梁　赟，唐東民，郭　強(qiáng)，郗曉丹，楊勝丹

(眉山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，四川　眉山　620010)

?

流動(dòng)注射光度法與國(guó)標(biāo)法測(cè)定水中LAS的比較

梁赟，唐東民，郭強(qiáng)，郗曉丹，楊勝丹

(眉山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，四川眉山620010)

運(yùn)用流動(dòng)注射光度法與亞甲藍(lán)分光光度法測(cè)定了水中陰離子表面活性劑(LAS)。結(jié)果表明：流動(dòng)注射法與國(guó)標(biāo)分光光度法兩種檢驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著差異，流動(dòng)注射分析法測(cè)定陰離子表面活性劑的精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率均滿(mǎn)足水質(zhì)檢測(cè)的質(zhì)量控制要求。相對(duì)而言，流動(dòng)注射分析法操作簡(jiǎn)便，分析效率高，極大地提高了分析速度，因此有利于大批量樣品分析。

流動(dòng)注射光度法；亞甲藍(lán)分光光度法；方法比較

近年來(lái)， 陰離子表面活性劑(LAS)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其環(huán)境危害也不斷擴(kuò)大。陰離子表面活性劑對(duì)水生、陸生動(dòng)植物都有影響，其毒性與疏水基的鏈長(zhǎng)有關(guān)，疏水基鏈越長(zhǎng)毒性越大[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，人體皮膚可以直接吸附并吸收陰離子表面活性劑，而且還能在膽囊、肝和胰腺中不斷積累，對(duì)人體傷害巨大[2]。因此快速準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)境水樣中的陰離子表面活性劑含量意義重大。目前測(cè)定陰離子表面活性劑的標(biāo)準(zhǔn)方法是亞甲基藍(lán)光度法, 此外還有滴定法[3]、分光光度法[ 4-7]、色譜法、及流動(dòng)注射法[8]等。流動(dòng)注射分析法測(cè)定陰離子表面活性劑時(shí)使用的是亞甲基藍(lán)顯色劑，這與亞甲基藍(lán)分光光度法使用的顯色劑相同，但流動(dòng)注射法其自動(dòng)化程度高，特別適用于短時(shí)間大批量的分析檢測(cè)[9]。本文利用流動(dòng)注射分析法和傳統(tǒng)方法分別測(cè)定不同水樣中LAS的含量，分析比較兩種測(cè)定方法的結(jié)果，并通過(guò)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)確定兩種測(cè)量方法的回收率，為流動(dòng)注射分析儀光度法編入國(guó)標(biāo)分析測(cè)定LAS的可行性提供依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器

FIA-6000+自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀，北京吉天儀器有限公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；KH-300DE數(shù)控超聲波清洗器，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；YH-23過(guò)濾器，青島科恒實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；UPT-I-10T優(yōu)普超純水機(jī)，成都超純科技有限公司；BSA224賽多利斯分析天平，北京儀聯(lián)四?？萍加邢薰?；721可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海天普儀器有限公司；AS-90自動(dòng)進(jìn)樣器，北京吉天儀器有限公司。

1.2試劑

十二烷基苯磺酸鈉(LAS,1000 μg/mL)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；甲醇(CH3OH，AR)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；亞甲基藍(lán)(C16H18ClN3S2，AR)，邁坤化工有限公司；無(wú)水乙醇(C2H50H，AR)，三氯甲烷(CHCl3，AR)，硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O，AR)，濃硫酸(H2SO4，AR)，異丙醇(C3H7OH，AR)，氫氧化鈉(NaOH，AR)，成都市科龍化工試劑廠。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1亞甲基藍(lán)分光光度法[11-12]

曲線(xiàn)的繪制 取一組分液漏斗10個(gè)，分別加入100、99、97、95、93、91、89、87、85、80 mL水，然后分別移入0、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00、11.00、13.00、15.00、20.00 mL 10 mg/L的十二烷基苯磺酸鈉，搖勻。

以酚酞指示劑，逐滴加入4%NaOH溶液至水溶液呈紫紅色，再滴加3%H2SO4至紫紅色剛好消失。

加入25 mL亞甲藍(lán)溶液，搖勻后再加入10 mL三氯甲烷，激烈振搖30 s，注意放氣。再慢慢旋轉(zhuǎn)分液漏斗，使滯留在內(nèi)壁上的三氯甲烷液珠降落，靜置分層。

將三氯甲烷層放入預(yù)先盛有50 mL洗滌液的第二個(gè)分液漏斗內(nèi)，重復(fù)萃取三次，每次用10 mL三氯甲烷，合并所有三氯甲烷萃取液至第二個(gè)分液漏斗中，激烈搖動(dòng)30 s，靜置分層。將三氯甲烷層通過(guò)脫脂棉放入50 mL比色管中，再用三氯甲烷萃取洗滌液兩次(每次用量5 mL)，此三氯甲烷層也進(jìn)入比色管中，加三氯甲烷至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

用10 mm比色皿，以三氯甲烷為參比，測(cè)定樣品標(biāo)準(zhǔn)系列和空白試驗(yàn)在652 nm處的吸光度。

1.3.2流動(dòng)注射光度法

圖1　流動(dòng)注射分析流程圖

曲線(xiàn)的繪制：取一組100 mL的容量瓶，分別加入0、0.25、0.5、1、2、5、8和10 mL的25 mg/L十二烷基苯磺酸鈉，然后分別定溶，搖勻。

陰離子表面活性劑LAS流動(dòng)注射分析流路如圖1所示。采樣環(huán)為100 cm，萃取模塊采用膜分離技術(shù)。流通池后接一段1 m 長(zhǎng)，0.6 mm id的毛細(xì)光作為背壓環(huán)。此方法使用的泵管類(lèi)型為T(mén)ygon?泵管，其中氯仿使用Viton?泵管，內(nèi)徑1.02 mm。

樣品泵管內(nèi)徑1.52 mm，長(zhǎng)度12 cm，其中一段距卡頭2 cm。堿性亞甲基藍(lán)泵管內(nèi)徑0.89 mm，載流泵管內(nèi)徑1.52 mm，酸性亞甲基藍(lán)泵管內(nèi)徑1.14 mm。載流為20%甲醇溶液，泵速35 r/min，檢測(cè)波長(zhǎng)652 nm，待儀器穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)定。

按圖1所示，泵管分別采集標(biāo)準(zhǔn)陰離子表面活性劑溶液或者樣品溶液、載流液20%甲醇、堿性亞甲基藍(lán)溶液、氯仿、酸性亞甲基藍(lán)溶液。樣品首先與載流液充分混合，排除廢液(此處為無(wú)機(jī)廢液)，與此同時(shí)酸性亞甲基藍(lán)與氯仿混合得到液A排除多余無(wú)機(jī)廢液，然后樣品混合通過(guò)采樣環(huán)與堿性亞甲基藍(lán)和氯仿逐步反應(yīng)，最后再與液A反應(yīng)，此時(shí)通過(guò)光度計(jì)得到吸光度。

程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)為：載流位定為Z2，清洗位定位Z3，洗針位置Z2，泵速固定35 r/min，尋峰方式：按照設(shè)定參數(shù)尋峰且去除氣泡。

表3　陰離子表面活性劑方法進(jìn)樣程序

2　結(jié)果與討論

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制

根據(jù)1.4亞甲基藍(lán)分光光度法和流動(dòng)注射分析法操作步驟對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行繪制，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)見(jiàn)圖2和圖3，測(cè)得數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4　陰離子標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)配制

圖2　亞甲基藍(lán)分光光度法-陰離子表面活性劑標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

由圖2可知，亞甲基藍(lán)分光光度法測(cè)得陰離子表面活性劑的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.0003x-0.0043，相關(guān)系數(shù)為0.9995，在0.00～2.00 mg/L范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好。

由圖3可知，流動(dòng)注射分析法測(cè)得陰離子表面活性劑的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.0583x-0.28，相關(guān)系數(shù)為0.9996，在0.00～1.00 mg/L范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好。

圖3　流動(dòng)注射法陰離子表面活性劑工作曲線(xiàn)

2.2精密度

由相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)公式[13]：

(1)

(2)

式中：S——標(biāo)準(zhǔn)偏差

xi——測(cè)定結(jié)果

n——測(cè)定次數(shù)

表5　陰離子表面活性劑儀器精密度測(cè)定

分光光度發(fā)和流動(dòng)注射分析法連續(xù)測(cè)定500 μg/L陰離子表面活性劑7次，詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表5。

表6　兩種方法精密度比較

將數(shù)據(jù)帶入式(1)和(2)，詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表6，得到亞甲藍(lán)分光光度法和亞甲藍(lán)流動(dòng)注射分析法測(cè)定陰離子表面活性劑結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于5%，且流動(dòng)注射分析法測(cè)定結(jié)果有較高的重現(xiàn)性和精密度，說(shuō)明流動(dòng)注射分析法是可靠的。

2.3檢出限

美國(guó)EPA[14]方法檢出限：能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時(shí)以99%置信度報(bào)告的物質(zhì)的最低濃度。

EPA規(guī)定方法檢出限的計(jì)算程序：n份空白樣品加入低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液該濃度一般為估計(jì)方法檢出限的1～5倍，樣品經(jīng)過(guò)測(cè)定，根據(jù)平行樣品分析結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限。具體公式如下：

MDL=St(n-1,1-α)

(3)

式中：S——加標(biāo)樣品測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差

t——自由度為n-1 時(shí)的Student’s 值，可查t值表得到，當(dāng)n=7 時(shí)，在99% 置信區(qū)間(α=0.01)下，t=3.14

n——加標(biāo)樣品數(shù)量，n≥7

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶式(3)，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表7，計(jì)算得到陰離子表面活性劑檢出限為8.95 μg/L。水質(zhì)陰離子表面活性劑的測(cè)定亞甲藍(lán)分光光度法(GB7494-87) 中的最低檢出濃度為0.05 mg/L，流動(dòng)注射分析儀測(cè)得的檢出限為0.009 mg/L，大大低于國(guó)標(biāo)方法的最低檢出限，由此可見(jiàn)此方法的實(shí)驗(yàn)靈敏度更高。

2.4加標(biāo)回收率

用流動(dòng)注射分析法和亞甲藍(lán)分光光度法分別測(cè)定樣品，并做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，從結(jié)果數(shù)據(jù)可以得出流動(dòng)注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，亞甲藍(lán)分光光度法回收率在90.8%～104.4%，優(yōu)于亞甲藍(lán)分光光度法測(cè)定的加標(biāo)回收率。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表8和表9。

表8　LAS同一水樣不同濃度的加標(biāo)回收

表9　LAS同一濃度不同水樣的加標(biāo)回收

2.5質(zhì)控樣的測(cè)定

采用國(guó)家環(huán)?？偩謽?biāo)準(zhǔn)樣品研究所陰離子活性劑質(zhì)控樣(204414，標(biāo)準(zhǔn)值0.472 mg/L，不確定度±0.042 mg/L)，對(duì)方法及儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如下：證明流動(dòng)注射分析法穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)如表10陰離子表面活性劑方法質(zhì)控樣測(cè)定。

表10　兩種方法對(duì)質(zhì)控樣的測(cè)定

3　結(jié)　論

本實(shí)通過(guò)對(duì)亞甲基藍(lán)分光光度法和流動(dòng)注射分析法測(cè)定水中LAS的準(zhǔn)確度、精密度、加標(biāo)回收率等測(cè)定結(jié)果比較，所得結(jié)論如下：

(1)流動(dòng)注射分析法測(cè)得陰離子表面活性劑的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.0583x-0.28，相關(guān)系數(shù)為0.9996，在0.00～1.00 mg/L范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好。

(2)精密度測(cè)定過(guò)程中亞甲基藍(lán)分光光度法和流動(dòng)注射分析法都展現(xiàn)了良好的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為13.2和6.02，RSD分別為 2.63%和1.11%，結(jié)果顯示流動(dòng)注射法優(yōu)于亞甲基藍(lán)分光光度法。

(3)流動(dòng)注射法測(cè)得陰離子表面活性劑檢出限為8.95 μg/L。國(guó)標(biāo)法(GB7494-87)中的最低檢出濃度0.05 mg/L，流動(dòng)注射分析儀檢測(cè)的靈敏度更高。

(4)從兩種方法的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)可以得出亞甲藍(lán)分光光度法回收率在90.8%～104.4%，流動(dòng)注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，均滿(mǎn)足測(cè)定。

(5)采用國(guó)家環(huán)?？偩謽?biāo)準(zhǔn)樣品研究所陰離子活性劑質(zhì)控樣(204414，標(biāo)準(zhǔn)值0.472 mg/L，不確定度±0.042 mg/L)，得到測(cè)定結(jié)果均在0.430～0.514 mg/L范圍內(nèi)，則證明流動(dòng)注射分析法穩(wěn)定、可靠。

(6)流動(dòng)注射法與國(guó)標(biāo)分光光度法兩種檢驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著差異，流動(dòng)注射分析法測(cè)定的陰離子表面活性劑滿(mǎn)足水質(zhì)檢測(cè)的質(zhì)量控制要求，適用于批量樣品的測(cè)定。

綜上所述，流動(dòng)注射分析法操作簡(jiǎn)化、人體危害更小、自動(dòng)化程度高、分析速度快、耗時(shí)耗樣少、檢出限低、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可信。因此，流動(dòng)注射分析在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中將有更廣泛的應(yīng)用前途。

[1]袁平夫,廖柏寒,盧明.表面活性劑(LAS&NIS)的環(huán)境安全性評(píng)價(jià)[J].安全與環(huán)境工程,2004,11(3):31-34.

[2]譚渝云,永元,陳軍建.14C 標(biāo)志直鏈烷基苯磺酸鈉在魚(yú)體內(nèi)的積累、分布和釋放[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),1991,11(2):125-129.

[3]程世賢. 電導(dǎo)滴定法測(cè)定離子型表面活性劑濃度[J]. 廣州化工, 2000, 28(2): 32-34.

[4]Moskvina L N, Simon J, Loffler P, et al. Nicolaevna D.N. Photometric determination of anionic surfactants with a flow-injection analyzer that includes a chromatomembrane cell for sample preconcentration by liquid-liquid solvent extraction[J]. Talanta, 1996, 43: 819-824.

[5]劉新玲,周原,龍有前,等. 陰離子表面活性劑的堿性品紅分光光度法研究及應(yīng)用[J]. 湖南學(xué)院學(xué)報(bào), 2002, 12(4):66-68.

[6]Wu Yuqin, Zheng Hong, Chen Jinlong, et al. Spectrophotometric Method for the Direct Determination of Anionic Surfactant Sodium Dodecyl Benzenesulfonate (SDBS) Using a Hydro phobic Near-Infrared (NIR) Cationic Cyanine Dye Without Solvent Extract ion [J]. Analytical Letters, 2004, 37(4): 711-723.

[7]Yadollah Yaminil, Shahin Borhany. Sensing of T race Amounts of Dodecyl Benzene Sulfonate by Solid Phase Spectro photometry. Microchim Acta, 2004, 147: 45-49.

[8]盛冬梅.流動(dòng)注射光度法快速測(cè)定陰離子表面活性劑與化學(xué)法比較[J].才智,2009(18):23-24.

[9]任杰,宋海華. 流動(dòng)注射分析原理及進(jìn)展[J].天津化工,2003,17(2): 25-22.

[10]W-8464.4.1-1992.6,評(píng)估固體廢棄物的檢測(cè)方法-物理/化學(xué)方法,美國(guó)環(huán)保局(USEPA)[S].

[11]馬威,袁英賢,李冰.亞甲藍(lán)分光光度法測(cè)定廢水中陰離子表面活性劑研究[J].河南科學(xué),2003,21(4):421-423.

[12]GB 7494-1987 水質(zhì)陰離子表面活性劑的測(cè)定亞甲藍(lán)分光光度法[S].

[13]張麗,楊春霞,劉玉俠.高效液相色譜法測(cè)定水環(huán)境中陰離子表面活性劑的探討[J].污染防治技術(shù),2012,25(6):56-61.

[14]黃朝顏.高效液相色譜法測(cè)定水中陰離子表面活性劑[A].四川省第十一次環(huán)境監(jiān)測(cè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2010:75-78.

Comparison between Flow Injection Spectrophotometric and National Standard Method Determination of LAS in Water

LIANGYun,TANGDong-min,GUOQiang,XIXiao-dan,YANGSheng-dan

(Environmental Monitoring Center of Meishan City,Sichuan Meishan 620010,China)

In this study, flow injection spectrophotometry and methylene blue spectrophotometric method were used to determine the concentration of anionic surfactants in water．The results showed that there was no significant differences in results by these two testing methods. The precision, accuracy and recovery rate of flow injection spectrophotometry met all the quality control demands. Relatively speaking, flow injection spectrophotometry was easy to operate with high efficiency, which greatly improved the speed of analysis, so this method was advantageous for the analysis of large quantities of samples.

flow injection spectrophotometry; methylene blue spectrophotometric method; method comparison

梁赟(1982-)，男，工程師，畢業(yè)于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，碩士，目前主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)室分析。

X83

B

1001-9677(2016)03-0125-04