مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش نیتروژن کل (TKN) در آب و فاضلاب

۱. روش‌های اجرایی

• روش کلاسیک کجلدال (Digestion‑Distillation–Titration)

  1. هضم: نمونه را با اسید سولفوریک غلیظ + کاتالیزور (سولفات پتاسیم + کبالت یا سلنیوم) در بلاک هاضم تا کربن ارگانیک به CO₂ و نیتروژن آلی به آمونیوم تبدیل شود.

  2. خنثی‌سازی و تقطیر: افزودن قلیای قوی (NaOH یا Na₂CO₃) → آزادسازی NH₃ → تقطیر آن به داخل محلول اسیدی (بوریک اسید).

  3. تیترومتری: تیتر محلول جذب‌شده با HCl استاندارد (یا H₂SO₄) تا رسیدن به نقطه پایان نشاسته–برمیل، محاسبه میزان NH₃ و تبدیل به TKN (mg N/L).

• دستگاه اتوماتیک کجلدال (Auto‑Kjeldahl Analyzer)

  • سیستم یکپارچه هضم گرمابی (مایکروویو یا بلاک)، تقطیر خودکار و تیتر الکترونیک.

  • کاهش مصرف اسید و دقت بالاتر در حجم‌های کوچک نمونه.

• روش‌های جایگزین (Semi‑Micro, Salicylate–Hypochlorite)

  • روش رنگ‌سنجی Salicylate: اکسیداسیون نمک‌های آمونیوم با هیپوکلریت → رنگ زرد–سبز با سالیسیلات → خوانش در λ≈660 nm؛ مناسب نمونه‌های با غلظت بالا پس از حذف ماتریس.

  • آنالایزر جریان‌تزریقی (FIA‑TKN): هضم آنلاین + جریان تزریقی + آشکارسازی رنگ‌سنج.

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• Digestion Block یا Kjeldahl Digester (حرارتی تا 420 °C)

• واسطه‌های هضم: کاتالیزور (K₂SO₄/Se یا Cu) و اسید H₂SO₄ غلیظ

• Titration Unit: بورت الکترونیک یا دستگاه تیتر خودکار با نشانه‌گر نشاسته–برمیل

• Distillation Apparatus: تقطیر کلاسیک شیشه‌ای یا تقطیر اتوماتیک با بخار

• Spe‑FIA System (اختیاری): آنالایزر رنگ‌سنج جریان‌تزریقی

• پی‌اچ‌متر برای تنظیم و کنترل pH محلول فرارگیری

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 4500‑Norg B: روش Kjeldahl کلاسیک

• ISO 16754: Water quality — Determination of total nitrogen (Kjelldahl method)

• EPA Method 351.2: TKN by Automated Block Digestion and Distillation

• ASTM D 5176: Salicylate–Hypochlorite Method for Ammonia, applicable به TKN پس از هضم

• USGS I‑2540 B: Kjeldahl nitrogen in water

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• نمونه‌برداری و نگهداری

  • اسیدی‌سازی موقت نمونه (pH<2 با H₂SO₄ ملایم) برای جلوگیری از تبخیر NH₃

  • نگهداری در 4 °C و تحلیل در اسرع وقت (≤ 48 h)

• هضم کامل

  • استفاده از نسبت نمونه به اسید مناسب (50–100 mL آب + 5–10 mL H₂SO₄)

  • افزودن کافی کاتالیزور برای کاهش زمان هضم و اطمینان از شفافیت محلول

• خنثی‌سازی و تقطیر

  • افزودن قلیای کافی به بالای pH≈10.5 برای تضمین آزادسازی کامل NH₃

  • کنترل جریان بخار و حجم تقطیر (حدود 50–100 mL تقطیر)

• تیترومتری دقیق

  • کالیبراسیون بورت با محلول استاندارد HCl (0.1 N)

  • خوانش نقطه پایان با نشانه‌گر نشاسته–برمیل یا تیتر خودکار برای افزایش دقت

• کنترل کیفیت

  • اجرای blank digestion, matrix spike (80–120 % recovery) و duplicate (%RSD < 5)

  • استفاده از Standard Reference Material (SRM) نیتروژن آلی برای صحت نتایج

• محاسبه و گزارش

  • گزارش TKN به‌صورت mg N/L

  • ذکر موارد: حجم نمونه، حجم اسید مصرفی، زمان و دمای هضم، حجم تقطیر، حجم و نرمالیته تیتر

خلاصه:
روش کلاسیک Kjeldahl با هضم اسیدی + تقطیر + تیترومتری (Standard Methods 4500‑B, ISO 16754) همچنان مرجع است؛ روش‌های خودکار و رنگ‌سنجی Salicylate/FIA برای تسریع و کاهش مصرف مواد شیمیایی به‌کار می‌روند. کلید موفقیت «هضم کامل، کنترل pH و دما، تقطیر بهینه، تیترومتری دقیق و کنترل کیفیت مستمر» است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش شاخص حجم لجن (SVI) در آب و فاضلاب

۱. روش انجام آزمایش

• برداشتن نمونه‌ی شناور لجن فعال از راکتور (حجم≈۱ L) و انتقال آرام به سیلندر مدرج (Imhoff cone یا استوانه‌ی ۱ L)

• همزدن ملایم نمونه (۲۰–۳۰ s با شیشه همزن یا همزن دستی) تا لجن یکنواخت شود، اما در ایجاد حباب زیاده‌روی نشود

• قرار دادن سیلندر در حالت ایستا و صبر به مدت ۳۰ دقیقه

• خواندن حجم لجن رسوب‌کرده بر حسب mL (V₃₀) از نشانگر مدرج

• نمونه‌برداری از فاز بالایی برای تعیین MLSS (Total Suspended Solids): فیلتراسیون ۰.۴۵ µm → خشک‌کردن در ۱۰۳–۱۰۵ °C → وزن‌کردن → MLSS (g/L)

• محاسبه SVI:

SVI (mL/g)=V30 (mL/L)MLSS (g/L)\{SVI (mL/g)} = \frac{V_{30}\ (\{mL/L})}{\{MLSS (g/L)}}

۲. دستگاه‌ها و تجهیزات

• سیلندر مدرج یک لیتری (Imhoff cone یا استوانه‌ی شفاف با نشانگر mL)

• همزن دستی (شیشه یا میله هم‌زن)

• دستگاه فیلتراسیون خلأ و فیلم فیلتر GF/C یا ممبران 0.45 µm

• فر آزمایشگاهی (oven) با کنترل دمای ۱۰۳–۱۰۵ °C

• ترازو دقیق (دقت ±۰.۱ mg)

• دسیکاتور برای سردکردن فیلترها

• پی‌اچ‌متر (اختیاری برای ثبت شرایط pH)

• ترمومتر برای ثبت دمای نمونه

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 2710 B: Sludge Volume Index

• ISO 11734 (روش UASB، ارجاع به SVI در پردازش لجن)

• EPA (روش‌های تصفیه فاضلاب): اشاره‌ی ضمنی به SVI در راهنماهای بهره‌برداری

۴. نکات اجرایی و مراقبتی

• دما: SVI وابسته به دماست؛ اندازه‌گیری در ۲۰–۲۵ °C یا ثبت دما برای مقایسه

• زمان رسوب‌دهی: حتماً دقیقاً ۳۰ دقیقه صبر شود؛ کمتر یا بیشتر باعث خطا می‌شود

• همزدن: یکنواخت باشد ولی حباب هوا کم؛ حباب‌های زیاد حجم ظاهری را افزایش می‌دهند

• MLSS: باید در همان روز و در دمای آزمایشگاه تعیین شود تا تغییرات بیولوژیک رخ ندهد

• نمونه یکنواخت: از نقاط مختلف راکتور نمونه‌برداری و مخلوط کنید تا نماینده باشد

• کنترل کیفیت: اجرا کردن duplicate و blank (آب) برای بررسی گیرش فیلتر و تکرارپذیری

• ثبت شرایط: pH، دما، زمان همزدن و زمان شروع/پایان رسوب‌دهی در گزارش مستند گردد

نکته نهایی:
SVI معیار مهم قوام لجن و کارایی ته‌نشینی در تصفیه بیولوژیک است؛ دقت در همزدن، زمان‌سنجی دقیق، کنترل دما و تعیین سریع MLSS برای نتایج معتبر و قابل‌مقایسه ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش TSS (Total Suspended Solids) و VSS (Volatile Suspended Solids)

۱. روش انجام آزمون TSS

• نمونه‌برداری: برداشتن حجم معینی (معمولاً 500 mL) در بطری تمیز و نگهداری در 4 °C تا 24 h.

• وزن اولیه فیلتر: خشک کردن فیلتر شیشه‌ای (GF/C یا ممبران 0.45 µm) در فر 103–105 °C تا وزن ثابت و سردکردن در دسیکاتور؛ وزن W₁.

• فیلتراسیون: عبور کل حجم نمونه از فیلتر تحت خلأ.

• شستشو: با چند میلی‌لیتر آب مقطر برای حذف نمک‌های محلول.

• خشک‌سازی: فر 103–105 °C به مدت 1 h تا وزن ثابت؛ سردکردن و وزن‌کردن فیلتر با رسوب؛ وزن W₂.

• محاسبه TSS:

TSS (mg/L)=W2−W1Vنمونه (L)×106\{TSS (mg/L)} = \frac{W_2 - W_1}{V_{\{نمونه (L)}}} \times 10^6

۲. روش انجام آزمون VSS

• پس از تعیین TSS و وزن W₂، فیلتر با رسوب را در مuffle furnace قرار دهید.

• مشعل مuffle: دمای 550 °C به مدت 15–30 min (بسته به ماتریس)

• سردکردن در دسیکاتور و وزن مجدد؛ وزن پس از احتراق W₃.

• محاسبه VSS:

VSS (mg/L)=W2−W3Vنمونه (L)×106\{VSS (mg/L)} = \frac{W_2 - W_3}{V_{\{نمونه (L)}}} \times 10^6

۳. دستگاه‌ها و تجهیزات مورد نیاز

• پمپ خلأ و قیف فیلتراسیون + ممبران یا فیلتر شیشه‌ای

• فر آزمایشگاهی (oven) با کنترل دما 103–105 °C

• مuffle furnace با دمای دقیق 550 °C

• دسیکاتور برای سردکردن فیلتراژ

• ترازوی دقیق (±0.1 mg)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 2540 D: Total Suspended Solids (Gravimetric)

• Standard Methods 2540 E: Volatile Suspended Solids (Ignition)

• ISO 11923: Determination of suspended solids in water by filtration and gravimetry

• EPA Method 160.2: Total Suspended Solids

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• اطمینان از خشک شدن کامل فیلتر برای تعیین دقیق W₁ و W₂ (دو توزین متوالی با Δ<0.5 mg).

• شستشوی ملایم فیلتر پس از فیلتراسیون تا ذرات معلق به‌خوبی حفظ شوند.

• سردکردن همه نمونه‌ها در دسیکاتور قبل از وزن‌کردن تا از جذب رطوبت هوا جلوگیری شود.

• حفظ یکنواختی دما مuffle (±5 °C) هنگام احتراق برای تکرارپذیری VSS.

• اجرای blank (فیلتر بدون نمونه)، duplicate و spike recovery برای کنترل کیفیت.

• ثبت دقیق زمان خشک‌سازی و زمان احتراق و دمای هر دستگاه در گزارش.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش‌های میکروبیولوژیک در آب و فاضلاب

۱. کل کلیفرم (Total Coliform)

• روش‌های اجرایی

  • MPN (Most Probable Number): لوله‌های سریالی لاورین با محیط لاکتوز براساس تغییر رنگ و تولید گاز

  • Membrane Filtration (MF): عبور 100 mL از فیلتر 0.45 µm، کشت روی محیط m-Endo یا m-T7 برای کل کلیفرم

  • Colilert/Quanti-Tray: کیت تجاری با معرف ONPG/MUG و خوانش فلورسنت/رنگ

• دستگاه‌ها و لوازم

  • انکوباتور 35 ± 0.5 °C

  • فیلتراسیون خلأ و فیلترهای استریل

  • Quanti-Tray Sealer/Incubator برای Colilert

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • Standard Methods 9221 B/C (MPN, MF)

  • ISO 9308‑1 (MF برای coliforms)

  • EPA Method 9223 (Colilert)

• نکات اجرایی

  • نمونه‌برداری استریل و بدون هوا (zero‑headspace)

  • آنالیز حداکثر تا 8 h پس از برداشت، در 4 °C نگهداری

  • کنترل blank و positive/negative control

۲. کلیفرم مدفوعی و E. coli

• روش‌های اجرایی

  • MF روی MUG یا Chromogenic Agar: کلنی‌های فلورسنت آبی (E. coli) و قرمز (other coliforms)

  • Colilert‑18: تشخیص E. coli با فلورسنس MUG در 18 h

  • Chromagar ECC: تفکیک E. coli و کل مدفوعی

• دستگاه‌ها و لوازم

  • انکوباتور 44.5 °C برای مدفوعی/E. coli

  • دستگاه فلورسنس خوان (اختیاری)

  • فیلتر MF و پلیت‌های کروماتوگرافیک

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 9308‑2 (MPN برای E. coli)

  • ISO 9308‑1 (MF روی Chromogenic)

  • EPA Method 1603 (MF on mTEC)

• نکات اجرایی

  • دقت دمای 44.5 °C ±0.2 °C برای تفکیک مدفوعی

  • بررسی نمونه‌های رقیق‌شده برای غلظت بالا

  • blank و کنترل کیفی

۳. کلستریدیوم پرتئین (Clostridium perfringens)

• روش‌های اجرایی

  • MF روی محیط m-CP: رشد کلنی سیاه براثر تولید سولفید هیدروژن

  • MPN با محیط Tryptose–Sulfite–Cycloserine (TSC): تغییر رنگ و رسوب سیاه

  • API 20A برای تأیید گونه

• دستگاه‌ها و لوازم

  • اتوکلاو برای استریل محیط و فیلترها

  • انکوباتور بی‌هوا (Anaerobic jar) به 37 °C

  • منابع گاز بی‌هوا برای محیط anaerobic

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 6461‑2 (MF for C. perfringens)

  • Standard Methods 9260 B (MPN anaerobic)

• نکات اجرایی

  • نمونه‌برداری استریل و سریع انتقال به ظروف anaerobic

  • استفاده از کیت GasPak یا دستگاه anaerobic cabinet

  • کنترل عدم نشت هوا و تکرار آزمایش

۴. سالمونلا و شیگلا

• روش‌های اجرایی

  • چندمرحله‌ای غلظت/غلیظ‌سازی: فیلتراسیون یا رسوب‌گذاری (PEG, centrifugation)

  • Enrichment در محیطّی چون selenite F (Salmonella) یا Shigella Broth

  • کشت نهایی روی XLD, Hektoen, SS agar

  • تأیید با API 20E یا PCR برای ژن invA (Salmonella) و ipaH (Shigella)

• دستگاه‌ها و لوازم

  • انکوباتور 37 °C

  • سانتریفیوژ برای غلظت‌سازی

  • دستگاه PCR یا کیت‌های LAMP برای تأیید مولکولی

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 19250 (Detection of Salmonella)

  • ISO 20838 (Detection of Shigella)

  • EPA Method 1682 (PCR detection)

• نکات اجرایی

  • حجم نمونه بزرگ (1–10 L) برای غلظت‌سازی

  • حفظ شرایط sterile و negative control در enrichment

  • زمان‌بر بودن نیاز به برنامه‌ریزی

۵. پروتوزوآ (Giardia, Cryptosporidium)

• روش‌های اجرایی

  • Filtration با فیلتری 1 µm یا 3 µm (EnviroChek, FiltaMax)

  • Elution و Immunomagnetic Separation (IMS) برای جداسازی کیست/اوسیست

  • IFA (Immunofluorescence Assay) با آنتی‌بادی FITC‑conjugated

  • RT‑qPCR برای تایید و کمی‌سازی

• دستگاه‌ها و لوازم

  • پمپ خلأ یا پمپ فشار برای فیلتراسیون حجم بالا

  • مانیتور IMS kit (Dynabeads)

  • میکروسکوپ فلورسنس

  • ترموسی سایکلر برای qPCR

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • EPA Method 1623 (IMS + IFA)

  • ISO 15553 (MudPIT/IFA)

  • ISO 18744 (Detection by qPCR)

• نکات اجرایی

  • جلوگیری از باکتریواستیل توسط افزودن Tween‑80 در Elution

  • کنترل recovery با استفاده از کیست/اوسیست اسپایک

  • blank فیلتر و process control

۶. ویروس‌ها (Hepatitis A, Norovirus)

• روش‌های اجرایی

  • غلظت‌سازی با PEG‑NaCl یا فیلتراسیون الکتروپوزیتیو

  • Elution و Concentration مجدد با Centrifugal Concentrators

  • RNA Extraction با کیت‌های ستون سیلیکاتی

  • RT‑qPCR یک‌مرحله‌ای یا دو‌مرحله‌ای برای ژن‌های VP1 (HAV) و ORF1–ORF2 (Norovirus)

• دستگاه‌ها و لوازم

  • پمپ‌های غلظت‌سازی و فیلتراسیون الکتروپوزیتیو

  • سانتریفیوژهای با سرعت بالا (≥ 10 000 × g)

  • دستگاه استخراج RNA اتوماتیک

  • Real‑Time PCR thermocycler

• استانداردها و روش‌های مرجع

  • ISO 15216‑1/2 (Quantification of HAV and Norovirus in water)

  • EPA Method 1615 (Detection of Enteric Viruses by RT‑qPCR)

• نکات اجرایی

  • افزودن Process Control Virus (e.g. mengovirus) برای اصلاح recovery

  • استفاده از کنترل‌های منفی و مثبت در هر run

  • جلوگیری از آلودگی متقاطع با جداسازی محلول‌های pre‑ and post‑PCR

خلاصه:
مجموعه آزمون‌های میکروبیولوژیک آب و فاضلاب شامل کشت‌های کلاسیک (MPN, MF), روش‌های کروماتوگرافیک/ایمونوفلورسنت و روش‌های مولکولی (PCR/RT‑qPCR) است. رعایت نمونه‌برداری مناسب، حفظ sterile conditions، کنترل recovery و QC (blank, spike, duplicate) و پیروی از استانداردهای ISO/EPA/APHA برای حصول نتایج دقیق و معتبر حیاتی است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش سیانید (CN⁻)

۱. روش‌های اجرایی

• Titrimetric Pyridine–Pyrazolone (APHA 4500‑CN D): تبدیل CN⁻ به HCN در pH≈2، جذب بخار HCN در محلول قلیایی و تیتر با AgNO₃.

• Colorimetric Pyridine–Barbituric Acid (APHA 4500‑CN E / EPA 335.4): واکنش CN⁻ با باربیتوریک اسید و پیریدین → رنگ صورتی، خوانش در λ≈587 nm.

• Ion‑Selective Electrode (ISE, ISO 14403‑2): الکترود سیانید پلیمری؛ کالیبراسیون با بافرهای سیانیدی 0.1–10 mg/L.

• Microdiffusion (EPA 335.3): جداسازی CN⁻ با غشای آمین و تیتر یا رنگ‌سنجی.

۲. دستگاه‌ها و لوازم

• فتومتر یا اسپکتروفوتومتر برای روش رنگ‌سنجی

• بورت و پیپت برای تیترومتری

• الکترود CN⁻ و پتانسیومتر

• دستگاه Microdiffusion kit

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑CN C,D,E

• EPA Methods 335.3, 335.4

• ISO 14403‑2

۴. نکات اجرایی

• pH نمونه را به ~ 12 تنظیم و سپس برای آنالیز اسیدی کنید

• نمونه را در 4 °C نگهداری و طی 24 h تحلیل کنید

• افزودن NaOH برای تثبیت CN⁻ و جلوگیری از تبخیر HCN

• کنترل blank، spike (80–120 %) و duplicate برای QC

آزمایش تیوسولفات (S₂O₃²⁻)

۱. روش‌های اجرایی

• Iodometric Titration (APHA 4500‑S₂O₃ D): تیتر با I₂ آزاد شده از KI + KIO₃ در محیط اسیدی، سپس تیتر با Na₂S₂O₃ استاندارد.

• Colorimetric Cyanolytic (ISO 6775): واکنش S₂O₃²⁻ با مرکورات در حضور KI → تغییر رنگ در λ≈460 nm.

• Ion‑Selective Electrode (ISE): الکترود پلیمری حساس به تیوسولفات؛ کالیبراسیون 10–100 mg/L.

۲. دستگاه‌ها و لوازم

• بورت و محلول‌های استاندارد I₂ و Na₂S₂O₃

• فتومتر با فیلتر 460 nm

• الکترود ISE S₂O₃²⁻

۳. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 4500‑S₂O₃ D

• ISO 6775

• ASTM D 869 (Iodometric)

۴. نکات اجرایی

• نمونه را در یخچال (4 °C) تا زمان آنالیز (≤ 48 h) نگهداری کنید

• کنترل pH هنگام تیترومتری (pH≈1–2) برای جلوگیری از تجزیه اسید

• اجرا کردن blank، spike و duplicate برای QC

آزمایش فنل‌ها (Phenols)

۱. روش‌های اجرایی

• 4‑Aminoantipyrine Colorimetric (APHA 5530 B): واکنش فنول با اسید کلریدریک و کلر آزاد → کوپلاسیون با 4‑Aminoantipyrine → رنگ قرمز تا قرمز‑بنفش، λ≈510 nm.

• 4‑Aminoantipyrine HPLC–UV (ISO 14502‑1): SPE پیش‌تصفیه + HPLC با آشکارساز UV در λ≈225–280 nm.

• GC–MS پس از مشتق‌سازی (BSTFA): تفکیک ایزومرهای فنلی (کاتکول، هیدروکسی‌فنول‌ها).

1. دستگاه‌ها و لوازم

• اسپکتروفوتومتر برای روش رنگ‌سنجی

• SPE manifold و کارتریج C18

• HPLC–DAD/UV یا GC–MS مجهز به مشتق‌ساز خودکار

1. استانداردها و روش‌های مرجع

• APHA 5530 B

• ISO 14502‑1 (HPLC)

• EPA Method 548 (GC–MS)

1. نکات اجرایی

• نمونه در بطری قهوه‌ای و در 4 °C تا 48 h نگهداری شود

• اسیدی کردن نمونه به pH~2 برای پایداری فنل

• SPE برای حذف ماتریس و غلظت‌سازی فنل‌ها

• blank، spike (85–115 % recovery) و duplicate برای QC

جمع‌بندی:
برای سیانید از تیترومتری و رنگ‌سنجی Griess، برای تیوسولفات از تیترومتری یدید–یدات یا رنگ‌سنجی, و برای فنل‌ها از رنگ‌سنجی 4‑Aminoantipyrine یا کروماتوگرافی (HPLC/GC) بهره می‌برند. رعایت نمونه‌برداری مناسب، pH کنترل‌شده، حفظ نمونه در یخچال، کالیبراسیون دقیق و کنترل کیفیت مستمر برای حصول نتایج معتبر ضروری است.

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