水样阴离子表面活性剂的几种测定方法的比较

冉雪菲，李 晴

（河北磊清检测技术服务有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

检测水中阴离子含量的重要性在于保障人们饮用水的安全，保护生态环境。水中阴离子浓度过高会对人体健康产生不良影响，因此对水中阴离子含量的检测和控制变得至关重要。在水源治理和净水处理过程中，检测阴离子的含量可以帮助确定水源的污染程度和治理难度，从而采取相应的控制措施，保证供水的安全。

1 阴离子概述

阴离子是电解质中带负电荷的离子，通常指原子或分子中原先带有负电荷而失去电子得到的离子。阴离子和带正电荷的阳离子在溶液中相互作用，形成电解质溶液。在生物化学等领域，阴离子通常作为化学反应的反应物或产物，参与细胞代谢等重要生命过程。

水中的阴离子是指带负电荷的化学物质，通常包括硝酸根离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等。这些阴离子虽然在水中看起来没有颜色、气味或味道，但是如果它们的浓度太高，就可能对人体健康造成危害。例如，氯离子可以对人体造成视觉上的刺激，导致眼睛的红肿和疼痛。过量的硫酸根离子可能会影响肠胃道的消化，引起腹泻和呕吐，影响人体的健康状况。硝酸根离子也是一种存在于水中的有害阴离子，它们往往是人类活动（比如化肥、家禽家畜粪便等）以及工业废弃物处理过程的副产品。如果水中含有高浓度的硝酸根离子，就可能对婴儿和孕妇的健康带来严重影响，导致新生儿的呼吸问题和孕妇的腹泻等症状[1]。

2 水样阴离子表面活性剂检测方法

2.1 亚甲蓝分光光度法

亚甲蓝分光光度法是一种常用的分析方法，用于水样中溶解有机物的定量测定。在水样阴离子和表面活性剂检测方面，可以利用亚甲蓝对表面活性剂的胶束结构的敏感性，建立一种量化检测方法。此方法基于亚甲蓝与阳离子表面活性剂的强致色性反应，表面活性剂的浓度越高，与亚甲蓝的络合物会越强，吸收光谱中吸收峰的强度也会随之增加。利用分光光度法，可以测量亚甲蓝与水样中表面活性剂络合物的吸收光谱，从而推算出水样中表面活性剂的浓度，从而对水样品质进行评估。需要注意的是，在进行表面活性剂检测时，可能会受到其他物质的干扰，比如硫酸根离子和硝酸根离子等，这些物质都可能对检测结果产生干扰。因此，在进行检测时需要对可能的干扰因素进行评估和排除。虽然亚甲蓝分光光度法存在一些局限性，但是它仍然是一种有效的、常用的表面活性剂浓度检测方法，可以广泛应用于污水处理、环境污染监测、水源治理等领域中[2]。

2.2 流动注射-亚甲蓝分光光度法

流动注射-亚甲蓝分光光度法是一种常用的快速、高效、自动化的分析方法，可用于检测水样中阴离子和表面活性剂的含量。该方法的原理与传统的亚甲蓝分光光度法类似，但它通过流动注射技术和自动分析电子感应移位（ASIC）技术实现自动化分析，具有更高的灵敏度和分析速度。流动注射-亚甲蓝分光光度法检测阴离子表面活性剂的过程中，首先制备亚甲蓝溶液和标准溶液，通过自动分析器将样品进样到分析仪器中，实现连续自动分析，可以快速测量出阴离子表面活性剂的浓度。该方法不需要手动操作，大大减少了操作和管理的难度，提升了分析效率和结果准确性。同时，该方法还可以通过优化参数，实现对不同水样的分析，且样品消耗小，不污染环境。需要注意的是，在进行流动注射-亚甲蓝分光光度法检测时，仍然需要考虑可能的干扰因素，如水质、pH、溶液中其他离子浓度等，以避免对测试结果造成干扰[3]。

2.3 高效液相色谱法

高效液相色谱法是一种常用的分析方法，用于检测水样中的离子和有机物等。在水样阴离子表面活性剂检测方面，可用于分析含有等电点或离子掩蔽剂的样品。该方法基于液相色谱技术，能够对样品中的阴离子表面活性剂进行分离和定量测定。该方法的基本原理是，使用离子交换色谱柱，将样品中的阴离子表面活性剂与离子交换树脂上的阳离子保持静电相互作用，随后通过洗脱操作，使阳离子和阴离子表面活性剂分离，被阴离子表面活性剂所占的部分会被UV/VIS 检测器精细检测。高效液相色谱法检测水样阴离子表面活性剂的优点在于分离效率好、准确度高、灵敏度高、分析速度快、多样性大等优势，可同时检测多种化合物。同时，可以通过选择合适的色谱柱、流动相和色谱检测器等优化参数，以适应不同类型的水样检测要求。需要注意的是，水样中的其他成分可能会对检测结果产生干扰，因此需要进行合适的样品前处理和优化参数，才能保证结果的准确性和可靠性[2]。

3 不同方法下水样阴离子表面活性剂测定结果对比

实验前，在准备全自动流动注射分析仪（BOFIA-8000 型）、银离子表面活性模块、Omnion3.0 数据处理系统、化学反应单元模块、超声波清洗器、分光光度计、真空泵、高效液相色谱仪（Aglient1200 型）、荧光检测器等基础实验设备后，分别制定不同检测方法的实验条件。

3.1 实验条件

3.1.1 亚甲蓝分光光度法条件

准备3%硫酸，4%氢氧化钠。同时，制备酚酞指示液，在50 mL 乙醇中融合1.0 g 酚酞，随后一面搅拌一面将50 mL 水加入溶液中，并将沉淀物滤除。制备亚甲蓝溶液，精准称取50 g 一水合磷酸二氢钠溶于水中，将6.8 mL 的H2SO4缓慢沿壁加入，将其混匀后转移到1 000 mL 容量瓶内，随后取30 mg 亚甲蓝，以50 mL水溶解并加入到容量瓶内，最后用水将其稀释到标线部位，摇晃均匀。洗涤液方面，以50 g 一水合磷酸二氢钠融入300 mL 水中，随后将6.8 mL 的H2SO4缓慢加入到溶液内，最后定容至1 000 mL。

3.1.2 流动注射-亚甲蓝分光光度法条件

准备脱气处理30 min 的去离子水，随后制备碱性硼酸钠储备液、亚甲基蓝储备液、酸性亚甲基蓝溶液、碱性亚甲基蓝溶液以及30 min 脱气处理的氯仿。其中碱性硼酸钠储备液制备期间，在十水四硼酸钠（15.83 g）中加入3.3 g 氢氧化钠（NaOH），随后将其融入到1 000 mL 水中。亚甲基蓝储备液制备阶段，称取0.35 g 亚甲基蓝在500 mL 无水乙醇内溶解，随后基于去离子水实现1 000 mL 定容，并利用0.22 μm 膜进行过滤处理。碱性亚甲基蓝溶液制备期间，使用200 mL 雅集纪兰储备液，结合100 L 酸性硼酸钠储备液定容到1 000 mL，随后同样基于0.22 μm 膜进行过滤处理。

3.1.3 高效液相色谱法条件

准备甲醇、亚甲蓝、氯仿、甲基异丁基酮、十二烷基苯磺酸钠、500 mL 去离子水。色谱条件为ODS（4.6×150 mm，5 μm），流动相为甲醇∶水=90∶10，设置1.0 mL/min 流速，设置40 ℃柱温度，10 μL 进样体积，232 nm 激发波长，发射波长度设置为290 nm。

3.2 标准溶液与水样处理

本次实验标准融余额采用银离子表面活性剂标液，标液编号GBW（E）081639，同时包括去离子水逐级稀释到实验室所需的1 000 μg 浓度溶液。质控样品1 为购买于某生物科技公司的标准阴离子表面活性剂溶液，质控样品2 为购买于某环境保护部门的标准样品，质量浓度分别为0.54 μg/mL、0.805 3 μg/mL±0.063 μg/mL。

实验阶段，将多份水样使用0.45 μm 滤膜实现过滤处理，将水中悬浮物有效去除。

3.3 测定对比结果分析

3.3.1 标准曲线、回归方程与相关系数分析

在配置标准溶液基础上进行测定，随后作标准曲线，获取三种检测方法的标准曲线。经分析，亚甲蓝分光光度法在检测水样阴离子表面活性剂期间的回归曲线相关系数r 为0.999 3，流动注射-亚甲蓝分光光度法回归曲线相关系数r 为0.999 7，高效液相色谱法回归曲线相关系数r 为0.999 2。这一结果可论证三种方法在限行范围内均有着良好的线性关系。

3.3.2 三种方法检测结果对比

对7 份水样，以三种方法各自进行7 次水样阴离子表面活性剂测定，水样编号为A1 至A7，三种方法测定值见表1。

表1 三种方法对7 份水样的阴离子表面活性剂检测结果

对三种方法准确度进行分析，对三种方法利用已知浓度的烷基苯磺酸钠标准品开展加标回收实验，设置高、中、低第三个加标浓度水平。实验之下，亚甲蓝分光光度法加标回收率在84.7%～94.8%，平均加标回收率90.4%，流动注射-亚甲蓝分光光度法加标回收率在101.5%～104.5%，平均加标回收率103.4%。高效液相色谱法加标回收率在59.0%～90.5%，平均加标回收率89.8%。由此可以得出，流动注射-亚甲蓝分光光度法准确度高于亚甲蓝分光光度法以及高效液相色谱法[3]。具体准确度测定结果见表2。

表2 三种测定方法准确度结果

4 结语

本文在制备标准溶液，筹备实验条件基础上，在对亚甲蓝分光光度法、流动注射-亚甲蓝分光光度法、高效液相色谱法进行简要分析后，基于实验开展三种检测方法对水样阴离子表面活性剂检测效果对比。对比结果下，最终确认流动注射-亚甲蓝分光光度法的准确度高于亚甲蓝分光光度法以及高效液相色谱法。因此，相关企业、水资源检测部门在检测期间可结合本文研究成果的借鉴，合理运用流动注射-亚甲蓝分光光度法，全面提升水资源水样阴离子活性剂的监测效率，为社会公众安全、放心用水提供技术保障。