Analiza anionowych środków powierzchniowo czynnych za pomocą

SPRAWOZDANIE Z EKSPLOATACJI
>FOTOMETRIA >TESTY KUWETOWE
Centrum laboratoryjne, Most, Republika Czeska
Analiza anionowych środków powierzchniowo
czynnych za pomocą testu kuwetowego LCK332
Problem
Stan początkowy
Metoda zgodna z CSN EN 903
(jej odpowiednikiem jest norma EN
27888:1993) była uprzednio używana
do oznaczania anionowych środków
powierzchniowo czynnych. Metoda
ta jest stosunkowo pracochłonna;
wymaga przeprowadzenia wielokrotnej
ekstrakcji za pomocą toksycznego
chloroformu.
Oznaczanie zgodne z czeskim standardem technicznym CSN EN 903
Uprzednio metoda używana do determinacji anionowych środków powierzchniowo czynnych była
zgodna z normą “CSN EN 903 Jakość wody – Oznaczanie anionowych środków powierzchniowo
czynnych za pomocą pomiaru indeksu błękitu metylenowego (MBAS)” zmienioną przez normę
ISO 7875-1:1984. Zasada oznaczania polega na tym, że anionowe środki powierzchniowo
czynne reagują z błękitem metylenowym w środowisku zasadowym. Produktem reakcji jest sól
wyekstrahowana za pomocą chloroformu. Metoda ta była używana głównie do determinacji
anionowych środków powierzchniowo czynnych w wodzie surowej według wymogów prawnych.
Rozwiązanie
Centrum laboratoryjne w Most
skorzystało z oferty złożonej przez
HACH LANGE aby przetestować test
kuwetowy LCK332. Test ten ma na
celu uproszczenie i przyspieszanie
oznaczania anionowych środków
powierzchniowo czynnych, redukując
dodatkowo zanieczyszczenie środowiska przez chloroform.
Korzyści
Zaletą analizy testem kuwetowym
jest prostota i szybkość oznaczania
oraz wyeliminowanie potencjalnego
skażenia środowiska chloroformem.
Procedura ta jest stosunkowo pracochłonna; wymaga przeprowadzenia wielokrotnej ekstrakcji
za pomocą toksycznego chloroformu. Oprócz tego niezbędne, a zarazem trudne jest dokładne
oczyszczenie używanego szkła laboratoryjnego. Pomimo podjętych kroków, tj. użycia wyciągu,
zanieczyszczenia środowiska nie dało się uniknąć, ponieważ pomiar jest przeprowadzany w
kuwetach o długości optycznej 50 mm, a próbka musiała zostać do nich przelana.
Miejsce pracy / laboratorium
Oznaczanie anionowych środków powierzchniowo czynnych w wodach surowych i ściekowych
za pomocą testu kuwetowego HACH LANGE LCK332 jest przeprowadzane w wydziale kontroli
jakości Waterboard Association. Metoda ta została akredytowana przez Czeski Instytut Akredytacyjny.
¢ Oznacznie anionowych środków powierzchniowo czynnych jest przeprowadzane na miejscu
dla 100 próbek ścieków i 100 próbek wody powierzchniowej rocznie.
¢ Wymogi dotyczące oznaczania anionowych środków powierzchniowo czynnych w wodzie
surowej i ściekach opiera się na ustawodawstwie, jak również na wymaganiach klientów.
¢ Badanie ścieków przemysłowych odbywa się w oparciu o wymogi organu zajmującego się
wodą. Organ taki określa maksymalny dopuszczalny poziom zanieczyszczenia wody. Badanie
wody powierzchniowej odbywa się w oparciu o wymagania odpowiednich przepisów prawa.
Oznaczanie anionowych środków powierzchniowo czynnych za pomocą
LCK332
Centrum laboratoryjne skorzystało z oferty złożonej przez HACH LANGE
aby przetestować test kuwetowy LCK332, co miało na celu uproszczenie
i przyspieszenie oznaczania anionowych środków powierzchniowo czynnych
oraz zredukowanie zanieczyszczenia środowiska chloroformem. Wymieniony
wyżej test umożliwia determinację anionowych środków powierzchniowo
czynnych w zakresie pomiarowym od 0,05 do 2,0 mg/L.
Pomiar jest prosty: 3,5 mL próbki jest wprowadzane do kuwety o średnicy
13 mm, a następnie stopniowo dodawane są dwa odczynniki, które stano-
Abs
wią część testu kuwetowego LCK332. Próbka jest
podawana przez wytrząsaniu i po krótkim czasie oczekiwania na indywidualne fazy związanym z oddzieleniem
zgodnie z załączoną procedurą. Można to zmierzyć za
pomocą spektrofotometru. Absorpcja oddzielonej fazy
organicznej jest mierzona przy długości fali 653 nm.
Dalsza ocena odbywa się zgodnie z krzywą kalibracji.
Centrum laboratoryjne przeprowadza pomiar przy użyciu
własnej krzywej kalibracji (Wykres 1) zaprogramowanej
w spektrofotometrze HACH LANGE DR 5000.
LCK332, anionowe środki powierzchniowo czynne
Wykres 1:
Krzywa kalibracji
Regresja liniowa:
y(Abs) = 0,046231 + 0,549236.x (stęż.)
r = 0,99995
Alkilobenzenosulfonian sodu
Walidacja metody określania anionowych środków powierzchniowo czynnych
przy wykorzystaniu testu kuwetowego LCK332
Metoda
Charakterystyka walidacji
LCK332
Wartość
CSN EN 903
Wartość
Długość fali
653 nm
650 nm
Zakres pomiaru (dla alkilobenzenosulfonianu sodu) [mg/L]
0,05 – 2,0
0,05 – 0,4
Czułość [L/mg]
0,549
2,599
Limit wykrywalności [mg/L]
0,024
0,020
<0,05
Limit kwantyfikacji [mg/L]
<0,05
Zaobserwowane odchylenie [%]
6,17
2,20
Maks. zaobserwowany współczynnik powtarzalności
dla wariacji 0,05 mg/L [%]
8,42
3,05
Średnie odchylenie standardowe dla normy kontrolnej
0,2 mg/L [%]
4,71
5,80
Niepewność z zakresie roboczym [%]
21
14
Tabela 1: Charakterystyka walidacji
Metoda określania anionowych środków powierzchniowo
czynnych za pomocą testu kuwetowego została dopuszczona do badania ścieków, wody powierzchniowej i wody
gruntowej. Charakterystyka walidacji została opisana w
Tabeli 1. Porównanie wyników testu kuwetowego LCK332
z wynikami uzyskanymi przez analizę z użyciem procedury określonej w CSN EN 903 stanowi część walidacji.
Analizy rzeczywistych próbek wód powierzchniowych,
gruntowych i ściekowych
Analizy przeprowadzono na rzeczywistych próbkach i wodzie
powierzchniowej. Zazwyczaj w tych wodach nie wykrywa się
anionowych środków powierzchniowo czynnych, zatem wykryte
wartości anionowych środków powierzchniowo czynnych we
wszystkich próbkach za pomocą obu metod znalazły się poniżej
limitu określania, tj. poniżej 0,05 mg/L.
Wyniki przeanalizowano porównując i sprawdzając różnicę
pomiędzy parami. Różnice pomiędzy pomiarami przeprowadzonymi
dwiema metodami były nieznaczne.
Analizy na wybranych próbkach wody ściekowej zostały przeprowadzone przy użyciu obu metod, tj. testu kuwetowego LCK332
i zgodnie z normą CSN EN 903. Aby uzyskać przegląd wyników
oraz graficzne przedstawienie w postaci wykresu słupkowego,
patrz Tabela 2 poniżej (Wykres 2). Metoda odzyskiwania przy
użyciu próbek ścieków z dodatkiem wzorca wyniosła 99 %.
Nr próbki
Stężenie LCK332 [mg/L]
Stężenie CSN EN 903 [mg/L]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
55,00
46,00
5,46
1,77
15,10
0,77
35,00
11,00
27,20
5,84
18,60
4,18
0,95
48,00
40,60
4,74
1,38
14,70
0,67
35,10
9,50
27,60
5,26
18,70
4,16
1,00
Tabela 2: Wyniki analizy próbek rzeczywistych
mg/L
Próbki rzeczywiste – anionowe środki powierzchniowo czynne
Wykres 2: Przedstawienie Tabeli 2
w formie wykresu słupkowego
Korzyści
Zalety analizy przy zastosowaniu testu kuwetowego:
¢ Prostota i szybkość oznaczania
¢ Zapobieganie zanieczyszczeniu środowiska toksycznym chloroformem
¢ Większe bezpieczeństwo dla pracowników laboratorium
¢ Minimalna ilość toksycznych odpadów
13
Wniosek
Celem oznacznia anionowych środków powierzchniowo czynnych
w wodach powierzchniowych, gruntowych i ściekowych za pomocą
dwóch metod, tj. testu kuwetowego LCK332 i metody standardowej
zgodnie z CSN EN 903, było porównanie wyników obu metod.
W oparciu o wyniki analiz i testów statystycznych możemy potwierdzić, że obie metody nie wykazały znaczących różnic.
Zaletą analizy testu kuwetowego jest prostota i szybkość określania
potencjalnego zanieczyszczenia środowiska chloroformem i jego
zapobieganiu. Dzięki temu można zapewnić większy poziom bezpieczeństwa pracownikom laboratorium. Pracochłonne i czasochłonne analizy anionowych środków powierzchniowo czynnych zgodnie
z normą CSN EN 903 obejmuje powtarzalną ekstrakcję chloroformem
i obsługę próbek przez około jedną godzinę, przez co określanie
więcej niż trzech próbek jednocześnie stanowi spore wyzwanie.
W przypadku testów kuwetowych ekstrakcja jest przeprowadzana
tylko raz i bez żadnych trudności dla większych serii próbek.
Dozowanie małych objętości próbek stanowi jedyną wadę testu
kuwetowego. Większe rozcieńczanie, jeśli jest potrzebne, może
zwiększyć niepewność oznaczania. Szerszy zakres pomiarowy
wymaga jednak mniejszego rozcieńczania. Niepewność wyników
zgodnie z CSN EN 903 wynosi 14 % w zakresie roboczym
0,05 – 0,4 mg/L. Niepewność na poziomie 21 % została określona
dla LCK332 i szerszego zakresu roboczego 0,05 – 2,0 mg/L.
Spektrofotometr UV-VIS DR 5000
Wytrząsarka LS 120 automatycznie ekstrahuje fazę organiczną do
8 kuwet równolegle.
Pojedyncze określanie anionowych środków powierzchniowo
czynnych zgodnie z CSN EN 903 powoduje powstanie ponad
300 mL odpadów toksycznych. Wielką zaletą testu kuwetowego
jest powstawanie minimalnej ilości odpadów toksycznych, które
pozostają w zamkniętych kuwetach. Firma HACH LANGE oferuje
recykling i utylizację zużytych testów kuwetowych.
DOC042. 60 .20175.Dec14
Dział kontroli jakości używa również innych produktów HACH LANGE,
np. testów kuwetowych dla badania łącznego azotu w ściekach
czy spektrofotometrów DR 2000, DR 2800, DR 4000, DR 5000
i analizatora QUIKCHEM 8500.