流動注射光度法與國標法測定水中LAS的比較

梁　赟，唐東民，郭　強，郗曉丹，楊勝丹

(眉山市環(huán)境監(jiān)測中心，四川　眉山　620010)

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流動注射光度法與國標法測定水中LAS的比較

梁赟，唐東民，郭強，郗曉丹，楊勝丹

(眉山市環(huán)境監(jiān)測中心，四川眉山620010)

運用流動注射光度法與亞甲藍分光光度法測定了水中陰離子表面活性劑(LAS)。結(jié)果表明：流動注射法與國標分光光度法兩種檢驗方法測定結(jié)果無顯著差異，流動注射分析法測定陰離子表面活性劑的精密度、準確度和加標回收率均滿足水質(zhì)檢測的質(zhì)量控制要求。相對而言，流動注射分析法操作簡便，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。

流動注射光度法；亞甲藍分光光度法；方法比較

近年來， 陰離子表面活性劑(LAS)的應(yīng)用越來越廣泛，其環(huán)境危害也不斷擴大。陰離子表面活性劑對水生、陸生動植物都有影響，其毒性與疏水基的鏈長有關(guān)，疏水基鏈越長毒性越大[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，對人體傷害巨大[2]。因此快速準確測定環(huán)境水樣中的陰離子表面活性劑含量意義重大。目前測定陰離子表面活性劑的標準方法是亞甲基藍光度法, 此外還有滴定法[3]、分光光度法[ 4-7]、色譜法、及流動注射法[8]等。流動注射分析法測定陰離子表面活性劑時使用的是亞甲基藍顯色劑，這與亞甲基藍分光光度法使用的顯色劑相同，但流動注射法其自動化程度高，特別適用于短時間大批量的分析檢測[9]。本文利用流動注射分析法和傳統(tǒng)方法分別測定不同水樣中LAS的含量，分析比較兩種測定方法的結(jié)果，并通過加標回收實驗確定兩種測量方法的回收率，為流動注射分析儀光度法編入國標分析測定LAS的可行性提供依據(jù)。

1　實驗部分

1.1實驗儀器

FIA-6000+自動流動注射分析儀，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過濾器，青島科恒實驗設(shè)備有限公司；UPT-I-10T優(yōu)普超純水機，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荆?21可見分光光度計，上海天普儀器有限公司；AS-90自動進樣器，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)，中國計量科學(xué)研究院；甲醇(CH3OH，AR)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；亞甲基藍(C16H18ClN3S2，AR)，邁坤化工有限公司；無水乙醇(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實驗方法

1.3.1亞甲基藍分光光度法[11-12]

曲線的繪制 取一組分液漏斗10個，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分液漏斗中，激烈搖動30 s，靜置分層。將三氯甲烷層通過脫脂棉放入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)，此三氯甲烷層也進入比色管中，加三氯甲烷至標線，搖勻。

用10 mm比色皿，以三氯甲烷為參比，測定樣品標準系列和空白試驗在652 nm處的吸光度。

1.3.2流動注射光度法

圖1　流動注射分析流程圖

曲線的繪制：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，0.6 mm id的毛細光作為背壓環(huán)。此方法使用的泵管類型為Tygon?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，長度12 cm，其中一段距卡頭2 cm。堿性亞甲基藍泵管內(nèi)徑0.89 mm，載流泵管內(nèi)徑1.52 mm，酸性亞甲基藍泵管內(nèi)徑1.14 mm。載流為20%甲醇溶液，泵速35 r/min，檢測波長652 nm，待儀器穩(wěn)定后進行測定。

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

程序設(shè)計設(shè)計為：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樣程序

2　結(jié)果與討論

2.1標準曲線繪制

根據(jù)1.4亞甲基藍分光光度法和流動注射分析法操作步驟對標準曲線進行繪制，標準曲線見圖2和圖3，測得數(shù)據(jù)見表4。

表4　陰離子標準曲線配制

圖2　亞甲基藍分光光度法-陰離子表面活性劑標準曲線

由圖2可知，亞甲基藍分光光度法測得陰離子表面活性劑的標準曲線，標準曲線方程為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)線性關(guān)系良好。

由圖3可知，流動注射分析法測得陰離子表面活性劑的標準曲線方程為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)線性關(guān)系良好。

圖3　流動注射法陰離子表面活性劑工作曲線

2.2精密度

由相對標準偏差(RSD)公式[13]：

(1)

(2)

式中：S——標準偏差

xi——測定結(jié)果

n——測定次數(shù)

表5　陰離子表面活性劑儀器精密度測定

分光光度發(fā)和流動注射分析法連續(xù)測定500 μg/L陰離子表面活性劑7次，詳細結(jié)果見表5。

表6　兩種方法精密度比較

將數(shù)據(jù)帶入式(1)和(2)，詳細結(jié)果見表6，得到亞甲藍分光光度法和亞甲藍流動注射分析法測定陰離子表面活性劑結(jié)果相對標準偏差(RSD)均小于5%，且流動注射分析法測定結(jié)果有較高的重現(xiàn)性和精密度，說明流動注射分析法是可靠的。

2.3檢出限

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

EPA規(guī)定方法檢出限的計算程序：n份空白樣品加入低濃度標準溶液該濃度一般為估計方法檢出限的1～5倍，樣品經(jīng)過測定，根據(jù)平行樣品分析結(jié)果的標準偏差計算方法檢出限。具體公式如下：

MDL=St(n-1,1-α)

(3)

式中：S——加標樣品測試結(jié)果的標準偏差

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

n——加標樣品數(shù)量，n≥7

將實驗數(shù)據(jù)帶式(3)，詳細數(shù)據(jù)見表7，計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定亞甲藍分光光度法(GB7494-87) 中的最低檢出濃度為0.05 mg/L，流動注射分析儀測得的檢出限為0.009 mg/L，大大低于國標方法的最低檢出限，由此可見此方法的實驗靈敏度更高。

2.4加標回收率

用流動注射分析法和亞甲藍分光光度法分別測定樣品，并做加標回收實驗，從結(jié)果數(shù)據(jù)可以得出流動注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，亞甲藍分光光度法回收率在90.8%～104.4%，優(yōu)于亞甲藍分光光度法測定的加標回收率。詳細數(shù)據(jù)見表8和表9。

表8　LAS同一水樣不同濃度的加標回收

表9　LAS同一濃度不同水樣的加標回收

2.5質(zhì)控樣的測定

采用國家環(huán)?？偩謽藴蕵悠费芯克庪x子活性劑質(zhì)控樣(204414，標準值0.472 mg/L，不確定度±0.042 mg/L)，對方法及儀器進行檢驗，測定結(jié)果如下：證明流動注射分析法穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)如表10陰離子表面活性劑方法質(zhì)控樣測定。

表10　兩種方法對質(zhì)控樣的測定

3　結(jié)　論

本實通過對亞甲基藍分光光度法和流動注射分析法測定水中LAS的準確度、精密度、加標回收率等測定結(jié)果比較，所得結(jié)論如下：

(1)流動注射分析法測得陰離子表面活性劑的標準曲線方程為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)線性關(guān)系良好。

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

(3)流動注射法測得陰離子表面活性劑檢出限為8.95 μg/L。國標法(GB7494-87)中的最低檢出濃度0.05 mg/L，流動注射分析儀檢測的靈敏度更高。

(4)從兩種方法的加標回收實驗的結(jié)果數(shù)據(jù)可以得出亞甲藍分光光度法回收率在90.8%～104.4%，流動注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，均滿足測定。

(5)采用國家環(huán)?？偩謽藴蕵悠费芯克庪x子活性劑質(zhì)控樣(204414，標準值0.472 mg/L，不確定度±0.042 mg/L)，得到測定結(jié)果均在0.430～0.514 mg/L范圍內(nèi)，則證明流動注射分析法穩(wěn)定、可靠。

(6)流動注射法與國標分光光度法兩種檢驗方法測定結(jié)果無顯著差異，流動注射分析法測定的陰離子表面活性劑滿足水質(zhì)檢測的質(zhì)量控制要求，適用于批量樣品的測定。

綜上所述，流動注射分析法操作簡化、人體危害更小、自動化程度高、分析速度快、耗時耗樣少、檢出限低、測定結(jié)果準確可信。因此，流動注射分析在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中將有更廣泛的應(yīng)用前途。

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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)測及實驗室分析。

X83

B

1001-9677(2016)03-0125-04