亚甲蓝法测定生活饮用水中阴离子合成洗涤剂及干扰因素分析

吴艳玲 王占辉 刁丹红 封燚 杨慧卉 李依霖

阴离子合成洗涤剂是指在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的一类表面活性剂，通常其广泛分布在各类水环境当中，属于生物难降解类物质[1-4]。阴离子合成洗涤剂对人体具有轻微的毒性，在人体内不易降解，人体将其摄入后可导致血液总胆固醇增高、体重增加，也容易造成红细胞、血红蛋白和白细胞水平和数量变化，是《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的常规检测指标之一[5-9]。对阴离子合成洗涤剂的检测方法主要采用的是国标(GB/T5750.4-2006)中亚甲蓝分光光度法和二氮杂菲萃取分光光度法，其中亚甲蓝分光光度法作为第一法被各类水质检测机构广泛应用，也是当前研究的热点方法。近年来水质检测研究人员对该方法进行不同程度的改进，获得了较为满意的结果[10-12]。本文就国标亚甲蓝分光光度法进行了优化，改进了亚甲蓝缓冲体系，简化了操作步骤，在获得满意结果的同时，重点针对生活饮用水中消毒剂对测定过程中的干扰问题进行了研究，提出了规避干扰的方法，对生活饮用水中阴离子合成洗涤的检测具有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂 UV2500型紫外可见分光光度计(岛津)、DR1900便携式分光光度计(哈希)、离子色谱仪(万通883)、亚甲蓝缓冲溶液：准确称取0.02 g亚甲蓝(C16H18ClN3S·3H2O)，溶于100 ml纯水中，加入10.2 ml硫酸(ρ20=1.84 g/ml)及75 g磷酸二氢钠(NaH2PO4)，纯水定容至1 000 ml后，置于棕色瓶内；十二烷基苯磺酸钠标准溶液(中国计量科学研究院)、三氯甲烷(优级纯)。

1.2 方法

1.2.1 标准曲线的绘制:取7支25 ml具塞比色管分别加入0、0.10 ml、0.20 ml、0.40 ml、0.80 ml、1.60 ml、2.00 ml十二烷基苯磺酸钠标准使用溶液(10 μg/ml)，用纯水定容至20 ml。向各管中加入4 ml亚甲蓝缓冲溶液，混匀后准确加入4.00 ml三氯甲烷，旋紧塞子连续上下振摇120次(约45 s)，倒入100 ml分液漏斗中，静置分层，在分液漏斗颈部塞入一小团脱脂棉(三氯甲烷索式提取处理)，分出三氯甲烷相于650 nm波长下用1 cm比色皿，以三氯甲烷为参比测量吸光度，以阴离子合成洗涤剂浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。

1.2.2 水样测定:移取待测水样20～25 ml比色管中，剩余步骤参照1.2.1节，测定样品溶液吸光度，通过标准曲线的回归方程计算得出水样中阴离子合成洗涤剂的含量。

2 结果

2.1 亚甲蓝缓冲体系对水样pH值的缓冲能力 本方法配置的亚甲蓝缓冲体系可将2.5- 11.5广域pH值水样统一调节到2.11～2.42，具备很好的缓冲能力。见表1。

表1 新型亚甲蓝缓冲体系对水样pH值的缓冲能力

2.2 线性范围及检测限 阴离子合成洗涤剂在0.05～1.00 mg/L范围内线性关系良好，回归方程为：Y=1.2006X+0.012，相关系数 r =0.9998；以三倍检出限计算检测限，求得本方法阴离子合成洗涤剂检测限为0.01 mg/L。

2.3 方法精密度和回收率 对同一生活饮用水进行低(0.05 mg/L)、中(0.10 mg/L)、高(0.30 mg/L)3个浓度水平的加标回收，每个水平平行测定6次，记录观察加标回收和相对标准偏差结果。见表2。

表2 亚甲蓝分光光度法快速测定生活饮用水中阴离子合成洗涤剂的

2.4 消毒剂对方法的干扰 实验表明当水中氯化物含量>1 200 mg/L、硝酸盐含量>405 mg/L时，对本方法具有明显的正干扰，消毒剂游离氯含量超过0.25 mg/L时，对本方法具有明显的负干扰。见表3。

表3 新型亚甲蓝缓冲体系在测定过程中的抗干扰能力

2.5 优化亚甲蓝的缓冲能力 为了检验亚甲蓝缓冲体系对检测结果的影响，在国标方法规定的浓度范围内，设计国标亚甲蓝方法与优化亚甲蓝缓冲体系检测结果对比试验。见表4。

表4 国标亚甲蓝方法与优化亚甲蓝缓冲体系不同浓度结果比较

2.6 萃取条件的固定 采用在去离子水中加入多个水平标准的方法，探讨振要次数和频率对结果的影响。见图1～4。

2.7 游离氯对测定结果的影响 室温下放置一定时间可消除游离氯。当初始水样中游离氯含量在0.78～0.95时，室温下放置，对本方法以及国标方法水中游离氯含量与加标回收率相关性进行分析。见图5、6。

图5 水中游离氯含量与加标回收率相关性分析

图6 水中游离氯含量与国标方法加标回收率相关性比较

3 讨论

3.1 较国标方法省略步骤的探讨 国标亚甲蓝分光光度法规定，样品测定之前首先要调节pH值至中性，使得加入国标亚甲蓝溶液后pH值控制在2.1～2.4。本方法配置的新型亚甲蓝缓冲体系可将2.5～11.5广域pH值水样统一调节到2.1～2.4，因此无需预调pH值。

综上实验结果，可见在国标方法规定的浓度范围内优化亚甲蓝体系检测吸光值与国标亚甲蓝溶液所测吸光值大致相等，即优化亚甲蓝溶液适用于阴离子表面活性剂的检测，且优化亚甲蓝溶液对水样pH的缓冲能力更强。国标方法中萃取后的有机相需要进行酸水反萃取，其目的主要是去除有机羧酸盐、酚类及硝酸盐和氯化物的干扰[13]。本方法配置的新型亚甲蓝缓冲体系在一步萃取过程中同时具备了上述功能，对低于1 200 mg/L的氯化物和低于40 mg/L的硝酸盐水样具有很好的抗干扰能力。国标方法中三步萃取后需要对有机相(三氯甲烷)进行定容处置，主要原因是反复萃取过程中三氯甲烷相损失较多，本方法在控制好一步准确加入三氯甲烷量的前提下，测定的是有机相中待测物质的浓度，因此无需对有机相进行定容，大大提高了整个测定过程的精密度和准确度。

3.2 萃取条件的确定 在GB/T5750.4-2006和GB/T7494-87中均规定为猛烈振摇30 s，水和废水监测分析办法-第4版(增补版694页)则规定为猛烈振摇90 s，注意放气。而不同的振摇手法包括振摇次数和振摇频率等因素对实验结果影响较大。基于此需要探讨可保证萃取充分，且不会导致乳化现象的最佳振摇萃取次数和频率。根据四个振摇次数回归曲线，可以看出振摇次数在60次与90次时，回归曲线的线性较差，曲线最后出现了不同程度的弯曲，且吸光值较小，说明手动振摇60次与90次萃取并不充分。在振摇次数达到120次时，回归曲线线性较好，吸光值达到正常值，说明手动振摇120次可使萃取过程充分进行，且萃取效率保持一致。在手动振摇次数达到150次时，回归曲线线性又开始变差，其吸光度小于正常值，实验过程发现出现了有机相的乳化现象，萃取效率发生变化。

3.3 消毒剂对方法干扰的探讨 消毒剂游离氯对本方法和国标方法均有干扰，两种方法干扰相关性结果如图5、图6所示。通过对各地生活饮用水液氯消毒处理后出厂水和管网末梢水中游离氯含量调查，一般管网末梢水中游离氯含量均在0.35～0.89，出厂水中游离氯一般0.35～1.59。因此在进行生活饮用水中阴离子合成洗涤剂的检测过程中，水样中游离氯含量无论对国标方法还是本文优化的亚甲蓝方法均实际产生一定程度的负干扰。为了减少各类化学试剂的使用量，本文探讨了基于室温下放置一定时间消除干扰的方法，当初始水样中游离氯含量在0.78～0.95时，室温下放置6 h后，水样中游离氯含量均可下降到<0.25 mg/L，可有效消除游离氯对测定的干扰。同时使用复合二氧化氯消毒的生活饮用水，其消毒剂对本方法和国标亚甲蓝方法均无干扰。 综上所述，采用优化亚甲蓝缓冲体系测定生活饮用水中阴离子合成洗涤剂，方法的精密度和准确度均符合国标检测要求，与国标方法相比大大减少了有机相的使用量及对环境和实验人员健康的危害，同时该方法无需进行水样pH值的调节，简化了操作程序，极大的缩短了分析时间，提高了工作效率，便于广大基层水质检测实验室推广使用。