全自动法测定水中阴离子表面活性剂研究
目前,国内测定水中阴离子表面活性剂执行《水质 阴离子表面活性剂的测定 亚甲蓝分光光度法》(GB7494—1987)[1],该方法原理是阳离子染料亚甲蓝与阴离子表面活性剂作用,生成蓝色的盐类,统称为亚甲蓝活性物质(MBAS)。该生成物可被氯仿萃取,其色度与浓度成正比,用分光光度计在波长652nm处测量氯仿层的吸光度。该实验方法的操作需要氯仿3次萃取、1次洗涤和1次定容过程,实验操作复杂,过程繁琐。氯仿易挥发,有毒性,作用于中枢神经系统,具有麻醉作用,对人体可能有损害。采用全自动的方法可将伤害降到最低。本研究通过大量论文[2-9]和实验研究[10-14],探讨用自动仪器测定水中阴离子表面活性剂的可行性。使用全自动的阴离子表面活性剂分析仪来进行测量,可避免手工操作的一些不确定性,使对比结果更可靠,也减少人与有机萃取剂氯仿的接触。
1 实验
1.1 原理
阴离子亚甲蓝染料与阴离子表面活性剂作用生成易于被有机溶剂三氯甲烷萃取并均匀分布的蓝色显色物质,统称为亚甲蓝活性物质(MBAS)。其色度与浓度成正比。通过计算机程序控制,仪器自动调零。然后分别自动抽取25mL的亚甲蓝溶液、以及3次且每次10mL氯仿通过注射器和管路注入到自动进样器上的水样中,用电动搅拌器进行充分搅拌萃取。静止分层后,转移萃取层至分离杯加入25mL洗涤液进行磁力搅拌洗涤,去除干扰物质,并抽取待测氯仿层到1cm比色皿中进行测量。在显示屏上显示结果,测量完成。整个过程全部是自动化,不需要人为手动操作。
1.2 主要仪器
OL2010阴离子表面活性剂自动分析仪(上海昻林科学仪器有限公司)
测量原理:按国家“GB7494—1987”号标准,将萃取剂自动注入水样中,通过自动搅拌萃取,将水中阴离子表面活性剂萃取到试剂中,经分离装置将水与试剂分开,再自动测量得出结果。
1.3 试剂
(1)十二烷基苯磺酸钠标准使用液(10mg/L):准确吸取国家标准物质十二烷基苯磺酸钠标准储备液(1000mg/L)5mL于500mL容量瓶中,用纯水定容至500mL。
(2)亚甲蓝溶液:称取50g一水合磷酸二氢钠溶于300mL水中,转移到1000mLl容量瓶内,缓慢加入6.8mL浓硫酸,摇匀。另称取30mg亚甲蓝(指示剂级)用50ml水溶解后也移入容量瓶,用纯水稀释至标线。
(3)洗涤液:称取50g一水合磷酸二氢钠溶于300mL水中,转移到1000mL容量瓶内,缓慢加入6.8mL浓硫酸,用水稀释至标线。
1.4.3 自动测量
(4)三氯甲烷(AR)。
取11个纯水水样于样品杯中,每个100mL,用仪器测量水样中阴离子表面活性剂的浓度,检测结果见表2。
1.4 实验步骤
亚甲蓝:25mL;
使用专用能直接读取样品体积的100mL样品杯,可直接上机(自动进样器)萃取,无需转移。
试验设置2个组,配合饲料组和血液组,每个组3个重复。养殖密度为40尾/箱。试验组采用自制配合饲料灌入风干猪血肠衣中投喂,对照组采用鸡血打成血浆灌入风干猪血肠衣中投喂,养殖周期60 d,投喂频率为每3 d 1次,每天换水量50%,停饲1周采样。
从表1可以看出,两种方法的相关系数完全满足r≥0.9990的要求,符合测量要求。
1.4.2 手动测量
手动实验方法步骤依据 《水质 阴离子表面活性剂的测定 亚甲蓝分光光度法》(GB7494-1987)
第一,高校在人才培养过程中,过于重视理论教学,学生对专业知识的掌握大多源自课堂教学。在实践实训环节,高校往往表现出较低的积极性;在教学环节,高校则过分强调理论教学,导致出现学术型教学倾向,淡化了各高校自身的特色。第二,高校人才培养计划方案的制订并非建立在认真调研社会发展需求的基础上,对社会企业、用人单位的发展前景没有深入了解,导致人才培养目标的制定出现不合理、与社会发展不相适应的现象[2];缺乏对社会行业发展的了解,高校在人才培养目标制定上就显得过于盲目,或是人才培养目标过于宽泛,或是过于重视专业技能培养而忽略对理论知识的学习等,导致学生日后难以较好地胜任工作岗位[3]。
使用OL2010阴离子表面活性剂自动分析仪,设置好仪器及试剂参数,萃取剂自动注入水样中,通过高速搅拌萃取,将阴离子表面活性剂萃取到试剂中,经分离装置和无水硫酸钠将水与试剂分离。在波数652nm处测量,实验过程全自动。
作为世界上最大的发展中国家,我国在农村教育信息化和城镇化建设方面还存在诸多问题,这些问题亟待解决。城乡之间的数字鸿沟还在扩大,农村基础设施建设相对薄弱,农村师生的文化素质、信息技能亟待提高。城镇化是人类社会具有现代城市精神的历史演化过程。解决农村教育问题,信息化应发挥自身作用,努力促进农村教育信息化建设,促进城乡教育均衡发展。通过政府扶持、城乡家校联合、教学模式变革和教师培训,提高教育教学质量,运用信息化手段解决农村学校开课不齐、师资短缺等问题,缓解城镇教学压力,促进城乡教育一体化发展。■
设置主要参数:
法棍面包、原味吐司面包和甜面包是面包品种中最常见、最基础的面包品种。可以说大部分的面包品种配料组成都是在这3种面包的基础上进行调配。通过了解这3种面包的烘焙百分比,来了解其中的规律。
萃取次数:3;
试剂体积:30mL;
此类试题,适合作为选择题的命题形式,通过解决复杂或有难度的问题,内容上综合考查核心概念,要求学生理解科学的本质;方法上要求学生熟练运用科学思维方法,将知识迁移后解题;品质上主要考查学生思维品质的深刻性,综合体现考试选拔各水平人才的性质。
1.4.1 取样
洗涤液:25mL。
2 结果与讨论
2.1 标准曲线的比对
通过配置标准系列测定其吸光度,以测得的吸光度扣除试剂空白值与相应的LAS量(mg)绘制标准曲线:y=bx+a。b为校准曲线斜率,a为截距。国标法与仪器法所得的标准曲线和相关系数见表1。
式(1)表明:布尔模型中,若探测点落在节点感知半径范围内,则感知能力为1;若探测点落在节点感知半径范围外,则感知能力为0。布尔模型定义简洁、易于建模且应用广泛,本文算法的感知模型采用了布尔模型。
表1 标准曲线和相关系数
方法12345678910国标法LAS量01030507090110130150200吸光度0003004801150218030904250511062106860934标准曲线方程:y=047x-00116 相关系数r=09992仪器法LAS量01030507090110130150200吸光度-0002002301680286039905050652080609011201标准曲线方程:y=061x-0022 相关系数r=09992
水样体积:100mL
2.2 仪器最低检出限
在项目选址过程中将相关指标因子按照隶属关系划分为不同的层次结构,采用层次分析法来确定指标因子的权重[9]。具体过程如下:
表2 仪器最低检出限
序号12345678910吸光度00070003-00030003000300030000000300100003浓度(mg/L)0048004100310041004100410036004100520041
从表2可以看出,用仪器自动测量水样中的阴离子表面活性剂,测量的最低浓度为0.031mg/L,低于国标方法中0.05mg/L的检出限,说明仪器的检出限更低,灵敏度更高,扩大了阴离子表面活性剂的检出范围。
2.3 仪器稳定度实验
分别取具有代表性的地表水样(北京八里庄和高碑店污水处理厂出水),标记水样为A1,A2。用仪器对其进行6次测定,平行性结果见表3。
表3 仪器稳定度检测
序号123456A1吸光度000900110012000900100011A1浓度(mg/L)005800570057005700580058A2吸光度001340012700130001290013300131A2浓度(mg/L)005100540056005100520054
通过两组数据可以看出,仪器具有良好的实验稳定性,多次测量数据具有较高的平行一致性。
2.4 精密度和准确度
在实验室配制阴离子表面活性剂标准溶液,分别对该标准溶液进行人工萃取测量和仪器自动化测量,平行测定8次,计算精密度,结果以相对标准偏差RSD记。测定及计算结果如表4所示。
实验结果显示:在同等条件下,阴离子表面活性剂自动测量的RSD为2.1 %,国标法手动萃取测量的RSD为4.3 %,两种方法比较自动化仪器测量精密度更高,优于实验室中手动萃取的实验精密度,完全符合实验室中对实验精密度的需求。
表4 精密度测量
序号国标手动萃取仪器自动萃取吸光度(AU)浓度(mg·L-1)吸光度(AU)浓度(mg·L-1)1022004930284050220216048402790493302190491029005114022104950281049750197044402890510602040459029105137022505030300052880208046702860505
续表4
序号国标手动萃取仪器自动萃取吸光度(AU)浓度(mg·L-1)吸光度(AU)浓度(mg·L-1)平均值(mg/L)04790507标准偏差SD00210011相对标准偏差RSD(%)4321
2.5 加标回收率
取北京某地区河流的水样进行编号做加标回收实验。两组水样中加入十二烷基苯磺酸钠标准溶液(10mg/L),分别测定水样和加标样浓度3次取平均值,结果见表5。
3D打印技术,是近年来兴起的一项高新制造技术,以数字模型文件为基础,按一定的算法将计算机软件建立的三维模型分解成面、线、点后,再进行逐点打印形成线,逐线连接成面,逐面粘合形成完整立体构件,再经过一系列处理后,最终形成完整的三维模型[1]。3D打印技术具有设计方便、修改灵活、单次制作成本低等特点,将3D打印技术引入教学模型模具的制作,可针对教学快速制作出满足需要,能实现交互动作的教学模型模具,确保教学质量,提升教学效率。
表5 回收率实验结果
样品序号样品平均值(mg/L)加入标准量(mL)加标样品平均值(mg/L)回收率(%)25810046100158112526110039100151112425840052050098925
从表5数据可以看出,仪器测量水样加标回收率在80%~115%之间,符合实验要求。
3 结论
实验结果说明,用OL2010阴离子表面活性剂自动分析仪进行取样、萃取、分离、测量等全自动过程的方法测定水中的阴离子表面活性剂,精密度和准确度均很好,与国家标准方法比较无显著性差异,满足实验要求。在最低检出限方面,仪器的检出范围广,检出的最低浓度更低。该方法检出水中阴离子表面活性剂操作过程简化,在测量过程中不需要实验人员接触任何化学试剂,减轻对人体的危害。仪器的检测结果符合国标的要求,适用于地表水和地下水中阴离子表面活性剂含量的常规性检测工作。
参考文献
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