全自動陰離子表面活性劑測定儀與手工測定比較

馬建茹，沈麗丹，楊美丹，蔡瑜婷

(1.河南省安陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南安陽 455000；2.浙江省金華生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，浙江金華 321000；3.寧波然諾科學儀器有限公司，浙江寧波 315000)

陰離子表面活性劑在表面活性劑中產(chǎn)量最大，常用作洗滌劑、潤濕劑、乳化劑和分散劑，是《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[1]的基本控制項目之一，國標上規(guī)定其檢測方法為亞甲藍分光光度法[2]。該方法無需專用設備，目前被廣泛使用，但萃取試劑三氯甲烷易揮發(fā)且具有一定的毒性[3-4]；樣品測定步驟復雜，總體過程一共需要進行3次萃取、2次反萃取，萃取是影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵因素之一[5-6]。采用全自動儀器可控制這一影響因素，以下探討全自動儀器測定對比手工測定的優(yōu)勢。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

試劑：氫氧化鈉，分析純，滬試；二水合磷酸二氫鈉，分析純，滬試；亞甲藍三水合物，指示劑級，阿拉丁；98%硫酸，分析純，購自浙江中星化工；三氯甲烷，分析純，購自杭州高晶精細化工；陰離子表面活性劑標準溶液(1 000 μg/mL)，購自北京曼哈格。

儀器：全自動陰離子表面活性劑測定儀(RN5001系列)，購自寧波然諾科學儀器有限公司；250 mL分液漏斗，帶聚四氟乙烯活塞；采樣器，帶500 mL采樣瓶；其他一般實驗室常用器皿和設備。

1.2 儀器工作條件

通過多次修改保存儀器運行的參數(shù)，將全自動陰離子表面活性劑測定儀調(diào)試至最佳狀態(tài)，確保儀器的萃取效率，控制水樣間的交叉污染。取2個樣品杯，第一個樣品杯中加入100 mL 2.00 μg/mL的陰離子表面活性劑標準溶液，第二個樣品杯中加入100 mL純水，放入樣品盤中測樣，分別設置最后清洗次數(shù)為1、2、3次，在高濃度水樣后純水的吸光度如表1所示。吸光度>0.4 AU的水樣，清洗1次的效果不理想，增加清洗次數(shù)可以有效控制高濃度水樣對下一個測量樣品的污染。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

陰離子表面活性劑標準溶液(10 μg/mL)：吸取10.0 mL 1 000 μg/mL的陰離子表面活性劑用水稀釋至1 000 mL，每毫升含10 μg直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)，當天配制。

表1 清洗次數(shù)對水樣間交叉污染的影響Tab.1 Effect of Cleaning Number of Times on Cross Contamination in Water Samples

亞甲藍溶液：稱取56.52 g二水合磷酸二氫鈉溶于300 mL水中，轉(zhuǎn)移到1 000 mL容量瓶內(nèi)，緩慢加入6.8 mL濃硫酸，搖勻，另稱取30 mg亞甲藍，用50 mL水溶解后也移入容量瓶，用水稀釋至標線，搖勻。此溶液貯存于棕色試劑瓶中。

洗滌劑：稱取56.52 g二水合磷酸二氫鈉溶于300 mL水中，轉(zhuǎn)移到1 000 mL容量瓶中，緩慢加入6.8 mL濃硫酸，用水稀釋至標線。

1.3.2 標準系列配制

取一組100 mL比色管6支，分別移入0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00 mL陰離子表面活性劑標準溶液，加入純水至刻度線，搖勻。

1.3.3 樣品測定

手工測定方法：根據(jù)GB 7494—1987步驟說明，在250 mL分液漏斗中加入100 mL水樣，再向水樣中加入25 mL亞甲藍溶液，搖勻后移入10 mL三氯甲烷，劇烈搖晃漏斗30 s，靜置后將下層三氯甲烷移入另一個有50 mL洗滌液的分液漏斗中，以上步驟重復3次；劇烈振搖第二個分液漏斗30 s，靜置后將下層三氯甲烷層放入50 mL比色管；分別用5 mL三氯甲烷清洗洗滌液，歸入比色管后定容至50 mL；采用10 mm比色皿于652 nm波長下測定吸光度。

全自動陰離子表面活性劑測定儀操作步驟：取一個標配樣品杯，加入100 mL水樣，放置于儀器樣品盤；由儀器進行全自動加液(包括亞甲藍試劑和洗滌劑)，高精度注射器進行三氯甲烷注射、萃取、反萃取，實現(xiàn)水層與三氯甲烷層分離。在軟件設定的波長下，測定該萃取液的吸光度并計算保存水樣中陰離子表面活性劑的濃度。

1.3.4 計算

測定1.3.2中標準樣品經(jīng)處理后的吸光度，以測得的吸光度扣除試劑空白值(零標準溶液的吸光度)后與相應的LAS量繪制校準曲線；水樣經(jīng)萃取過程在652 nm測定吸光度，根據(jù)吸光度從校準曲線上查得LAS量，除以所用水樣體積，計算水樣中陰離子表面活性劑的濃度。

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2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線測定

分別用兩種方式測定校準曲線，標準系列配制如1.3.2，以扣除空白值(零標準溶液的吸光度)的吸光度為y軸、測得的LAS量為x軸繪制校準曲線，3條標準曲線的擬合方程及R如表2所示，標準曲線回歸方程的相關(guān)系數(shù)滿足≥0.999 0的要求。

由回歸方程的斜率與截距可知，由全自動陰離子表面活性劑測定儀測定的曲線線性與手動方法測定的曲線線性接近較優(yōu)，截距小于0.010且接近0.000。

表2 曲線的擬合方程及相關(guān)系數(shù)Tab.2 Fitting Equations and Correlation Coefficients of the Curves

2.2 檢出限測定

采用全自動陰離子表面活性劑測定儀測定檢出限，檢出限為測量值的標準偏差的4倍所對應的濃度(或質(zhì)量)。

取11個樣品杯，均分別加入100 mL純水，將樣品杯放置于全自動陰離子表面活性劑樣品位置進行測量，吸光度空白值為0.001 4 AU，使用標準曲線y=0.004 7x+0.004 6對扣除空白后的吸光度進行測量，檢出限測定結(jié)果如表3所示。全自動陰離子表面活性劑的檢出限為0.015 μg/mL，遠優(yōu)于國家標準方法規(guī)定的最低檢出限0.05 mg/L。

表3 檢出限測定結(jié)果Tab.3 Measurement Results of Detection Limits

2.3 準確度對比

分別采用全自動陰離子表面活性劑測定儀和手工測定方法對質(zhì)量控制溶液[海岸鴻蒙，質(zhì)量濃度為(64.20±3.21) μg/mL]進行萃取測定，檢測結(jié)果如表4所示。

表4 質(zhì)控液測定結(jié)果Tab.4 Measurement Results of Quality Control Solution

對質(zhì)控液的測定，手工測定的濃度與質(zhì)控液真值的偏差較大。因手工測定易受到操作人員的影響，全自動儀器則通過變更儀器參數(shù)使RN5001系列(陰離子表面活性劑測定儀型號)對質(zhì)控樣的測定值在樣品濃度范圍內(nèi)，達到接近質(zhì)控液真值的要求。

2.4 穩(wěn)定性試驗

按3.1中RN5001系列測定儀測定步驟，對低、中、高3種濃度(理論質(zhì)量濃度分別為0.10、1.00、2.00 μg/mL)的樣品進行萃取測定[7]，分別設置6個平行樣，測定吸光度空白值為0.003 AU，吸光度用標準曲線y=0.004 8x-0.003 2計算濃度平均值及相對標準偏差，如表5所示。

表5 RN5001測定儀測定結(jié)果Tab.5 RN5001 Determination Measurement Results

由表5可知，低、中、高3種濃度的6個樣品的測定濃度與真值相差不大，且樣品的平行性良好。根據(jù)《生活飲用水標準檢驗方法感官性狀和物理指標》[8]中對陰離子合成洗滌劑精密度檢測的方法，使用純水配制不同質(zhì)量濃度的LAS溶液(0.10、1.00、2.00 μg/mL)，各測6次，相對標準偏差分別為1.12%、0.89%、0.60%，可知全自動陰離子表面活性劑測定儀的精密度良好。

2.5 實際樣品測定

與儀器相比，手工測定的吸光度低，但兩個方法代入曲線計算的濃度基本相近，未出現(xiàn)較大的差距，兩者測定的準確度基本相同。全自動儀器測量6個水樣的標準偏差和相對標準偏差更小，表現(xiàn)出了更高的精密度，水樣間的波動比手工測定小。GB 7494—1987中明確指出該方法的檢出限為0.05 μg/mL，江北大河段的水樣陰離子表面活性劑處于未檢出狀態(tài)且質(zhì)量濃度≤0.05 μg/mL。

2.6 加標回收率測定

加標回收法：取一組樣品杯6個，1、2號樣品杯加入江北大河100 mL的水樣，4、5號樣品杯加入孔浦河100 mL的水樣，2、5號樣品杯中分別加入3 mL 10 μg/mL的陰離子表面活性劑標液，儀器測定吸光度，吸光度空白值為0.002 AU，用標準曲線y=0.004 9x-0.004 0計算；手工測定水樣并計算其回收率，如表7所示。

表6 儀器與手工測定結(jié)果比較Tab.6 Comparison of Instrument and Artificial Measurement Results

表7 加標回收率結(jié)果對比Tab.7 Comparison of Standard Add Recovery Results

兩組水樣分別進行加標回收率計算，全自動陰離子表面活性劑測定儀的回收率均在95%以上，手工測定的回收率均低于儀器。

3 結(jié)果與分析

(1)全自動陰離子表面活性劑測定儀按照國標方法測定陰離子表面活性劑，其穩(wěn)定性和萃取效率均優(yōu)于手工，因此，儀器可代替手工測定，解放勞動力。

(2)儀器準確度已達到國標可接受標準，當水樣符合GB 7494—1987的適用范圍時，可使用全自動陰離子表面活性劑測定儀進行測定。

(3)儀器的封閉式測定可減少三氯甲烷的揮發(fā)，隔絕了人與三氯甲烷直接接觸，有利于試驗員身體健康。