样,重新取样。在弃去试样前,初读已做试样的吸光度值,根据吸光度值确定稀释倍数,进而确定取样量,用水稀释至100 mL。

2)试剂的量取。

a.实验中部分试剂不用准确量取。在实验中,25 mL的亚甲蓝是按最大阴离子活性剂浓度参与反应的用量,而比色时,取的是三氯甲烷层里待测阴离子与亚甲蓝反应所生成离子化合物的颜色,多余的亚甲蓝留在水相里不参与比色,因此亚甲蓝的加入量不需要十分精确,用量筒加入即可,不会影响测定结果。同理,标准系列及高浓度未知水样所加的稀释水也不用精确,因为稀释水不参与反应,也不会影响有机相中的吸光度值,用量筒加即可。

b.需要准确量取的试剂。15 mL的三氯甲烷必须准确。因为三氯甲烷是反应生成物——蓝色化合物的溶剂,多加或少加会直接影响三氯甲烷层的吸光度值,从而影响测定结果。

3)绘制校准曲线和水样的测定,应使用同一批三氯甲烷、亚甲蓝溶液,确保待测水样与标准系列条件一致。

4)本方法绘制校准曲线的含量从 0 μg,10 μg,30 μg,50 μg,70 μg,90 μg,110 μg,120 μg,150 μg 至 200 μg,共 10 个点(包括零浓度),跨度比较大,在本实验室内,通过单人多次,多人多次的比对实验表明:当含量为70 μg时,吸光度已大于0.9,超过分光光度计的最佳线性范围,所绘制的校准曲线相关系数不好,建议根据待测水样的浓度,分别配制低浓度的系列和高浓度的系列。

5)在实验中,通过采用新设备节省人力,使操作更为简单、快捷、准确。

a.在操作步骤“激烈振荡”环节,当样品数量很多时,手工振摇不能保证前后用力大小一致,采用分液漏斗振摇器可使振摇始终保持相同力度,确保待测水样与标准系列条件一致,所有样品都充分反应,使测定结果更加准确。

b.测定实验所用的玻璃器皿不能用各类洗涤剂清洗,而实验所用的显色剂——亚甲蓝染料极易着色,尤其是分液漏斗的磨砂口及活塞处。彻底清洗玻璃器皿也是实验中费时费力的繁重劳动,采用超声波清洗大大节省了人力,提高了效率。

环境监测是一门实践性很强的技术,详细了解一个实验项目的原理后,有助于我们理解实验过程中每个操作步骤的作用,更好地做好每个环节,使常规操作更加简单、快捷,使化验结果更加准确。

[1]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].(第4版增补版).北京:中国环境科学出版社,2009.

[2]GB 7494-87,水质 阴离子表面活性剂的测定 亚甲蓝分光光度法[S].

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