隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,日常生活中使用合成洗滌劑(洗衣粉、洗潔精、洗發(fā)水、沐浴露、洗手液、洗衣液)及洗發(fā)業(yè)使用的洗滌水,洗車業(yè)使用的洗車液等越來越多,產(chǎn)生大量污水,加上洗滌劑工業(yè)生產(chǎn)廢水,造成水體污染,危害人體健康[1]。這些洗滌劑中的陰離子合成洗滌劑(主要成份是十二烷基苯磺酸鈉),它不易被生物降解,從而將造成環(huán)境污染,烷基苯磺酸鈉對人體的皮膚、血液、肝臟、電解質(zhì)代謝都有一定危害,嚴(yán)重時對遺傳也有不良影響,此外對河川中的魚類危害也很大,當(dāng)水體中的活性劑含量為0.51mg/L時,水面將漂浮起一層泡沫;飲用水中含量為1mg/L以上時,水味不好;含量為10mg/L時,魚類難以生存。另外,洗滌劑中的陰離子及助劑(如三聚磷酸鈉)都可以引起水體富營養(yǎng)化,它們隨廢水排入江河湖海,容易導(dǎo)致嚴(yán)重的水質(zhì)富營養(yǎng)化,導(dǎo)致水中的藻類植物迅速、大量繁殖,使水體生態(tài)系統(tǒng)被打破,導(dǎo)致水質(zhì)惡化。所以,這些含磷的陰離子合成洗滌劑的大量使用,應(yīng)引起我們高度關(guān)注,要加強(qiáng)對環(huán)境水質(zhì)和自來水水質(zhì)的檢測,保證用水安全。陰離子洗滌劑的測定是各類水質(zhì)監(jiān)測的一項(xiàng)重要檢測措施[1]。檢測陰離子合成洗滌劑的方法很多,近幾年來,國內(nèi)外對陰離子合成洗滌劑檢測方法進(jìn)行了研究,有高效液相色譜法、原子吸收分光光度法、分光光度法等。前2種檢測方法靈敏度高,需要用分光度計等專用設(shè)備,但由于實(shí)驗(yàn)條件限制,不便于推廣及普及,而采用亞甲基藍(lán)分光光度法雖然設(shè)備較簡單,但操作繁瑣,試劑用量大,需進(jìn)行多次反復(fù)萃取和洗滌,繁瑣耗時,工作量大[2],有學(xué)者對試劑配制及操作方法進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行了大幅度的簡化。現(xiàn)我們通過測定水中磷酸鹽含量,并利用磷酸鹽含量與陰離子合成洗滌劑含量的密切相關(guān)性,通過磷酸鹽回歸方程求得水中陰離子合成洗滌劑含量。本法測定方便快速,準(zhǔn)確度高,選擇性好,可同時獲得磷酸鹽含量及陰離子合成洗滌劑含量。
1.實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果
1.1實(shí)驗(yàn)方法
水樣經(jīng)過硫酸鉀消解后用鉬酸銨分光度法測定磷酸鹽(總磷)的含量。水樣采集后,在2小時后內(nèi)進(jìn)行分析,用50ml具塞比色管5支,1-4號管分別加入磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液2.50ml、5.00ml、10.00ml、15.00ml,然后加蒸餾水至50ml,5號管加入水樣50ml,1-5號管各加入5ml鉬酸銨溶液,混勻,加入2%氯化亞錫溶液0.25ml,充分混勻,靜置,用分光光度計,在700mμmih波長,用2cm比色杯,測吸光度,設(shè):x=磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液含量(ml),y=吸光度讀數(shù),同時計算Σx、Σy、Σx2、Σy2、Σxy.
同一水樣,同時測定磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑的含量,共測得20組數(shù)據(jù),設(shè):x=陰離子合成洗滌劑(mg/l),y=磷酸鹽(mg/l),同時計算Σx、Σy、Σx2、Σy2、Σxy。
由表2計算:Σx、Σy、Σx2、Σy2、Σxy,、。Σx=1.575,Σy=0.803,Σx2=0.13138,Σy2=0.034464,Σxy=0.067113。=0.07875=0.04015,,n=20,建立回歸方程:y=a+bx求a、b值,b0.5279,a-0.00143
以陰離子合成洗滌劑含量為自變量(x),磷酸鹽含量為因變量(y),采用電子計算機(jī)進(jìn)行程序處理,得回歸方程式為:y=-0.00143+0.5279x
方程的相關(guān)系數(shù)(r)0.985,經(jīng)過顯著性檢驗(yàn),當(dāng)n=20,f=20-2=18,x=0.01,查相關(guān)系數(shù)臨界值表得r0.01=0.5614,現(xiàn)r=0.985>r0.01(18),p<0.01。
1.3用回歸方程求得陰離子合成洗滌劑的計算值。
在同一水體、同一采樣斷面,間斷分析測定,測得磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑的含量,將磷酸鹽測定值代入上述回歸方程,求得陰離子合成洗滌劑的計算值,見表3
2.討論
2.1水中磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑之間的相關(guān)性
求回歸方程(y=0.0012+0.4706x)的相關(guān)系數(shù)得r0.985,經(jīng)過顯著性檢驗(yàn),當(dāng)n=20,f=20-2=18,x=0.01,查相關(guān)系數(shù)臨界值表得r0.01=0.5614,現(xiàn)r=0.985>r0.01(18),p<0.01。表明了水中磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑之間的含量呈明顯的線性關(guān)系。
2.2回歸方程計算值和實(shí)測值比較
實(shí)測值=0.07875(mg/l),s=0.01967(mg/l),按照統(tǒng)計學(xué)原理,在測定中所容許出現(xiàn)的單次測定值的誤差限度為TL=xt+0.05,(f)式中TL為容許限;x為實(shí)測值的平均值;s為標(biāo)準(zhǔn)差;t0.05,(f)為t分布是0.05,自由度是f時的t值。
本次實(shí)驗(yàn)=0.07875(mg/l),s=0.01967(mg/l),t0.05(q)=2.26,代入TL=x±st0.05,(f)得TL為0.0302—0.123(mg/l),在方程計算值中,如果單次計算值均落在這個誤差限(0.0302—0.123)內(nèi),則是容許的。今回歸方程計算值(見表3)最小值為0.052mg/l,最大值為0.111mg/l,均在誤差限度內(nèi)。這表明了本文的水中磷酸鹽與陰離子合成洗滌劑含量之間的回歸方程計算值的結(jié)果在準(zhǔn)確度上是可以置信的。
2.3實(shí)際應(yīng)用的可行性
利用磷酸鹽的含量通過回歸方程快速求得水中陰離子合成洗滌劑含量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水中磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑之間有高度的相關(guān)性,方程計算值和實(shí)測值十分接近,誤差均在允許的限度內(nèi),故這一方程在實(shí)際應(yīng)用中是可行的,同時回歸方程是經(jīng)過最小二乘法的數(shù)學(xué)處理,已對原實(shí)測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差和偶然誤差進(jìn)行了修正和均衡,這樣就提高了準(zhǔn)確度,因此方程計算值的誤差小,可靠性大。
2.4應(yīng)用時應(yīng)注意的問題
水中磷酸鹽和陰離子合成洗滌劑之間的關(guān)系受不同水體,不同的季節(jié)污染狀況等因素影響,所以回歸方程只能在相同的條件下應(yīng)用,即必須在同質(zhì)下應(yīng)用。不同地方不同水體和不同季節(jié)都需要對回歸的常數(shù)項(xiàng)及系數(shù)重新進(jìn)行計算,以確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3.結(jié)論
通過測定水中磷酸鹽含量,利用磷酸鹽含量與陰離子合成洗滌劑含量的密切相關(guān)性,探討兩者之間的關(guān)系,通過磷酸鹽回歸方程求得水中陰離子合成洗滌劑含量,結(jié)果表明兩者之間線性關(guān)系良好,回歸方程計算值誤差小,這一方法在實(shí)際應(yīng)用中是可行的。當(dāng)前我國含磷陰離子合成洗滌劑的大量使用造成水體污染,導(dǎo)致水質(zhì)惡化,危害人體健康,應(yīng)加強(qiáng)對環(huán)境水質(zhì)和自來水水質(zhì)的檢測,保證用水安全。本法測定方便快速,準(zhǔn)確度高,選擇性好,可同時得磷酸鹽含量及陰離子合成洗滌劑含量,應(yīng)大力推廣應(yīng)用。