流动注射光度法与国标法测定水中LAS的比较

梁　赟，唐东民，郭　强，郗晓丹，杨胜丹

(眉山市环境监测中心，四川　眉山　620010)



流动注射光度法与国标法测定水中LAS的比较

梁赟，唐东民，郭强，郗晓丹，杨胜丹

(眉山市环境监测中心，四川眉山620010)

运用流动注射光度法与亚甲蓝分光光度法测定了水中阴离子表面活性剂(LAS)。结果表明：流动注射法与国标分光光度法两种检验方法测定结果无显著差异，流动注射分析法测定阴离子表面活性剂的精密度、准确度和加标回收率均满足水质检测的质量控制要求。相对而言，流动注射分析法操作简便，分析效率高，极大地提高了分析速度，因此有利于大批量样品分析。

流动注射光度法；亚甲蓝分光光度法；方法比较

近年来， 阴离子表面活性剂(LAS)的应用越来越广泛，其环境危害也不断扩大。阴离子表面活性剂对水生、陆生动植物都有影响，其毒性与疏水基的链长有关，疏水基链越长毒性越大[1]。有研究发现，人体皮肤可以直接吸附并吸收阴离子表面活性剂，而且还能在胆囊、肝和胰腺中不断积累，对人体伤害巨大[2]。因此快速准确测定环境水样中的阴离子表面活性剂含量意义重大。目前测定阴离子表面活性剂的标准方法是亚甲基蓝光度法, 此外还有滴定法[3]、分光光度法[ 4-7]、色谱法、及流动注射法[8]等。流动注射分析法测定阴离子表面活性剂时使用的是亚甲基蓝显色剂，这与亚甲基蓝分光光度法使用的显色剂相同，但流动注射法其自动化程度高，特别适用于短时间大批量的分析检测[9]。本文利用流动注射分析法和传统方法分别测定不同水样中LAS的含量，分析比较两种测定方法的结果，并通过加标回收实验确定两种测量方法的回收率，为流动注射分析仪光度法编入国标分析测定LAS的可行性提供依据。

1　实验部分

1.1实验仪器

FIA-6000+自动流动注射分析仪，北京吉天仪器有限公司；SHB-III循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；KH-300DE数控超声波清洗器，昆山禾创超声仪器有限公司；YH-23过滤器，青岛科恒实验设备有限公司；UPT-I-10T优普超纯水机，成都超纯科技有限公司；BSA224赛多利斯分析天平，北京仪联四海科技有限公司；721可见分光光度计，上海天普仪器有限公司；AS-90自动进样器，北京吉天仪器有限公司。

1.2试剂

十二烷基苯磺酸钠(LAS,1000 μg/mL)，中国计量科学研究院；甲醇(CH3OH，AR)，国药集团化学试剂有限公司；亚甲基蓝(C16H18ClN3S2，AR)，迈坤化工有限公司；无水乙醇(C2H50H，AR)，三氯甲烷(CHCl3，AR)，硼酸钠(Na2B4O7·10H2O，AR)，浓硫酸(H2SO4，AR)，异丙醇(C3H7OH，AR)，氢氧化钠(NaOH，AR)，成都市科龙化工试剂厂。

1.3实验方法

1.3.1亚甲基蓝分光光度法[11-12]

曲线的绘制 取一组分液漏斗10个，分别加入100、99、97、95、93、91、89、87、85、80 mL水，然后分别移入0、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00、11.00、13.00、15.00、20.00 mL 10 mg/L的十二烷基苯磺酸钠，摇匀。

以酚酞指示剂，逐滴加入4%NaOH溶液至水溶液呈紫红色，再滴加3%H2SO4至紫红色刚好消失。

加入25 mL亚甲蓝溶液，摇匀后再加入10 mL三氯甲烷，激烈振摇30 s，注意放气。再慢慢旋转分液漏斗，使滞留在内壁上的三氯甲烷液珠降落，静置分层。

将三氯甲烷层放入预先盛有50 mL洗涤液的第二个分液漏斗内，重复萃取三次，每次用10 mL三氯甲烷，合并所有三氯甲烷萃取液至第二个分液漏斗中，激烈摇动30 s，静置分层。将三氯甲烷层通过脱脂棉放入50 mL比色管中，再用三氯甲烷萃取洗涤液两次(每次用量5 mL)，此三氯甲烷层也进入比色管中，加三氯甲烷至标线，摇匀。

用10 mm比色皿，以三氯甲烷为参比，测定样品标准系列和空白试验在652 nm处的吸光度。

1.3.2流动注射光度法

图1　流动注射分析流程图

曲线的绘制：取一组100 mL的容量瓶，分别加入0、0.25、0.5、1、2、5、8和10 mL的25 mg/L十二烷基苯磺酸钠，然后分别定溶，摇匀。

阴离子表面活性剂LAS流动注射分析流路如图1所示。采样环为100 cm，萃取模块采用膜分离技术。流通池后接一段1 m 长，0.6 mm id的毛细光作为背压环。此方法使用的泵管类型为Tygon®泵管，其中氯仿使用Viton®泵管，内径1.02 mm。

样品泵管内径1.52 mm，长度12 cm，其中一段距卡头2 cm。碱性亚甲基蓝泵管内径0.89 mm，载流泵管内径1.52 mm，酸性亚甲基蓝泵管内径1.14 mm。载流为20%甲醇溶液，泵速35 r/min，检测波长652 nm，待仪器稳定后进行测定。

按图1所示，泵管分别采集标准阴离子表面活性剂溶液或者样品溶液、载流液20%甲醇、碱性亚甲基蓝溶液、氯仿、酸性亚甲基蓝溶液。样品首先与载流液充分混合，排除废液(此处为无机废液)，与此同时酸性亚甲基蓝与氯仿混合得到液A排除多余无机废液，然后样品混合通过采样环与碱性亚甲基蓝和氯仿逐步反应，最后再与液A反应，此时通过光度计得到吸光度。

程序设计设计为：载流位定为Z2，清洗位定位Z3，洗针位置Z2，泵速固定35 r/min，寻峰方式：按照设定参数寻峰且去除气泡。

表3　阴离子表面活性剂方法进样程序

2　结果与讨论

2.1标准曲线绘制

根据1.4亚甲基蓝分光光度法和流动注射分析法操作步骤对标准曲线进行绘制，标准曲线见图2和图3，测得数据见表4。

表4　阴离子标准曲线配制

图2　亚甲基蓝分光光度法-阴离子表面活性剂标准曲线

由图2可知，亚甲基蓝分光光度法测得阴离子表面活性剂的标准曲线，标准曲线方程为y=0.0003x-0.0043，相关系数为0.9995，在0.00～2.00 mg/L范围内线性关系良好。

由图3可知，流动注射分析法测得阴离子表面活性剂的标准曲线方程为y=0.0583x-0.28，相关系数为0.9996，在0.00～1.00 mg/L范围内线性关系良好。

图3　流动注射法阴离子表面活性剂工作曲线

2.2精密度

由相对标准偏差(RSD)公式[13]：

(1)

(2)

式中：S——标准偏差

xi——测定结果

n——测定次数

表5　阴离子表面活性剂仪器精密度测定

分光光度发和流动注射分析法连续测定500 μg/L阴离子表面活性剂7次，详细结果见表5。

表6　两种方法精密度比较

将数据带入式(1)和(2)，详细结果见表6，得到亚甲蓝分光光度法和亚甲蓝流动注射分析法测定阴离子表面活性剂结果相对标准偏差(RSD)均小于5%，且流动注射分析法测定结果有较高的重现性和精密度，说明流动注射分析法是可靠的。

2.3检出限

美国EPA[14]方法检出限：能够被检出并在被分析物浓度大于零时以99%置信度报告的物质的最低浓度。

EPA规定方法检出限的计算程序：n份空白样品加入低浓度标准溶液该浓度一般为估计方法检出限的1～5倍，样品经过测定，根据平行样品分析结果的标准偏差计算方法检出限。具体公式如下：

MDL=St(n-1,1-α)

(3)

式中：S——加标样品测试结果的标准偏差

t——自由度为n-1 时的Student’s 值，可查t值表得到，当n=7 时，在99% 置信区间(α=0.01)下，t=3.14

n——加标样品数量，n≥7

将实验数据带式(3)，详细数据见表7，计算得到阴离子表面活性剂检出限为8.95 μg/L。水质阴离子表面活性剂的测定亚甲蓝分光光度法(GB7494-87) 中的最低检出浓度为0.05 mg/L，流动注射分析仪测得的检出限为0.009 mg/L，大大低于国标方法的最低检出限，由此可见此方法的实验灵敏度更高。

2.4加标回收率

用流动注射分析法和亚甲蓝分光光度法分别测定样品，并做加标回收实验，从结果数据可以得出流动注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，亚甲蓝分光光度法回收率在90.8%～104.4%，优于亚甲蓝分光光度法测定的加标回收率。详细数据见表8和表9。

表8　LAS同一水样不同浓度的加标回收

表9　LAS同一浓度不同水样的加标回收

2.5质控样的测定

采用国家环保总局标准样品研究所阴离子活性剂质控样(204414，标准值0.472 mg/L，不确定度±0.042 mg/L)，对方法及仪器进行检验，测定结果如下：证明流动注射分析法稳定可靠。数据如表10阴离子表面活性剂方法质控样测定。

表10　两种方法对质控样的测定

3　结　论

本实通过对亚甲基蓝分光光度法和流动注射分析法测定水中LAS的准确度、精密度、加标回收率等测定结果比较，所得结论如下：

(1)流动注射分析法测得阴离子表面活性剂的标准曲线方程为y=0.0583x-0.28，相关系数为0.9996，在0.00～1.00 mg/L范围内线性关系良好。

(2)精密度测定过程中亚甲基蓝分光光度法和流动注射分析法都展现了良好的数据重现性，标准偏差分别为13.2和6.02，RSD分别为 2.63%和1.11%，结果显示流动注射法优于亚甲基蓝分光光度法。

(3)流动注射法测得阴离子表面活性剂检出限为8.95 μg/L。国标法(GB7494-87)中的最低检出浓度0.05 mg/L，流动注射分析仪检测的灵敏度更高。

(4)从两种方法的加标回收实验的结果数据可以得出亚甲蓝分光光度法回收率在90.8%～104.4%，流动注射分析法的回收率在91.1%～102.2%，均满足测定。

(5)采用国家环保总局标准样品研究所阴离子活性剂质控样(204414，标准值0.472 mg/L，不确定度±0.042 mg/L)，得到测定结果均在0.430～0.514 mg/L范围内，则证明流动注射分析法稳定、可靠。

(6)流动注射法与国标分光光度法两种检验方法测定结果无显著差异，流动注射分析法测定的阴离子表面活性剂满足水质检测的质量控制要求，适用于批量样品的测定。

综上所述，流动注射分析法操作简化、人体危害更小、自动化程度高、分析速度快、耗时耗样少、检出限低、测定结果准确可信。因此，流动注射分析在环境监测领域中将有更广泛的应用前途。

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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，工程师，毕业于四川农业大学，硕士，目前主要从事环境监测及实验室分析。

X83

B

1001-9677(2016)03-0125-04