水樣陰離子表面活性劑的幾種測定方法的比較

冉雪菲，李 晴

（河北磊清檢測技術服務有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

檢測水中陰離子含量的重要性在于保障人們飲用水的安全，保護生態(tài)環(huán)境。水中陰離子濃度過高會對人體健康產(chǎn)生不良影響，因此對水中陰離子含量的檢測和控制變得至關重要。在水源治理和凈水處理過程中，檢測陰離子的含量可以幫助確定水源的污染程度和治理難度，從而采取相應的控制措施，保證供水的安全。

1 陰離子概述

陰離子是電解質(zhì)中帶負電荷的離子，通常指原子或分子中原先帶有負電荷而失去電子得到的離子。陰離子和帶正電荷的陽離子在溶液中相互作用，形成電解質(zhì)溶液。在生物化學等領域，陰離子通常作為化學反應的反應物或產(chǎn)物，參與細胞代謝等重要生命過程。

水中的陰離子是指帶負電荷的化學物質(zhì)，通常包括硝酸根離子、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子等。這些陰離子雖然在水中看起來沒有顏色、氣味或味道，但是如果它們的濃度太高，就可能對人體健康造成危害。例如，氯離子可以對人體造成視覺上的刺激，導致眼睛的紅腫和疼痛。過量的硫酸根離子可能會影響腸胃道的消化，引起腹瀉和嘔吐，影響人體的健康狀況。硝酸根離子也是一種存在于水中的有害陰離子，它們往往是人類活動（比如化肥、家禽家畜糞便等）以及工業(yè)廢棄物處理過程的副產(chǎn)品。如果水中含有高濃度的硝酸根離子，就可能對嬰兒和孕婦的健康帶來嚴重影響，導致新生兒的呼吸問題和孕婦的腹瀉等癥狀[1]。

2 水樣陰離子表面活性劑檢測方法

2.1 亞甲藍分光光度法

亞甲藍分光光度法是一種常用的分析方法，用于水樣中溶解有機物的定量測定。在水樣陰離子和表面活性劑檢測方面，可以利用亞甲藍對表面活性劑的膠束結構的敏感性，建立一種量化檢測方法。此方法基于亞甲藍與陽離子表面活性劑的強致色性反應，表面活性劑的濃度越高，與亞甲藍的絡合物會越強，吸收光譜中吸收峰的強度也會隨之增加。利用分光光度法，可以測量亞甲藍與水樣中表面活性劑絡合物的吸收光譜，從而推算出水樣中表面活性劑的濃度，從而對水樣品質(zhì)進行評估。需要注意的是，在進行表面活性劑檢測時，可能會受到其他物質(zhì)的干擾，比如硫酸根離子和硝酸根離子等，這些物質(zhì)都可能對檢測結果產(chǎn)生干擾。因此，在進行檢測時需要對可能的干擾因素進行評估和排除。雖然亞甲藍分光光度法存在一些局限性，但是它仍然是一種有效的、常用的表面活性劑濃度檢測方法，可以廣泛應用于污水處理、環(huán)境污染監(jiān)測、水源治理等領域中[2]。

2.2 流動注射-亞甲藍分光光度法

流動注射-亞甲藍分光光度法是一種常用的快速、高效、自動化的分析方法，可用于檢測水樣中陰離子和表面活性劑的含量。該方法的原理與傳統(tǒng)的亞甲藍分光光度法類似，但它通過流動注射技術和自動分析電子感應移位（ASIC）技術實現(xiàn)自動化分析，具有更高的靈敏度和分析速度。流動注射-亞甲藍分光光度法檢測陰離子表面活性劑的過程中，首先制備亞甲藍溶液和標準溶液，通過自動分析器將樣品進樣到分析儀器中，實現(xiàn)連續(xù)自動分析，可以快速測量出陰離子表面活性劑的濃度。該方法不需要手動操作，大大減少了操作和管理的難度，提升了分析效率和結果準確性。同時，該方法還可以通過優(yōu)化參數(shù)，實現(xiàn)對不同水樣的分析，且樣品消耗小，不污染環(huán)境。需要注意的是，在進行流動注射-亞甲藍分光光度法檢測時，仍然需要考慮可能的干擾因素，如水質(zhì)、pH、溶液中其他離子濃度等，以避免對測試結果造成干擾[3]。

2.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法是一種常用的分析方法，用于檢測水樣中的離子和有機物等。在水樣陰離子表面活性劑檢測方面，可用于分析含有等電點或離子掩蔽劑的樣品。該方法基于液相色譜技術，能夠對樣品中的陰離子表面活性劑進行分離和定量測定。該方法的基本原理是，使用離子交換色譜柱，將樣品中的陰離子表面活性劑與離子交換樹脂上的陽離子保持靜電相互作用，隨后通過洗脫操作，使陽離子和陰離子表面活性劑分離，被陰離子表面活性劑所占的部分會被UV/VIS 檢測器精細檢測。高效液相色譜法檢測水樣陰離子表面活性劑的優(yōu)點在于分離效率好、準確度高、靈敏度高、分析速度快、多樣性大等優(yōu)勢，可同時檢測多種化合物。同時，可以通過選擇合適的色譜柱、流動相和色譜檢測器等優(yōu)化參數(shù)，以適應不同類型的水樣檢測要求。需要注意的是，水樣中的其他成分可能會對檢測結果產(chǎn)生干擾，因此需要進行合適的樣品前處理和優(yōu)化參數(shù)，才能保證結果的準確性和可靠性[2]。

3 不同方法下水樣陰離子表面活性劑測定結果對比

實驗前，在準備全自動流動注射分析儀（BOFIA-8000 型）、銀離子表面活性模塊、Omnion3.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、化學反應單元模塊、超聲波清洗器、分光光度計、真空泵、高效液相色譜儀（Aglient1200 型）、熒光檢測器等基礎實驗設備后，分別制定不同檢測方法的實驗條件。

3.1 實驗條件

3.1.1 亞甲藍分光光度法條件

準備3%硫酸，4%氫氧化鈉。同時，制備酚酞指示液，在50 mL 乙醇中融合1.0 g 酚酞，隨后一面攪拌一面將50 mL 水加入溶液中，并將沉淀物濾除。制備亞甲藍溶液，精準稱取50 g 一水合磷酸二氫鈉溶于水中，將6.8 mL 的H2SO4緩慢沿壁加入，將其混勻后轉移到1 000 mL 容量瓶內(nèi)，隨后取30 mg 亞甲藍，以50 mL水溶解并加入到容量瓶內(nèi)，最后用水將其稀釋到標線部位，搖晃均勻。洗滌液方面，以50 g 一水合磷酸二氫鈉融入300 mL 水中，隨后將6.8 mL 的H2SO4緩慢加入到溶液內(nèi)，最后定容至1 000 mL。

3.1.2 流動注射-亞甲藍分光光度法條件

準備脫氣處理30 min 的去離子水，隨后制備堿性硼酸鈉儲備液、亞甲基藍儲備液、酸性亞甲基藍溶液、堿性亞甲基藍溶液以及30 min 脫氣處理的氯仿。其中堿性硼酸鈉儲備液制備期間，在十水四硼酸鈉（15.83 g）中加入3.3 g 氫氧化鈉（NaOH），隨后將其融入到1 000 mL 水中。亞甲基藍儲備液制備階段，稱取0.35 g 亞甲基藍在500 mL 無水乙醇內(nèi)溶解，隨后基于去離子水實現(xiàn)1 000 mL 定容，并利用0.22 μm 膜進行過濾處理。堿性亞甲基藍溶液制備期間，使用200 mL 雅集紀蘭儲備液，結合100 L 酸性硼酸鈉儲備液定容到1 000 mL，隨后同樣基于0.22 μm 膜進行過濾處理。

3.1.3 高效液相色譜法條件

準備甲醇、亞甲藍、氯仿、甲基異丁基酮、十二烷基苯磺酸鈉、500 mL 去離子水。色譜條件為ODS（4.6×150 mm，5 μm），流動相為甲醇∶水=90∶10，設置1.0 mL/min 流速，設置40 ℃柱溫度，10 μL 進樣體積，232 nm 激發(fā)波長，發(fā)射波長度設置為290 nm。

3.2 標準溶液與水樣處理

本次實驗標準融余額采用銀離子表面活性劑標液，標液編號GBW（E）081639，同時包括去離子水逐級稀釋到實驗室所需的1 000 μg 濃度溶液。質(zhì)控樣品1 為購買于某生物科技公司的標準陰離子表面活性劑溶液，質(zhì)控樣品2 為購買于某環(huán)境保護部門的標準樣品，質(zhì)量濃度分別為0.54 μg/mL、0.805 3 μg/mL±0.063 μg/mL。

實驗階段，將多份水樣使用0.45 μm 濾膜實現(xiàn)過濾處理，將水中懸浮物有效去除。

3.3 測定對比結果分析

3.3.1 標準曲線、回歸方程與相關系數(shù)分析

在配置標準溶液基礎上進行測定，隨后作標準曲線，獲取三種檢測方法的標準曲線。經(jīng)分析，亞甲藍分光光度法在檢測水樣陰離子表面活性劑期間的回歸曲線相關系數(shù)r 為0.999 3，流動注射-亞甲藍分光光度法回歸曲線相關系數(shù)r 為0.999 7，高效液相色譜法回歸曲線相關系數(shù)r 為0.999 2。這一結果可論證三種方法在限行范圍內(nèi)均有著良好的線性關系。

3.3.2 三種方法檢測結果對比

對7 份水樣，以三種方法各自進行7 次水樣陰離子表面活性劑測定，水樣編號為A1 至A7，三種方法測定值見表1。

表1 三種方法對7 份水樣的陰離子表面活性劑檢測結果

對三種方法準確度進行分析，對三種方法利用已知濃度的烷基苯磺酸鈉標準品開展加標回收實驗，設置高、中、低第三個加標濃度水平。實驗之下，亞甲藍分光光度法加標回收率在84.7%～94.8%，平均加標回收率90.4%，流動注射-亞甲藍分光光度法加標回收率在101.5%～104.5%，平均加標回收率103.4%。高效液相色譜法加標回收率在59.0%～90.5%，平均加標回收率89.8%。由此可以得出，流動注射-亞甲藍分光光度法準確度高于亞甲藍分光光度法以及高效液相色譜法[3]。具體準確度測定結果見表2。

表2 三種測定方法準確度結果

4 結語

本文在制備標準溶液，籌備實驗條件基礎上，在對亞甲藍分光光度法、流動注射-亞甲藍分光光度法、高效液相色譜法進行簡要分析后，基于實驗開展三種檢測方法對水樣陰離子表面活性劑檢測效果對比。對比結果下，最終確認流動注射-亞甲藍分光光度法的準確度高于亞甲藍分光光度法以及高效液相色譜法。因此，相關企業(yè)、水資源檢測部門在檢測期間可結合本文研究成果的借鑒，合理運用流動注射-亞甲藍分光光度法，全面提升水資源水樣陰離子活性劑的監(jiān)測效率，為社會公眾安全、放心用水提供技術保障。