流动注射分析仪测定地表水中阴离子表面活性剂的研究

流动注射分析仪测定地表水中阴离子表面活性剂的研究
陈秋强;谢宏琴
【摘要】采用Quickchem 8500 S2型连续流动注射分析仪对地表水中阴离子表面活性剂进行测定,标准曲线的相关系数为0.9995,方法检出限为0.004mg/L.对2种浓度的标准样品进行分析,测得值均在其保证值范围内.该方法简单、快速,对实际地表水样的测定结果与标准方法的相对误差在4.07％～10.64％,这表明流动注射法适用于地表水样品的快速测定.%Anionic surfactant in surface water was determined by flow injection analysis Quickchem 8500 S2. It was found that the detection limit was 0. 004 mg/L with correlation coefficient of 0. 999 5. Results were accurate to determine two different standard samples. The method is simple and fast, compared with standard method,the relative error range was between 4.07% ~ 10.64% by flow injection analysis method. The result indicated that flow injection analysis method is especially suitable for analysis of anionic surfactant in surface water.
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2012(041)008
【总页数】4页(P1466-1469)
【关键词】流动注射法;阴离子表面活性剂;地表水
【作者】陈秋强;谢宏琴
【作者单位】东莞市环境保护监测站,广东东莞523009;东莞市环境保护监测站,广东东莞523009
【正文语种】中文
【中图分类】X853
表面活性剂具有良好的洗涤、乳化等特性，在工业生产和日常生活中应用广泛。

目前，国内外使用的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂，并以直链烷基苯磺酸钠为主［1］。

阴离子表面活性剂进入水体后，聚集在水和其他微粒的表面，产生泡沫或发生乳化现象，阻断水中氧气的交换，从而导致水质恶化，并对水生生物及环境造成一定污染和危害［2］。

由于本身有较强的疏水性及难降解性，几乎在所有的环境介质中都能检出［3-4］。

所以，阴离子表面活性剂已成为河流、湖泊等的环境监测必测项目，是当前水污染的重要指标之一，国家已将地表水阴离子表面活性剂含量纳入水环境质量指标当中，要求阴离子表面活性剂浓度控制在0.3 mg/L以下。

阴离子表面活性剂的测定方法主要有亚甲蓝分光光度法［5］、色谱法［6］、荧光分析法［7］、滴定法［8］、共振瑞利散射法［9］以及流动注射法［10-12］。

目前，普遍采用亚甲蓝分光光度法［13-14］，然而该方法操作步骤极其繁琐，所需时间长，同时由于使用氯仿萃取，会给操作者带来危害，而且测量的重现性较差。

流动注射分析是20世纪70年代中期发展起来的一种新型、高效的连续流动分析
技术，具有批量分析速度快、精确度和灵敏度高、试剂和样品消耗量少、操作自动化以及可与多种检测手段联用等特点，目前这种技术已在各种分析领域得到广泛的应用［15-17］。

本研究采用Quickchem 8500 S2型连续流动注射分析仪对地表水中的阴离子表面活性剂的测定进行研究探讨。

亚甲基蓝、硼酸均为分析纯;氯仿，色谱纯;十二烷基磺酸钠(SDS)标准溶液，国家
标准物质研究中心;实验用水均为去离子水。

Quickchem 8500 S2型连续流动注射分析仪;722S型可见分光光度计。

1.2.1 亚甲基蓝储备液将0.75 g亚甲基蓝溶入300 mL水中，使用去离子水定容
至500 mL，混合，摇匀。

1.2.2 碱性硼酸溶液将6.0 g氢氧化钠和28.6 g的十水四硼酸钠溶于约800 mL
去离子水中，再用去离子水定容至1000 mL，混合，摇匀。

1.2.3 碱性亚甲基蓝储备液将120 mL亚甲基蓝储存液放入1000 mL分液漏斗中，加入200 mL碱性硼酸溶液。

在通风橱中，用氯仿萃取大约8次，每次50 mL，
每次萃取时摇晃2 min左右。

待两相完全分开后，完全放掉氯仿层。

将水相放入
一个2000 mL的容量瓶中，加入400 mL碱性硼酸溶液，用去离子水定容。

1.2.4 酸性亚甲基蓝储备液将80 mL亚甲基蓝储存液放入1000 mL分液漏斗中，加入40 mL碱性硼酸溶液和300 mL去离子水，在通风橱中，用氯仿萃取大约7次，每次50 mL，每次萃取时摇晃2 min左右，待两相完全分开后，完全放掉氯
仿层。

将水相放入一个2000 mL的容量瓶中，加入60 mL 0.5 mol/L的硫酸溶液，用去离子水定容。

1.2.5 SDS标准使用液用十二烷基磺酸钠标准溶液500 mg/L，配制标准使用液。

阴离子表面活性剂可与亚甲基蓝阳离子形成离子络合物，该离子络合物可以被氯仿萃取，而没有形成离子络合物的亚甲基蓝在氯仿中的溶解度非常小。

使用氯仿将阴离子表面活性剂与亚甲基蓝溶液形成的离子络合物从碱性的亚甲基蓝中萃取出来，再用酸性的亚甲基蓝溶液反萃取氯仿相，以除去干扰物，如无机阴离子NO3－、
Cl－等。

最后将氯仿相在650 nm处进行比色分析。

配备一系列浓度的SDS溶液，经测定得到标准曲线、相关系数、计算公式。

由图1可知，溶液浓度与数字信号值在0.00～2.00 mg/L有很好的线性关系，相
关系数为0.9995，线性方程为 y=51.34x+0.7160。

美国EPA规定，在测定方法检出限(MDL)时，最少测定7个重复的低浓度加标样品，加标的浓度要适宜，一般为预期MDL值的1～5倍，并按照给定分析方法的
全过程进行处理和测定。

《环境监测分析方法标准制修订技术导则》中的检测限计算公式如下:
其中，MDL表示方法检出限;n表示样品的平行测定次数;t表示自由度为n－1，置信度为99%时的t分布(单侧);S表示n次平行测定的标准偏差。

由表2数据经计算，得测定结果的标准偏差为0.001 mg/L，检出限 MDL 为
0.004 mg/L，检出限低于仪器最低检出浓度0.01 mg/L，也低于国际方法中的最
低检出浓度0.03 mg/L，可见本实验仪器灵敏度高，能满足要求更高的检测需要。

分别采用低、中、高3种浓度的样品来测定该方法的精密度，低浓度值为0.050 mg/L，中浓度值为0.200 mg/L，高浓度值为 0.600 mg/L。

各测定 4次，测定结果见表3。

由表3可知，该方法在低含量水平下(平均值为0.042 mg/L)的相对误差为16.0%，相对标准偏差为 4.8%;在中浓度含量水平下(平均值为0.212 mg/L)的相对误差为6.0%，相对标准偏差为1.4%;在高浓度含量水平下(平均值为0.619 mg/L)的相对
误差为3.2%，相对标准偏差(RSD)为1.8%。

可见用连续流动分析仪测定阴离子表面活性剂平行性好，精密度高，准确度高，具有较高的重现性和稳定性。

分别采用低、中、高3种浓度的样品来测定该方法的精密度，低浓度值为0.050 mg/L，中浓度值为0.200 mg/L，高浓度值为 0.800 mg/L，测定结果见表4、表5和表6。

由表可知，高浓度含量下，加标回收率在94.7%～105.4%之间;中浓度含量下，加标回收率在87.0% ～111.5%之间;低浓度含量下加标回收率在84.0% ～112.0%
之间。

取编号为204419的国家标准样SDS进行测试，分析时取样品10 mL，稀释至250 mL，共取5个平行样;另取编号为204418的国家标准样SDS进行测试，同
样步骤稀释250 mL，做5个平行样，测定结果见表7。

由表7可知，2个样品的测定值均在浓度允许范围。

流动注射分析法与传统国标方法《水质阴离子表面活性剂的测定亚甲蓝分光光度
法GB 7494—87》相比，整个处理过程较为简化，只需简单过滤，反应周期缩短
了一半，检测效率增大了2倍。

特别是在操作工序方面，省掉了许多工序，使所
需试剂、试样体积减少，重现性却不受影响，很大程度上提高了测定结果的准确性。

采用流动注射法和国标方法GB 7494—87同时对8个河流水进行测定，每个样品测2次，取其平均值，结果见表8。

由表8可知，流动注射法与国标法的相对误差范围在4.07% ～10.64%。

因此，日常水质监测工作中流动注射法在一定程度上可以代替国标法。

(1)标准曲线的相关系数为0.9995，能满足实验分析的要求;方法检出限为0.004 mg/L，低于检出限要求0.03 mg/L，可以满足地表水样的分析要求。

(2)实验方法的准确度和精密度都很好，加标回收率也高，通过这些测试，可以保
证数据测试的准确性。

(3)流动注射法与国标法的相对误差范围在4.07% ～10.64%，因此流动注射法适
用于地表水中阴离子表面活性剂的快速测定。

【相关文献】
［1］吴薇，程爱华，叶向德，等.表面活性剂废水处理技术的研究现状与问题分析［J］.四川环境，2007，26(3):84-87.
［2］娄明华，施新锋.流动注射法测定水中阴离子表面活性剂的探讨［J］.四川环境，2012，
31(1):46-48.
［3］万汉兴，邹立，王丽，等.土壤阴离子表面活性剂总量亚甲基蓝法研究［J］.环境科学与技术，2011，34(12):147-151.
［4］王丽平，田芹，江林，等.在线萃取流动注射法快速测定水体中阴离子表面活性剂［J］.岩矿
测试，2009，28(6):553-556.
［5］汪海波，姚国峰.亚甲蓝分光光度法测定阴离子表面活性剂的改进［J］.安徽化工，2011，
37(5):76-77.
［6］韩晓嫣，邵志刚.高效液相色谱法测定水中阴离子表面活性剂［J］.净水技术，2006(3):71-73. ［7］曹莹，刘延春.荧光分光光度法测定石油中阴离子表面活性剂［J］.长春理工大学学报，2003，26(2):43-45.
［8］Haefliger O P.Universal two-dimensional HPLC technique for the chemical analysis of complex surfactant mixtures［J］.Anal Chem，2003，75(3):371-378.
［9］肖锡林，蔡亮，廖力夫，等.均匀设计优化共振瑞利散射法测定水中阴离子表面活性剂［J］.
光谱实验室，2009(3):5-9.
［10］齐文启，孙宗光.流动注射分析(FIA)及其在环境监测中的应用［J］.现代科学仪器，
1999(1/2):24-35.
［11］魏良，张新申，代以春，等.流动注射分光光度法测定环境水中阴离子表面活性剂［J］.理化检验:化学分册，2009，45(9):1077-1079.
［12］袁东，付大友，张新申.阴离子表面活性剂的测定方法及研究进展［J］.四川理工学院学报:
自然科学版，2005，18(4):27-32.
［13］国家环境保护局.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京:中国环境科学出版社，2002:694-698.
［14］袁菊，高师昀，曾广铭，等.亚甲蓝分光光度法测定水中阴离子表面活性剂方法的探讨［J］.三峡环境与生态，2011，33(5):43-46.
［15］赵萍，陈金辉，肖靖泽.在线微孔膜双萃取-流动注射光度法测定水中阴离子表面活性剂的研究［J］.分析化学，2009，37(12):1853-1856.
［16］ Eman M EI-Nemma，Nahla M Badawi，Saad S M Hassan.Cobalt phthalocyanine as a novel molecular recognition reagent for batch and flow injection potentiometric and spectrophotometric determination of anionic surfactants［J］.Talanta，2009，78(3):723-729.
［17］ Alonso J，Baró J，Bartrolí J，et al.Flow-through tubular ion-selective electrodes responsive to anionic surfactants for flow-injection analysis［J］.Analytica Chimica Acta，1995，308(1/2/3):115-121.。