連續(xù)流動(dòng)注射分析儀在檢測(cè)水中陰離子表面活性劑時(shí)的具體應(yīng)用

孫辰

摘 要：連續(xù)流動(dòng)注射分析儀能夠?qū)鹘y(tǒng)的手工分析操作轉(zhuǎn)化為試劑輪流交替加入反應(yīng)體系的儀器分析方法，具有更高的自動(dòng)性和便利性。實(shí)驗(yàn)表明，連續(xù)流動(dòng)分析儀在檢測(cè)陰離子表面活性劑時(shí)，具有較低的最低檢出限，較高的精密度，能夠更好的適用于實(shí)際的水質(zhì)分析工作中。

關(guān)鍵詞：連續(xù)流動(dòng)；陰離子洗滌劑；水質(zhì)

1 概述

陰離子表面活性劑是普通合成洗滌劑的主要活性成分，使用最廣泛的陰離子表面活性劑是直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）。[1]陰離子表面活性劑可分為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽四大類，具有較好的去污、發(fā)泡、分散、乳化、潤(rùn)濕等特性。廣泛用作洗滌劑、起泡劑、潤(rùn)濕劑、乳化劑和分散劑，產(chǎn)量占表面活性劑的首位。但隨著陰離子表面活性劑為我們的生活帶來(lái)便利之余，也產(chǎn)生了大量含有陰離子表面活性劑的生活污水和工業(yè)廢水，進(jìn)而對(duì)天然水體環(huán)境帶來(lái)了一系列的不良影響：當(dāng)陰離子表面活性劑進(jìn)入水體后，會(huì)在水體表面或懸浮物表面附著，產(chǎn)生泡沫甚至發(fā)生乳化現(xiàn)象，進(jìn)而阻礙水中的氣體交換，同時(shí)，當(dāng)其在與微生物的作用下發(fā)生降解時(shí)，又將大量消耗水中溶氧，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致水體惡化，此外，還有研究表明，低濃度的陰離子表面活性劑對(duì)藻類及魚類產(chǎn)生慢性毒性。因此，我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（2006年）規(guī)定，飲用水中，陰離子表面活性劑不得超過0.3mg/l，[2]《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）規(guī)定，I～I(xiàn)II類水中，陰離子表面活性劑濃度不得超過0.2mg/l，IV～V類水不得超過0.3mg/l。[3]

目前，針對(duì)陰離子表面活性劑的檢測(cè)手段主要有：早期的紅外分光光度法、熒光光度法，較為普遍的亞甲基藍(lán)分光光度法、二氮雜菲分光光度法，此外還有兩相滴定法、電化學(xué)分析法、高效液相色譜法，以及近來(lái)興起的連續(xù)流動(dòng)注射法。在檢測(cè)較高濃度曲線或水樣時(shí)，各方法在檢測(cè)上限和回收率的比對(duì)中并無(wú)顯著差異，都能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢出限和檢測(cè)范圍。但鑒于日常生產(chǎn)檢測(cè)的工作實(shí)際中，拓展其檢測(cè)下限和探究其低濃度時(shí)的檢測(cè)精度，為執(zhí)行《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》[4]，有著更多的實(shí)際意義。

2 試驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法原理

陽(yáng)離子染料亞甲藍(lán)與陰離子表面活性劑作用，生成藍(lán)色的鹽類，統(tǒng)稱亞甲藍(lán)活性物質(zhì)（MBAS）。該生成物可被氯仿萃取，其色度與濃度成正比，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)652nm處測(cè)量氯仿層的吸光度。[1]連續(xù)流動(dòng)分析儀利用與手工法相同的化學(xué)反應(yīng)原理，將不同反應(yīng)試劑按照特定的比例注入，以氣泡作為間隔，連續(xù)通過混合模塊、反應(yīng)模塊、分離模塊和檢測(cè)模塊，最終得到測(cè)量數(shù)據(jù)。

2.2 主要儀器與試劑

試驗(yàn)儀器：SkalarB.V生產(chǎn)制造的SA5590UV-B連續(xù)流動(dòng)分析儀

實(shí)驗(yàn)試劑：LAS-A（純氯仿）：將氯仿在49℃的水浴中超聲脫氣30分鐘以上。

LAS-B（備用亞甲基藍(lán)溶液）：稱0.2g亞甲基藍(lán)，加入50ml無(wú)水酒精，充分溶解后再加入50ml蒸餾水。

LAS-C（備用堿性硼酸鈉溶液）：稱3.166g十水四硼酸鈉，加0.66g氫氧化鈉，溶于200ml蒸餾水中。

LAS-D（堿性亞甲基藍(lán)溶液）：取17.5ml備用亞甲基藍(lán)溶液B，加入50ml備用堿性硼酸鈉C，再加50ml無(wú)水酒精，用蒸餾水定容至500ml，在加入0.2ml Brij35（30%）。

LAS-E（酸性亞甲基藍(lán)溶液）：取3.4ml濃硫酸稀釋于300ml蒸餾水中，再加入25g磷酸二氫鈉，加入3.75ml備用亞甲基藍(lán)溶液B和25ml無(wú)水酒精溶解，用蒸餾水定容至500ml。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

打開儀器之前，應(yīng)先檢查管路是否連接完整并且暢通，當(dāng)確認(rèn)儀器狀況良好后，壓下泵蓋，放下空氣拉環(huán)，將無(wú)關(guān)導(dǎo)管放入去離子水中，以免干摩損耗泵管。然后拉緊進(jìn)樣器導(dǎo)管，打開儀器和進(jìn)樣器。然后打開電腦主機(jī)和數(shù)據(jù)處理器，當(dāng)聽到滴聲后，啟動(dòng)FlowAccessV3分析軟件。將A管放入無(wú)水乙醇中，清洗管路，以帶出殘留的水分，避免影響試驗(yàn)測(cè)量。用針筒吸取15ml無(wú)水乙醇，緩慢推入，以清洗比色池。5min后，將A管取出，排空部分管路后插入脫過氣的氯仿。當(dāng)管路中充滿了氯仿后，便可以將D管和E管分別插入堿性亞甲基藍(lán)溶液和酸性亞甲基藍(lán)溶液中。檢測(cè)基線，待基線平穩(wěn)后，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)：進(jìn)樣70s，清洗130s，確定試驗(yàn)方法，編制實(shí)驗(yàn)表格，之后便可以開始檢測(cè)。

分析結(jié)束后，先取出D管和E管，放入0.01M氫氧化鈉溶液中，5min后取出，令其走空氣，再取出A管，通入少量空氣后，放入無(wú)水乙醇中，清洗管路，帶出管路中殘留的水分。最后將所有管路排空后，關(guān)閉儀器和進(jìn)樣器，松開泵蓋和空氣拉環(huán)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確移取生產(chǎn)的編號(hào)為（E）081639的表面活性劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1000μg/ml）10ml，稀釋至1000ml，配成濃度為10mg/l的中間液。再分別移取0、1、2、3、4、5、8ml，稀釋至100ml，配成濃度依次為0.00mg/l，0.10mg/l，0.20mg/l，0.30mg/l，0.40mg/l，0.50mg/l，0.80mg/l的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

曲線方程為y=0.1116x-0.0194，（r=0.9984，R2=0.9996）。說(shuō)明，該曲線在測(cè)定范圍：0.00～0.80mg/l內(nèi)，具有較好的線性關(guān)系，可以用于進(jìn)一步的試驗(yàn)探究。

3.2 精密度檢測(cè)

連續(xù)測(cè)試某污水樣品六次，計(jì)算其平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差S，以及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（%），所得數(shù)據(jù)如表1所示。

3.3 檢出限檢測(cè)

連續(xù)測(cè)量新制去離子水11次，由此算得儀器檢出限以及精密度（最低檢出限），所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

3.4 比對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果

將同時(shí)同處取得的兩瓶水樣分別在不同實(shí)驗(yàn)室以相似的試驗(yàn)條件進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果如表3所示。

4 注意事項(xiàng)

第一，亞甲基藍(lán)染料極易染色，使用前后應(yīng)及時(shí)用無(wú)水乙醇清洗，以免影響檢測(cè)結(jié)果。

第二，試劑使用前應(yīng)確保溶解完全或進(jìn)行過濾，以免細(xì)小的不溶物阻塞管道。

第三，對(duì)氯仿進(jìn)行高溫超聲處理時(shí)，溫度不宜過高，且注意避光，以免產(chǎn)生能夠?qū)θ梭w產(chǎn)生較大毒性的光氣等不良產(chǎn)物。

第四，為取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所有試劑都需要新鮮配制，所有使用的玻璃器皿及儀器，都不得用洗潔精、洗衣粉等含有陰離子表面活性劑的洗滌劑清洗，都需在酸液中浸泡過夜，然后用去離子水沖洗干凈待用。

第五，妥善保存氯仿廢液，回收處理或進(jìn)行無(wú)害化處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)表明，利用連續(xù)流動(dòng)-分光光度法，能夠大大提高檢測(cè)效率——200s便可以完成一個(gè)水樣的檢測(cè)，相較于以往的任何檢測(cè)手段，都是極大的進(jìn)步，這為增加監(jiān)測(cè)斷面以及提高檢測(cè)頻次，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行最嚴(yán)格水資源管理制度提供了必備的客觀條件。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，連續(xù)流動(dòng)分析儀在檢測(cè)陰離子表面活性劑時(shí)，最低檢出限能夠到達(dá)0.023mg/l，這大幅度地低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的0.05mg/l。因陰離子表面活性劑在日常生活生產(chǎn)中的使用愈發(fā)增多，其不但對(duì)天然水體產(chǎn)生破壞性的危害，當(dāng)其進(jìn)入人畜體內(nèi)后還會(huì)產(chǎn)生一系列的代謝反應(yīng)，影響人畜健康，因此更低的檢出限有助于更嚴(yán)格地監(jiān)測(cè)水質(zhì)的發(fā)展變化的情況。通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)室間的分析比對(duì)，表明該方法也具有較高的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度和精密度，能夠滿足準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況的要求。最后，該方法對(duì)氯仿的使用量較以往的手工方法要大大減少，能夠降低對(duì)化驗(yàn)人員的身體傷害，也減少了產(chǎn)生廢液對(duì)環(huán)境的二次污染及破壞。因此該檢測(cè)方法手段值得在實(shí)驗(yàn)室間推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]GB7494-87.水質(zhì)陰離子表面活性劑的測(cè)定 亞甲基藍(lán)分光光度法[S].

[2]GB 5749-2006.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]GB3838-2002.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]國(guó)發(fā)〔2012〕3號(hào).國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見[Z].