مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش روغن و چربی (Oil & Grease) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• استخراج مایع–مایع (LLE) با حلال آلی

  • نمونه را با اسید کلریدریک یا سولفوریک ملایم (pH 2) اسیدی می‌کنند تا امولسیون شکسته شود.

  • استخراج با حلال‌های غیرقطبی (داي‌اکسان، ترت‑بوتیل متیل اتر، سیکلوهگزان).

  • خشک‌کردن حلال استخراجی با نمک سدیم سولفات بی‌آب؛ تبخیر حلال در ارلن تا حجم معین.

  • توزین گراومتریک باقیمانده → Oil & Grease (mg/L).

• استخراج جامد–مایع (SPE) و GC-FID

  • جذب روغن/چربی روی کارتریج C18 یا Florisil.

  • شستشو و الویت متانول یا دای‌کلرومتان.

  • تزریق عصاره به GC–FID → تشخیص زنجیره‌های کربن و ایزومرها.

• سنسور نوری رنگ‌سنجی (Infrared, IR)

  • استخراج با حلال و انتقال به سلول IR (ASTM D 7066)

  • اندازه‌گیری جذب در ناحیه 2920/2850 cm⁻¹ (باندهای C–H آلیفاتیک)

  • محاسبه بر اساس استاندارد کالیبراسیون Oleic Acid

• آنالیز آسیلومتریک (Titrimetric Acid Number)

  • اسیدی‌کردن نمونه و تیتر با KOH در حضور فنول فتالات

  • معادل‌سازی اسیدهای چرب آزاد و فسفولیپیدها (ASTM D 974)

• روش شتاب‌یافته (Microwave Extraction + Gravimetry)

  • استخراج سریع با حلال تحت گرمایش مایکروویو (EPA 1664A)

  • تبخیر و توزین رسوب

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• Conventional LLE Apparatus: ارلن، قیف جداکننده، بالون حجمی

• SPE Manifold / Autosampler: کارتریج‌های C18, Florisil

• GC–FID با ستون DB‑5 یا مشابه برای هیدروکربن‌های آلیفاتیک

• FT‑IR Spectrometer با سلول مایع Path‑length کوتاه

• Microwave Extraction System با کنترل دما و فشار

• ترازو دقیق (±0.1 mg) و ظرف‌های تبخیری مقاوم به حلال

• دستگاه تیترومتری (برای تست Acid Number)

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA Method 1664A/B: Oil & Grease by Extraction and Gravimetric Measurement

• ASTM D 7066: Oil & Grease by FT‑IR

• Standard Methods 5520 B: Partition–Gravimetric Method

• ASTM D 3925: Oil & Grease by GC–FID

• ASTM D 7575: Microwave Extraction

• ASTM D 974: Acid Number Titration

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • برداشت نمونه در بطری شیشه‌ای تاریک (قهوه‌ای) تا headspace حداقل باشد.

  • افزودن نگهدارنده بافر اسیدی بلافاصله و نگهداری در 4 °C حداکثر تا 14 روز.

• انتخاب حلال

  • حلال‌های با نقطه جو پایین ترجیح داده شوند (MTBE، داي‌اکسان) تا تبخیر آسان‌تر گردد.

  • اطمینان از خلوص حلال (HPLC grade) برای جلوگیری از پس‌زمینه.

• کنترل ریکاوری

  • Spike با استاندارد روغن معدنی یا Oleic Acid (80–120 %).

  • اجرای blank (آب مقطر) و نمونه duplicate (%RSD < 10).

• پیش‌تصفیه نمونه

  • نمونه‌های مات یا دارای ذرات معلق زیاد را فیلتراسیون (0.45 µm) یا سانتریفیوژ کنید.

  • pH را دقیق به 2 تنظیم نموده تا همزیستی امولسیون کاهش یابد.

• حجم نمونه و حساسیت

  • EPA 1664A: حجم نمونه 1 L برای دقت پایین (حد تشخیص ~ 1 mg/L).

  • GC–FID: حجم استخراج ~ 100 mL برای نمونه‌های دارای غلظت پایین.

• جلوگیری از اتلاف

  • پرهیز از نور مستقیم، گرما و جذب روی دیواره بطری

  • استفاده از ابزار و ظروف فاقد روغن یا تمیزِ freshly baked glassware

خلاصه:
Oil & Grease را با LLE + Gravimetry (EPA 1664A/B, SM 5520 B)، FT‑IR (ASTM D7066) یا GC–FID (ASTM D3925) تعیین می‌کنند. رعایت دقیق «نمونه‌برداری zero‑headspace، pH=2، حلال خالص، اسپایک recovery و کنترل QC مستمر» برای حصول نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش محصولات جانبی گندزدایی (Disinfection By‑Products) در آب و فاضلاب

۱. تری‌هالومتان‌ها (THMs)

روش‌های اجرایی

• نمونه‌برداری:

  • برداشت نمونه در ویال شیشه‌ای دهانه‌دار (40 mL) بدون headspace

  • افزودن متا‌بیسولفیت سدیم (Na₂S₂O₃) به‌عنوان خنثی‌کننده کلر

  • نگهداری در یخچال (4 °C) و تحلیل ≤ 14 روز

• Purge & Trap GC–ECD (EPA 524.2 / 503.2)

  1. عبور گاز بی‌اثر از نمونه برای استخراج THMs

  2. فشرده‌سازی بخارات روی تله سرد

  3. گرم‌کردن سریع تله و تزریق اتوماتیک به GC

  4. آشکارسازی با آشکارساز یونش شعله‌ای (ECD)

• Headspace GC–MS (ISO 9377‑2)

  1. گرم‌کردن نمونه تا 40 °C و ایجاد equilibrium بخار

  2. تزریق حجم معین headspace (1–5 mL) به GC–MS

  3. تفکیک و شناسایی چهار گونه اصلی: کلرومتان، برومودیکلورمتان، دیکلوربروممتان، برومومتان

دستگاه‌ها و تجهیزات

• Purge & Trap unit با تله Tenax یا کاربون فعال

• GC با آشکارساز ECD یا MS (برای شناسایی قطعی)

• سیستم Headspace autosampler

• مخزن متا‌بیسولفیت و بطری amber

استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA 524.2: GC–MS purge & trap for THMs

• EPA 503.2: GC–ECD purge & trap

• ISO 11762: Headspace GC–MS

• Standard Methods 6220 B/C: Purge & Trap GC–MS/ECD

نکات اجرایی و مراقبتی

• تضمین عدم وجود headspace برای جلوگیری از از دست رفتن THMs

• افزودن Na₂S₂O₃ بلافاصله پس از برداشت جهت خنثی‌سازی کلر

• کالیبراسیون چندنقطه‌ای (0.5–100 µg/L) با استانداردهای مخلوط

• استفاده از استاندارد داخلی‌ایزوتوپ‌نشاندارشده (e.g. ¹³C‑THMs)

• کنترل blank و field spike برای پایش تلفات سیستم

۲. اسیدهای هالو استیک (HAAs)

روش‌های اجرایی

• روش EPA 552.2 (Manual Liquid–Liquid Extraction)

  1. اسیدی‌سازی نمونه (pH≈0.5) با H₂SO₄

  2. استخراج متوالی با MTBE (3×)

  3. تبخیر ملایم عصاره تا حجم نهایی

  4. تزریق به GC–ECD با ستون مناسب (DB‑5)

• روش EPA 552.3 (Automated Methylation + LLE)

  1. افزودن معرف متانول–سولفوریک → تبدیل HAAs به متیل استر

  2. استخراج خودکار با کارتریج SPE یا LLE

  3. تحلیل با GC–MS/MS یا GC–ECD

• Ion Chromatography + Suppressed Conductivity

  • جداسازی مستقیم HAAs پس از صاف‌سازی

  • آشکارسازی با آشکارساز رسانایی تضعیف‌شده

دستگاه‌ها و تجهیزات

• مخلوط‌کن وورنر برای اسیدی‌سازی و متانولیزاسیون

• سمپلر خودکار SPE یا LLE manifold

• GC با آشکارساز ECD یا MS/MS

• یون‌کروماتوگراف با آشکارساز conductivity

• بطری‌های شیشه‌ای دهانه‌دار و مخزن H₂SO₄ غلیظ

استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA 552.2: HAA by Manual LLE + GC–ECD

• EPA 552.3: Automated Methylation + LLE + GC–MS/MS

• ISO 5663 / ISO 10304: Ion Chromatography for HAAs

• Standard Methods 5710 B: LLE + GC–ECD for HAAs

نکات اجرایی و مراقبتی

• اسیدی‌سازی نمونه برای جلوگیری از تجزیه HAAs تا pH≈0.5

• اجتناب از نور مستقیم برای جلوگیری از هیدرولیز HAAs

• تضمین استخراج کامل (multiple extractions) و بازیابی ≥ 80 %

• استفاده از استاندارد ایزوتوپ‌نشاندارشده (¹³C‑HAA) برای تصحیح بازیابی

• کنترل دما در متانولیزاسیون (60 °C, 30–60 min)

• بررسی blank، recovery spike و duplicate برای تضمین کیفیت

خلاصه:
برای THMs از Purge & Trap GC–MS/ECD (EPA 524.2/503.2) یا Headspace GC–MS استفاده کنید و برای HAAs از LLE + GC–ECD (EPA 552.2) یا Automated Methylation + GC–MS/MS (552.3) بهره ببرید. کلید موفقیت «نمونه‌برداری بدون headspace، اسیدی‌سازی سریع، استفاده از استاندارد ایزوتوپ‌نشاندارشده، کالیبراسیون چندنقطه‌ای و کنترل کیفیت مستمر» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش ترکیبات آلی پایدار و نوظهور (پلی‌فنول‌ها، فتالات‌ها، بیس‌فنول A، PFAS) در آب و فاضلاب

۱. پلی‌فنول‌ها (Polyphenols)

• روش‌های آنالیز

  • استخراج جامد–مایع (SPE) با کارتریج C18 یا HLB

  • HPLC–DAD برای تعیین توتال پلی‌فنول و الگوی جذب UV

  • LC–MS/MS برای شناسایی و کمی‌سازی ایزومرها (گلیدزین، کاتچین و…)

• دستگاه‌ها

  • سیستم HPLC با ستون معکوس فاز (C18)

  • آشکارساز دیود آرایه (DAD) و/یا طیف‌سنج جرمی (ESI‑MS/MS)

  • سامانه اتوماتیک SPE برای حجم‌های بالای نمونه

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 21366: تعیین ترکیبات فنلی با HPLC–DAD

  • EPA Method 8321B: Phenolic compounds by HPLC

  • Standard Methods 5550 C: Spectrophotometric method (Folin–Ciocalteu)

• نکات اجرایی

  • نمونه‌برداری در بطری قهوه‌ای برای جلوگیری از تجزیه نوری

  • pH نمونه را به ~ 2–3 اسیدی کنید تا پلی‌فنول‌ها پایدار بمانند

  • محلول‌های استاندارد تک‌ماده و مخلوط برای کالیبراسیون چندنقطه‌ای

  • جلوگیری از آلودگی سطحی (ظروف شیشه‌ای بدون پرز)

۲. فتالات‌ها (Phthalates)

• روش‌های آنالیز

  • استخراج جامد–مایع (SPE) یا استخراج مایع–مایع (LLE) با دی‌کلرومتان

  • GC–MS پس از مشتق‌سازی (BSTFA یا MTBSTFA)

  • LC–MS/MS برای فتالات‌های با وزن بالا و متابولیت

• دستگاه‌ها

  • کروماتوگراف گازی با آشکارساز جرمی (EI–MS)

  • منبع مشتق‌سازی خودکار (autosampler derivatizer)

  • SPE manifold و فاز C18/PSA برای حذف ماتریس

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • EPA Method 8061A: Phthalates by GC–MS

  • ISO 18856: Determination of phthalates in water by GC–MS

  • Standard Methods 6630 B: Phthalates by GC

• نکات اجرایی

  • اجتناب از ظروف پلاستیکی (استفاده از شیشه یا شیشه تفلون‌شده)

  • مشتق‌سازی در دمای دقیق و زمان بهینه (e.g. 70 °C, 30 min)

  • استفاده از blank پروازی (field and lab blanks) برای کنترل آلودگی پس‌زمینه

  • حجم نمونه مناسب (100–500 mL) برای غلظت‌های پایین

۳. بیس‌فنول A (Bisphenol A, BPA)

• روش‌های آنالیز

  • SPE با کارتریج HLB یا پلیمر iMMIP

  • HPLC–FLD پس از مشتق‌سازی آنلاین (پروپیل‌کلرودی‌متیل سیلان)

  • LC–MS/MS (ESI+) برای کمی‌سازی دقیق تا ng/L

• دستگاه‌ها

  • HPLC با ستون معکوس (C18 یا Phenyl)

  • آشکارساز فلورسانس (FLD) یا طیف‌سنج جرمی

  • اتومات SPE برای افزایش تکرارپذیری

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 18857‑2: Determination of BPA in water by LC–MS

  • EPA Method 3546/3510C + 550.1: Soxhlet/SPE + GC or LC–MS

  • Standard Methods 6623 B: BPA by HPLC/FLD

• نکات اجرایی

  • نمونه را بدون تاخیر در یخچال (4 °C) نگاه دارید و از قرارگیری در نور UV خودداری کنید

  • استفاده از استاندارد ایزوتوپ‌نشاندارشده (BPA‑d₁₆) به‌عنوان استاندارد داخلی

  • کنترل تداخل ماتریس با استفاده از روش ماتریس‌مطابق (matrix-matched calibration)

  • بررسی ریکاوری با spike (80–120 %)

۴. ترکیبات پرفلوئوروشده (PFAS, مانند PFOA, PFOS)

• روش‌های آنالیز

  • SPE با کارتریج WAX برای جداسازی زنجیره کوتاه و بلند

  • LC–MS/MS با تفکیک کروماتوگرافی سریع (UHPLC)

  • تحلیل همزمان انواع PFAS (≥ 20 گونه)

• دستگاه‌ها

  • UHPLC با ستون C18 با ذرات زیر 2 µm

  • طیف‌سنج جرمی دوگانه (Triple Quadrupole) با ESI(−)

  • سامانه اتوماتیک SPE با فاز WAX/HLB مختلط

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • EPA Method 537.1: PFAS in drinking water by SPE + LC–MS/MS

  • EPA Method 533: Expanded list of PFAS in water

  • ISO 21675: Determination of PFAS in water by LC–MS/MS

• نکات اجرایی

  • تمامی ظروف و مواد مصرفی PFAS‑free (نیترات فریتی یا PFE)

  • استفاده از استانداردهای ایزوتوپ‌نشاندارشده ([¹³C]–PFOA, [¹³C]–PFOS)

  • کالیبراسیون ماتریس‌مطابق با نمونه‌های blank و بول‌ان Recovery (70–130 %)

  • کنترل آلودگی پس‌زمینه PFASهای سطح آزمایشگاه با blank پرواز

جمع‌بندی:
برای ترکیبات آلی پایدار و نوظهور در آب و فاضلاب از روش‌های SPE + HPLC/GC + MS استفاده می‌شود. کلید موفقیت «انتخاب کارتریج مناسب، استفاده از استاندارد داخلی ایزوتوپ‌نشاندارشده، کالیبراسیون ماتریس‌مطابق، کنترل دقیق دما و زمان مشتق‌سازی و جلوگیری از آلودگی پس‌زمینه» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش ترکیبات آلی فرار (VOCs) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های نمونه‌برداری و آماده‌سازی

• نمونه‌گیری در بطری‌های شیشه‌ای دهانه‌دار (Zero‑Headspace Vials)

  • پرکردن بدون ایجاد حباب هوا برای جلوگیری از تبخیر VOC

  • افزودن نگهدارنده (HCl یا اسید فسفریک) برای جلوگیری از باکتریواستیل

• نمونه‌گیری پویا (Purge & Trap)

  • عبور جریان گاز بی‌اثر (نیتروژن) از حجم مشخص آب (e.g. 100 mL)

  • جذب VOC روی تله‌ی سرد (Tenax, Carbotrap)

• نمونه‌گیری Headspace

  • گرم کردن بطری آب تا دمای معین (e.g. 40 °C)

  • تزریق حجم مشخص بخار (e.g. 1 mL) به GC

• نمونه‌گیری SPME (Solid‑Phase Microextraction)

  • فروبردن فیبر پوشش‌دار (PDMS, DVB/CAR) در سر بطری یا headspace

  • انتقال مستقیم فیبر به ورودی GC

۲. روش‌های تحلیلی و دستگاه‌ها

• GC–MS (Purge & Trap, EPA 524.2 / 503.2 / 8260)

  • تله سرد+گرمایش سریع → تزریق خودکار به ستون GC

  • آشکارسازی با طیف‌سنج جرمی برای شناسایی تفصیلی و کمی‌سازی ppb–ppt

• GC–FID (Flame Ionization Detector)

  • روش 502.2 (Headspace) یا 524.2 (Purge & Trap)

  • آشکارسازی مبتنی بر یونش شعله؛ حساس برای هیدروکربن‌ها (benzene, toluene, xylene)

• GC–MS/MS (EPA 8270)

  • جداسازی بهتر ایزومرها و حذف تداخل ماتریسی

• GC–PID (Photoionization Detector) / PID پرتابل

  • آشکارسازی پرسرعت VOC در فیلد، نیمه‌کمی

• FT‑IR Online

  • آشکارسازی گروه‌های عاملی خاص (کربونیل برای acetone)

• آنالایزر آنلاین جریان پیوسته

  • سیستم Purge & Trap خودکار + GC-FID یا PID با دیتالاگر برای پایش لحظه‌ای

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA Methods

  • 524.2: Purge & Trap GC–MS for VOCs in water (benzene, toluene, xylenes, methanol*, acetone*)

  • 503.2: Purge & Trap GC–FID for VOCs

  • 502.2: Headspace GC–FID

  • 8260: Modified Purge & Trap GC–MS for semivolatiles

  • 524.3: Low‑Level VOCs (ppb–ppt)

• ISO Standards

  • ISO 11423‑1: Water quality — Volatile organic compounds — Method using Purge & Trap

  • ISO 17943: GC–MS analysis of water VOCs

• EN Standards

  • EN 12619: Purge & Trap GC–FID

  • EN 15423: Headspace GC–MS

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• استفاده از استاندارد داخلی (Surrogate/ISTD)

  • افزودن ترکیبات ناشناس (e.g. bromobenzene‑d₅) برای تصحیح تلفات سیستم

• کالیبراسیون چندنقطه‌ای

  • منحنی در رنج غلظت نمونه (0.5–100 µg/L یا پایین‌تر برای ppt)

• کنترل تداخل ماتریسی

  • بررسی اثر نمک یا مواد آلی با استانداردهای ماتریس‌مطابق

• نگهداری و ثبات نمونه

  • آنالیز در ≤ 7 روز برای اکثر VOC (EPA recommends ≤ 14 days for purge & trap vials)

• کاهش پس‌زمینه

  • استفاده از قطعات و کیت‌های VOC‑Free tubing، بطری‌های شیشه‌ای تاریک

  • پرهیز از حلال‌ها یا تمیزکننده‌های آلی جاذب VOC

• کنترل کیفیت

  • اجرای method blank, matrix spike, lab control sample (LCS) و duplicate در هر شیفت

• دمای ایمن

  • در Headspace: ثابت‌نگه داشتن دما ±1 °C برای ثبات تعادل بخار

• حجم نمونه

  • Purge & Trap: 10 – 100 mL بسته به شناسایی و حساسیت

  • Headspace: 1–20 mL headspace injection

خلاصه:
برای تحلیل VOCs نظیر بنزن، تولوئن، زایلن، استون، متانول و… در آب و فاضلاب، روش‌های Purge & Trap GC–MS (EPA 524.2) یا Headspace GC–FID (502.2) با SPME و GC–MS/MS جهت دقت بالاتر به‌کار می‌روند. کلیدهای موفقیت «نمونه‌گیری zero‑headspace، استفاده از استاندارد داخلی، کالیبراسیون چندنقطه، کنترل کیفیت (blank, spike, duplicate) و نگهداری مناسب نمونه» هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش فلزات سنگین و شبه‌فلزات (As, Pb, Hg, Cd, Cr⁶⁺, Ni, Cu, Fe, Mn) در آب و فاضلاب

۱. آماده‌سازی نمونه و پیش‌تصفیه

• اسیدی‌سازی نمونه با HNO₃ با هدف pH<2 فوراً پس از برداشت

• نگهداری در دمای 4 °C و آنالیز در کمتر از 6 ماه (EPA)

• فیلتراسیون (0.45 µm) برای جداسازی ذرات معلق قبل از آنالیز محلول

۲. روش‌های آنالیتیکال

• ICP–MS (EPA 200.8, ISO 17294‑2)

  • ظرفیت چندعنصری، حد تشخیص ppt–ppb

  • مناسب برای همه فلزات فهرست‌شده

• ICP–OES (EPA 200.7, ISO 11885)

  • آنالیز همزمان Cu, Ni, Fe, Mn, Cd, Pb

  • Cr و As با دقت کمتر؛ Hg نیاز به پیش‌تصفیه خاص

• AAS شعله‌ای (Flame AAS, EPA 7000B, ASTM D 5673)

  • Cu, Ni, Fe, Mn, Cd, Pb

  • حد تشخیص ~ 0.01–0.1 mg/L

• AAS کوره گرافیتی (GFAAS, EPA 200.9)

  • افزایش حساسیت برای Cd, Pb, As, Se

  • حد تشخیص ~ µg/L

• Hydride Generation AAS (HG‑AAS, EPA 206.3)

  • As (all species → AsH₃)، Se, Sb

• Cold Vapor AAS (CV–AAS, EPA 245.1)

  • Hg⁰ از Hg²⁺ با NaBH₄ → اندازه‌گیری Hg

• Speciation for Cr⁶⁺ (EPA 7196A, Colorimetric DPC)

  • واکنش دی‌فنیل‌کاربازید (DPC) در pH≈2–3 → رنگ بنفش در λ≈540 nm

• الکترودهای ISE

  • Fe²⁺/Fe³⁺ و Cu²⁺ در غلظت‌های بالا (mg/L)

۳. دستگاه‌ها و کیت‌های میدانی

• ICP–MS / ICP–OES دستگاه رومیزی با توربواتومتر اتوماتیک نمونه

• AAS شعله‌ای و GFAAS با کوره گرافیت و پمپ تزریق خودکار

• فتومتر یا اسپکتروفوتومتر برای روش‌های رنگ‌سنجی As/Cr⁶⁺

• Cold Vapor Generator برای Hg

• Hydride Generator برای As

• کیت‌های تجاری (Hach, Merck) برای نمونه‌گیری سریع (As, Cr⁶⁺, Cu, Fe, Mn)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• EPA Methods:

  • 200.8 (ICP–MS), 200.7 (ICP–OES), 245.1 (Hg CV–AAS), 206.3 (As HG–AAS), 7196A (Cr⁶⁺ colorimetric)

• ISO Standards:

  • 17294‑2 (ICP–MS), 11885 (ICP–OES), 8288 (GFAAS), 8288‑2 (Flame AAS)

• Standard Methods (APHA):

  • 3111 B (Flame AAS), 3114B (GFAAS), 3500 As D (HG–AAS), 3500 Hg B (CV–AAS), 3500 Cr C (DPC)

۵. نکات اجرایی و کنترل کیفیت

• استفاده از blankهای اسیدی، نمونه‌های مرجع (CRM) و duplicate

• درونیابی داخلی (Internal Standard) در ICP–MS برای اصلاح تداخل ماتریسی

• ماتریس مطابقتی (Matrix Matching) در کالیبراسیون برای آب‌های شور یا فاضلاب صنعتی

• حفظ شرایط تمیزی ظروف و پراب‌ها جهت جلوگیری از آلودگی ثانویه

• کنترل دوره‌ای غلظت HNO₃، غلظت کاتالیزگر (Ag₂SO₄ در COD)، و بررسی افت جریان آمونیاک در Cold Vapor

• آزمون Recovery با افزودن استاندارد known spike به نمونه برای اطمینان از صحت بازیابی فلزات

خلاصه:
برای پوشش طیف وسیع فلزات و شبه‌فلزات در آب و فاضلاب، معمولاً ICP–MS یا ICP–OES روش‌های مرجع اصلی هستند و برای موارد خاص HG–AAS, CV–AAS, Cr⁶⁺ Colorimetric و Flame/GF AAS به‌کار می‌روند. رعایت نمونه‌برداری اسیدی، کالیبراسیون مطابقتی، کنترل کیفیت مستمر و ماتریس‌سازی برای نتایج دقیق و قابل‌اتکا ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش سختی کل (Ca²⁺ + Mg²⁺) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• تیترومتری EDTA (Complexometric Titration)

  • نمونه را با بافر آمونیاکی تا pH≈10 تنظیم می‌کنند (برای حذف تداخل فلزات دیگر).

  • افزودن معرف اِرِیترو‌برموتیمول (EBT) → رنگ بنفش (Ca²⁺) یا قرمز (Mg²⁺).

  • تیتر با محلول استاندارد EDTA (معمولاً 0.01 N) تا تغییر رنگ به آبی.

  • محاسبه سختی کل بر حسب mg CaCO₃/L از حجم مصرفی EDTA.

• فلزسنجی اتمی (Atomic Absorption Spectroscopy, AAS)

  • هضم اسیدی نمونه و اندازه‌گیری جذب Ca و Mg در طول موج‌های مخصوص (422.7 nm برای Ca, 285.2 nm برای Mg).

  • تبدیل غلظت فلزات به سختی معادل CaCO₃.

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • نمونه با اسید هضم می‌شود یا مستقیماً اسپری می‌گردد.

  • آنالیز عناصر Ca و Mg و محاسبه سختی کل.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون کاتیونی.

  • تفکیک Ca²⁺ و Mg²⁺ و آشکارسازی با هدایت‌سنج.

• روش رنگ‌سنجی تجاری (Colorimetric Test Kits)

  • کیت‌های آماده با معرف EBT یا لونتروسین برای سختی کل.

  • خوانش مستقیم با فتومتر در λ≈610–655 nm.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• بورت و پیپت حجمی برای تیترومتری EDTA

• پی‌اچ‌متر و محلول بافر آمونیاکی (pH 10)

• EDTA استاندارد (0.01 N) و معرف EBT

• AAS با کوره گرافیتی یا شعله اترنیتی

• ICP‑OES / ICP‑MS برای غلظت عناصر کم

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی/کاتیونی و آشکارساز conductivity

• فتومتر یا اسپکتروفوتومتر برای کیت‌های رنگ‌سنجی

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ماتریس معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 2340 C: EDTA Titrimetric Method for Hardness

• ISO 6059: Determination of Calcium and Magnesium (EDTA)

• EPA Method 200.7: AAS for Ca & Mg

• Standard Methods 3111 B: Flame AAS for Hardness Ions

• ASTM D 1126: Titrimetric Hardness Method

• ISO 11885: ICP‑OES determination of elements

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• بافر pH و تداخل‌ها

  • pH باید دقیق در 10 نگه داشته شود تا Mg²⁺ کاملاً توسط EDTA پیچیده شود و فلزات Fe²⁺/Al³⁺ مسدود شوند.

• کالیبراسیون EDTA

  • تیتراسیون محلول EDTA با استاندارد CaCO₃ برای تعیین دقیق نرمالیته قبل از آزمایش.

• انتخاب شاخص رنگی

  • EBT برای سختی کل و calmagite (لونتروسین) در کیت‌های تجاری برای دامنه حساس‌تر.

• پیش‌ساده‌سازی نمونه برای AAS/ICP

  • اسیدی‌سازی با HNO₃ به pH<2 برای جلوگیری از رسوب Ca/Mg.

  • برای فاضلاب غلیظ یا مات، رقیق‌سازی یا فیلتراسیون لازم است.

• پایش روش گرافیتی در AAS

  • تنظیم طول موج و دمای کوره مناسب برای Ca و Mg

  • استفاده از استانداردهای چند نقطه‌ای (0.1–10 mg/L)

• کنترل کیفیت

  • اجرای blank (آب مقطر اسیدی شده)، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5).

• واحد گزارش

  • mg CaCO₃/L یا °dH (آلمان)، ppm Knoop (آمریکا)؛ تبدیل برحسب معادله:

    Hardness (mg CaCO₃/L)=[Ca (mg/L)×2.497]+[Mg (mg/L)×4.115].\{Hardness (mg CaCO₃/L)} = \bigl[\{Ca (mg/L)}\times 2.497\bigr] + \bigl[\{Mg (mg/L)}\times 4.115\bigr].

خلاصه:
سختی کل را اغلب با تیترومتری EDTA (APHA 2340 C، ISO 6059) و معرف EBT تعیین می‌کنند و برای دقت بالاتر از AAS یا ICP بهره می‌برند. رعایت pH=10 دقیق، کالیبراسیون EDTA، پیش‌تصفیه نمونه و کنترل کیفیت برای نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش سولفات (SO₄²⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• توربیدیمتری باریوم (Turbidimetric Barium Sulfate)

  • واکنش SO₄²⁻ با محلول BaCl₂ در محیط اسیدی → رسوب BaSO₄

  • اندازه‌گیری کدورت (λ≈420 nm) یا پراکندگی نور (90°)

• رسوب‌گیری گراومتریک (Gravimetric Barium Sulfate)

  • افزودن BaCl₂ و نگه‌داشتن pH≈2–4 → رسوب

  • شستشو، خشک‌کردن (105 °C) و توزین BaSO₄

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography)

  • تزریق نمونه صاف‌شده به ستون آنیونی

  • جداسازی SO₄²⁻ و آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV (λ≈200–210 nm)

• ICP‑OES / ICP‑MS

  • هضم اسیدی نمونه → اندازه‌گیری S (عنصر) → محاسبه غلظت SO₄²⁻

• آزمایش رنگ‌سنجی تجاری (Methylthymol Blue)

  • واکنش SO₄²⁻ با معرف Methylthymol Blue⁺Ba²⁺ → تغییر رنگ (λ≈600 nm)

• الکترود Selective Ion (ISE)

  • الکترود پلیمری حساس به SO₄²⁻، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 420 nm (تurbidimetric) یا 600 nm (colorimetric)

• تجهیزات گراومتریک: فر (105 °C)، باسکول دقیق (±0.1 mg)

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی و آشکارساز conductivity/UV

• ICP‑OES / ICP‑MS برای تحلیل عنصری دقیق

• الکترود ISE سولفات و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA برای بررسی سریع با کیت‌های SO₄²⁻

• فیلتراسیون نمونه: سرنگ‌فیلتر 0.45 µm یا فیلتر خلأ

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑SO₄²⁻ E: Turbidimetric Method

• Standard Methods 4500‑SO₄²⁻ B: Gravimetric Method

• ISO 10304‑1/2: Determination of anions by IC

• EPA Method 375.4: Turbidimetric Sulfate

• ASTM D 516: Gravimetric Sulfate

• ASTM D 5414: Turbidimetric Sulfate

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• pH نمونه: برای روش باریوم، pH را به 2–4 تنظیم کنید تا BaSO₄ به‌خوبی رسوب کند.

• پیش‌تصفیه: نمونه‌های مات یا حاوی روغن را فیلتر یا سانتریفیوژ نمایید.

• کالیبراسیون:

  • منحنی استاندارد با محلول‌های SO₄²⁻ (5, 10, 25, 50, 100 mg/L)

  • بررسی خطی بودن پاسخ (R²≥0.995)

• تداخل‌ها:

  • حضور PO₄³⁻ و SiO₂ می‌تواند در روش توربیدیمتری اختلال ایجاد کند؛ از حذف یا بلوک‌کننده‌های مناسب استفاده کنید.

  • در IC، کدورت و مواد آلی مانع تفکیک می‌شوند؛ نمونه را صاف و در صورت نیاز رقیق کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • Gravimetric: 50–3 000 mg/L

  • Turbidimetric: 1–250 mg/L

  • IC: 0.05–500 mg/L

  • ICP: 0.01–100 mg/L

  • ISE: 10–1 000 mg/L (حساسیت محدود در پایین‌تر)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (٪RSD < 5)

  • استفاده از استاندارد مرجع (CRM) سولفات

خلاصه:
برای تعیین سولفات از روش توربیدیمتری (APHA 4500‑E, EPA 375.4) یا گراومتریک (APHA 4500‑B, ASTM D516) استفاده کنید. برای غلظت‌های پایین‌تر می‌توانید از Ion Chromatography (ISO 10304) یا ICP بهره ببرید. رعایت «تنظیم pH، کالیبراسیون دقیق، حذف تداخل‌ها و کنترل کیفیت مستمر» برای نتایج دقیق ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های مربوط به کلرید (Cl⁻) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های انجام آزمون

• تیترومتری آرژانتومتریک (Silver Nitrate Titration):

  • نمونه را با افزودن محلول AgNO₃ تیتر می‌کنند تا AgCl سفید تشکیل شود.

  • نقطه انتهایی با نشانه‌گر کرومات (K₂CrO₄) مشخص می‌شود (رنگ قرمز–قهوه‌ای Ag₂CrO₄).

• روش کلرید سنج نقره (Mercuric Nitrate Titration):

  • مشابه روش آرژانتومتریک، ولی به‌جای کرومات از Hg(NO₃)₂ و معرف diphenylcarbazone استفاده می‌شود.

• کروماتوگرافی یونی (Ion Chromatography):

  • جداسازی Cl⁻ در ستون آنیونی و آشکارسازی با هدایت‌سنج یا UV (λ≈190–210 nm).

• الکترود Selective Ion (ISE):

  • الکترود پلیمری یا شیشه‌ای حساس به Cl⁻، کالیبراسیون با محلول‌های استاندارد (1–100 mg/L).

• روش رنگ‌سنجی تجاری (Mercuric Thiocyanate):

  • واکنش Cl⁻ با Hg(SCN)₂ → آزادسازی SCN⁻ → تشکیل Fe(SCN)₃ قرمز (λ≈465 nm).

• آنالیز آنلاین کلرید (Flow Injection/Photometric):

  • تزریق نمونه به سیستم FIA با معرف نقره یا سیانید→ خوانش خودکار نوری.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• تیتراتور حجمی الکترونیک با دوشاخ خودکار و گردش‌گر (magnetic stirrer)

• اسپکتروفوتومتر یا فتومتر با فیلتر 465 nm یا UV

• Ion Chromatograph با ستون آنیونی و آشکارساز conductivity/UV

• الکترود ISE کلرید و مولتی‌متر/پتانسیومتر دیجیتال

• سیستم FIA با پمپ و سلول نوری

• کیت‌های کلرید رنگ‌سنجی (Merck, Hach)

• فیلتراسیون نمونه (0.45 µm) برای حذف ذرات معلق

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑Cl⁻ B: Argentometric Method

• APHA 4500‑Cl⁻ D: Mercuric Thiocyanate Colorimetric

• ISO 9297: Chloride Determination by Titration with Silver Nitrate

• EPA Method 325.1: Colorimetric Determination Using Mercuric Thiocyanate

• ISO 11206: Determination of chloride by Ion Chromatography

• ASTM D 512: Chloride Ion in Water

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری:

  • pH نمونه باید نزدیک خنثی باشد (3–11)؛ در صورت اسیدی یا قلیایی بودن، قبل از تیتر pH را تنظیم کنید.

  • ذخیره در یخچال (4 °C) و آنالیز حداکثر تا 48 h.

• کالیبراسیون:

  • تیتراتور با استاندارد NaCl (0, 10, 50, 100 mg/L) کالیبره شود.

  • الکترود ISE با محلول‌های مرجع کلرید (10, 100, 1000 mg/L) الگوبرداری گردد.

• تداخل‌های رایج:

  • برومید/یدید: در تیترومتری آرژانتومتریک هم‌رسوب می‌دهند؛ ممکن است نتیجه را بزرگ‌تر کنند.

  • نیتریت/سولفید: در روش رنگ‌سنجی با Hg(SCN)₂ با تداخل واکنش می‌کنند؛ نمونه را پیش‌تصفیه کنید.

  • مواد معلق: برای جلوگیری از واکنش سطحی Ag یا Hg، نمونه را فیلتر یا سانتریفیوژ کنید.

• دامنه اندازه‌گیری و رقت:

  • Argentometric: 0.1–200 mg/L

  • Colorimetric: 0.05–10 mg/L

  • IC: 0.01–500 mg/L

  • ISE: 1–10 000 mg/L (در غلظت‌های پایین دقت کمتر)

• کنترل کیفیت:

  • اجرای blank، نمونه spike recovery (90–110 %) و duplicate (%RSD < 5)

  • بررسی صحت با نمونه مرجع CRM کلرید

خلاصه:
کلرید را معمولاً با تیترومتری آرژانتومتریک (APHA 4500‑B, ISO 9297) یا Ion Chromatography (ISO 11206) تعیین می‌کنند. برای مقادیر پایین می‌توان از رنگ‌سنجی مرکوری‌تیوسیانات (EPA 325.1) و ISE استفاده نمود. رعایت «نمونه‌برداری و pH مناسب، کالیبراسیون دقیق، پیش‌تصفیه برای حذف تداخل‌ها و کنترل کیفیت مستمر» برای نتایج معتبر ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب