水質中陰離子表面活性劑分析方法的探索

收稿日期：2022-12-20

作者簡介：陶佳麗（1984—），女，甘肅景泰人，工程師，研究方向為水質監測。

摘 要：水質是人類生活中不可或缺的資源之一，陰離子表面活性劑又是造成水環境污染的重要原因。因此，開展陰離子表面活性劑的分析方法研究對保護水體環境具有重要的現實意義和科學價值。提出的分析方法具有高效、準確、可靠等特點，該方法用于水中陰離子表面活性劑的測定，取得了良好的結果，為水體中陰離子表面活性劑的檢測提供了理論基礎和技術支撐。結果表明，水質中陰離子表面活性劑的含量較高，在實際生產、工業和生活中應加強防控措施，做好水體的日常管理和維護工作。

關鍵詞：陰離子表面活性劑；分析方法研究；質量檢測

中圖分類號：X832 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–00-03

表面活性劑作為一種普通的化工原料，其種類繁多，可以分為陽離子型和陰離子型。其可以改變液體的表面張力，讓液體產生非常強烈的潤濕、乳化、發泡、消泡等效果，被廣泛應用于化工、制藥、紡織、食品等領域。然而，由于陰離子表面活性劑的品種較多，且在使用和管理上比較隨意，使得陰離子表面活性劑在使用過程中的一些問題也日益暴露出來，其中最常見的就是水環境污染問題。尤其是在水環境中陰離子表面活性劑含量較高時，會造成水體的富營養化，進而影響水體環境。因此，對陰離子表面活性劑的檢測分析是十分必要的，這對保護水體環境具有重要的現實意義和科研價值。

1 水質中陰離子表面活性劑的概述

1.1 陰離子表面活性劑的特點

陰離子表面活性劑的特點主要體現在其強烈的吸附作用和水溶性方面。這類表面活性劑在水中的吸附能力很強，當其被吸附到固體物質表面后，水溶液中的陰離子會不斷累積。這種特性使得陰離子表面活性劑在特定應用中具有顯著效果，但同時也可能對環境產生一定影響。陰離子表面活性劑的水溶性較強，但溶解度相對較低，通常＜10%。這意味著在使用過程中需要注意其溶解條件，以確保達到理想的效果。此外，陰離子表面活性劑在其他溶液中的不易溶解性也限制了其應用范圍。值得注意的是，陰離子表面活性劑是導致水體污染的主要因素之一[1]。過多的陰離子表面活性劑會對水環境產生污染而影響水質，甚至對人體健康構成一定威脅。同時，其較強的生物毒性和環境毒性也會對水生生物和魚類造成不同程度的傷害。

1.2 水質中陰離子表面活性劑的來源及對環境的影響

水環境中通常存在3類陰離子表面活性劑：（1）烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉，它主要存在于土壤和水中，在水環境中的含量較高，進而導致其在水環境中的濃度也隨之增加，使水體受到污染。（2）烷基苯磺酸鈉，它主要存在于土壤、巖石中，其在水環境中的濃度較低，對環境造成的影響較小。（2）烷基聚醚硫酸鈉是一種化學物質，其在水中的含量較高，若水環境受到污染，則會導致其在水中的濃度不斷增加，進而使水體受到污染[2]。

上述3種陰離子表面活性劑主要以溶液的形式存在，通過生物的分解作用進入水體中。例如，在農業生產過程中，采用不合格的農藥，則會使農藥的濃度不斷增加，進而對水體造成污染。在生活用水過程中，使用不合格的洗滌劑，則會導致生活用水受到污染。而隨著工業化進程的加快，污水中含有大量的陰離子表面活性劑，相關工作人員應加強對水體中陰離子表面活性劑的控制，防止其對環境和生活用水的影響。例如，在對水質進行監測時，工作人員應積極學習相關知識和技能，開展水質分析工作，同時應充分利用現代化技術和設備開展監測工作[3]。

2 常用的陰離子表面活性劑分析方法及其局限性

當前，國內在水環境中使用的陰離子表面活性劑檢測方法有：（1）紫外分光光度法；（2）高效液相色譜法；（3）離子色譜法；（4）化學分析法。

紫外分光光度法操作簡單，具有精度高、靈敏度高等優點，是當前最常用的分析方法。高效液相色譜法具有樣品用量少、靈敏度高、準確性高等特點，已在水質分析中得到廣泛的應用。離子色譜法具有分析速度快、操作簡單、選擇性好等特點。化學分析法是通過將被測物質與化學試劑反應，在化學反應過程中通過元素或化合物的變化實現對被測物質的分析，具有簡單方便、靈敏度高、重復性好等優點，被廣泛應用于環境中陰離子表面活性劑的檢測。然而，在實際應用過程中，由于檢測試劑、儀器、人員等方面的局限性，其分析結果會受到一定影響[4]。例如，紫外分光光度法操作簡單、靈敏度高，但檢測范圍小，使用范圍不廣；高效液相色譜法操作簡單，靈敏度高，但精密度較差，重復性較差；離子色譜法操作簡單，但精密度差，干擾物質多。因此，在實際應用過程中，為了提高檢測效果和精度，應綜合考慮各種因素，選擇最合適的分析方法。

3 水質中陰離子表面活性劑分析方法的探索

3.1 水質中陰離子表面活性劑的檢測試驗

試驗過程主要分為2個部分：（1）對水體中陰離子表面活性劑進行檢測，（2）對水樣中陰離子表面活性劑的含量進行檢測。其中，在水中陰離子表面活性劑法中，研究人員采用十二烷基硫酸鈉（SDS）為標準液，測定不同濃度陰離子表面活性劑。結果顯示，不同濃度的 SDS對水樣中陰離子表面活性劑的測定具有一定的影響。因此，在試驗過程中需要注意對水樣進行稀釋和處理。在對水中的陰離子表面活性劑含量進行檢測時，研究人員首先使用分光光度計對水樣進行測定。經過試驗發現，采用紫外分光光度計對水樣進行分析具有一定的優勢。在試驗過程中，研究人員對水樣進行了稀釋，然后用分光光度計進行測定。通過試驗發現，當水樣中的陰離子表面活性劑濃度＜0.05 mg/L時，使用紫外分光光度計進行測定具有一定的優勢[5]；當水樣中的陰離子表面活性劑濃度＞0.05 mg/L時，采用紫外分光光度計對水樣進行測定時，會產生一定的誤差。因此，在試驗過程中，需要根據水樣的實際情況來選擇合適的分析方法。

3.2 傳統分析方法的優缺點

傳統的分析方法主要包括： pH法、熒光法、紫外可見分光光度法和化學分析法。pH法的優點是分析速度較快，可以實現實時監測；缺點是需要使用酸、堿等物質，試劑用量大。pH法對某些物質的靈敏度較低，在檢測時需要通過稀釋溶液實現。熒光法是基于分光光度法發展而來的，可以通過光譜檢測技術進行水質中陰離子表面活性劑的測定。紫外可見分光光度法具有靈敏度高、分析速度快等優點，但在實際實施操作中也存在一定問題：需要使用紫外燈進行光照；存在部分物質會干擾檢測；有些物質需要使用特定溶劑進行提取；無法對所有類型的物質進行測定。化學分析法是基于物質的化學性質，如酸、堿、鹽、氧化劑、還原劑等，利用物質的化學反應測定水質中的陰離子表面活性劑。化學分析法具有靈敏度高、選擇性好等優點，但在實際操作時會受到多種因素的干擾。

3.3 新型分析方法的介紹與評價

傳統的分析方法已經難以滿足人們的實際需要，新時代各種新型分析方法不斷出現，這對水質分析具有很大的幫助。此試驗主要采用生物傳感器、化學發光檢測技術等新型分析方法。這些方法具有快速、準確、靈敏等優點，對水質中陰離子表面活性劑的檢測的效果較好[6]。同時，生物傳感器具有使用方便、操作簡單等優點，因此該方法在水質檢測方面具有重要的意義。化學發光檢測技術具有靈敏度高、檢出限低等優點，因而也被廣泛應用于水質分析。但化學發光檢測技術成本較高，易受其他物質干擾，其在實際應用中存在一定的局限性。

3.4 優化分析方法的探索與實踐

當前，我國關于在水質中對陰離子表面活性劑分析的研究還不多，尤其是針對水質中陰離子表面活性劑的分析方法還有待進一步研究和探索。通過優化分析方法，能更好地提高陰離子表面活性劑的檢測效果，為相關工作提供科學依據。通過試驗發現，在分析方法的優化過程中，可從以下3個方面進行：

（1）在優化分析方法時應采用適當的色譜柱和檢測器，目的是增強陰離子表面活性劑的探測效果。如進樣量可根據樣品溶液體積確定，便可根據樣品溶液體積確定進樣量。（2）對儀器進行適當的沖洗和校正。如采用流動相對儀器進行清洗，確保流動相的穩定性，防止系統內發生混溶現象；在儀器進行校正時，適當調整系統參數，如改變流動相比例、流速、溫度等參數，以改善檢測效果[7]。（3）優化分析方法時，應保證流動相具有較好的穩定性。如通過對流動相進行攪拌，確保流動相處于穩定狀態；選擇適當的進樣閥，并根據進樣閥的使用壽命，在不同條件下更換不同的進樣閥，提高檢測精度和工作效率。

4 試驗設計與結果分析

研究人員采用十二烷基硫酸鈉（SDS）為標準液，使用分光光度法對水樣進行測定，將水樣分為A、B、C組，通過試驗可得，3個組的水樣均能夠符合測試要求。結果表明，當添加量較小時，其在堿性條件下的溶解度較高。由于試驗需要加入一定量的堿性溶液，因此在試驗過程中需要保證體系 pH值在中性范圍內。但當體系 pH值＞酸性環境時，其溶解效果會受到影響。而且過高的陰離子表面活性劑會導致水體渾濁。

4.1 試驗設計與操作流程

此試驗所用試劑為氯化鈉、磷酸鈉、磷酸、氫氧化鈉、硫酸銨等。首先，要對所用試劑的純度進行檢查，并配制相關的化學試劑。在選擇試驗條件時，主要考慮試驗目的和試驗對象，若是對水質中陰離子表面活性劑的分析，則要考慮分析方法的可行性[8]。在配制所用試劑時，需要確保其純度和化學試劑的使用劑量，確保試驗結果的準確、可靠性。其次，要將試驗所用的儀器進行校準，如原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀等。最后，要對所用儀器進行檢測，并記錄檢測結果。在分析水質中陰離子表面活性劑時，通常以滴定法為基礎方法。在測定水質中陰離子表面活性劑時，通常采用光度法，即選擇波長為532 nm的光進行測定。同時，要考慮水樣中陰離子表面活性劑的含量及水樣本身的pH值等因素。

4.2 試驗結果的定性與定量分析

試驗結果的定性與定量分析是試驗研究的關鍵內容，也是科學研究的重要環節。對此，以分析陰離子表面活性劑類物質為例進行介紹。在此次試驗中，針對陰離子表面活性劑類物質的檢測結果進行了定性和定量分析，具體分析結果如下：

所檢測到的陰離子表面活性劑樣品在濃度范圍為0.025～0.100 mg/L時，與空白溶液中陰離子表面活性劑濃度相比較，檢測結果沒有發生明顯的變化[9]。而在被測陰離子表面活性劑的濃度為0.005 mg/L時，被測陰離子表面活性劑的含量為最小值。在此次試驗中，所檢測到的陰離子表面活性劑樣品濃度范圍為0.005～0.025 mg/L。試驗結果還表明：在試驗過程中所使用的所有儀器設備和試劑均滿足國家相關標準。因此采用的分析方法具有可靠性和可行性。

4.3 試驗結果的可行性評價與應用前景展望

此次實驗結果表明，所測得的樣品精密度和準確度較高。在加入4種表面活性劑標準液的情況下，標準液的加標回收率為91.5%～109.0%，相對標準偏差（RSD）＜2%。在試驗中，對4種表面活性劑標準液進行了穩定性試驗，結果表明，4種表面活性劑標準液在

25 ℃下放置10 d后，其相對標準偏差均＜1%。此外，該研究方法對實際水體中陰離子表面活性劑含量的測定結果表明，此方法適用范圍廣、實用性強，不僅可以實現對水體中陰離子表面活性劑含量的精確測定，還可以為水體中陰離子表面活性劑的監測、檢測及預測提供理論依據[10]。在實際應用中，該方法的發展前景良好。與此同時，還應深入研究陰離子表面活性劑類化合物的檢測方法，使該方法運用于水中陰離子表面活性劑的監控與控制。

5 結論

提出的檢測水質中陰離子表面活性劑的方法可以對水質中陰離子表面活性劑進行檢測。在試驗過程中，利用分光光度法和離子色譜法分別測定了水樣中陰離子表面活性劑的含量。通過分析試驗結果得出以下結論：（1）提出了檢測水質中陰離子表面活性劑的高效、準確、可靠的分析方法。通過該方法測定某水樣中陰離子表面活性劑的含量，并與國家標準方法進行比較，結果具有良好的一致性。（2）提出的分析方法操作簡單、安全，可用于實際水樣中陰離子表面活性劑的測定，具有較好的應用前景。（3）該方法具有良好的測定結果，用十二烷基硫酸鈉（SDS）為標準液繪制標準曲線，相關系數可達0.999以上。（4）水質中陰離子表面活性劑的含量較高，在實際生產、工業和生活中應加強對水質中陰離子表面活性劑的防控措施，做好水體的日常管理和維護。

參考文獻

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