摘要

介紹一種利用表麵張力法測定表麵活性劑生物降解度的方法，通過測定不同濃度的表麵活性劑溶液的表麵張力，根據希斯科夫斯基經驗公式利用Origin軟件做濃度c與表麵張力散點圖的擬合曲線，利用該擬合公式與測定的降解液表麵張力，求得降解液中表麵活性劑的濃度，從而求得其降解度。在該試驗基礎上，提出用表麵張力法作為補充方法進行表麵活性劑生物降解度的測定並對其方法進行可行性研究。結果表明：該法適用於多種類型表麵活性劑生物降解度的測定；並且相比國標方法而言，表麵張力法省去國標方法中有機物萃取的步驟有明顯優勢，但其工作曲線需要一一對應，工作量也相應增加。

引言

表麵活性劑的生物降解是指這類化學物質通過生物化學作用，被微生物利用的過程。生物降解性能是評價表麵活性劑環境安全性最重要的方法，它是環境中化學品去除的最主要途徑，排放到環境中的表麵活性劑如果能最大限度地被微生物轉化和利用，則能實現生態環境的良性循環。在國家標準GB/T15818—2006中規定了各類表麵活性劑生物降解度的測定方法，主要采用的是專用化學法，包括亞甲基藍法、硫氰酸鈷法、金橙-2法等。結合工作經驗發現，有部分表麵活性劑試樣用該標準中的方法無法測其生物降解度。例如椰油酰單乙醇胺，屬於非離子表麵活性劑，但用硫氰酸鈷法無法測出含量，且該物質在低濃度時泡沫量少而不穩定，也無法用泡沫法測其生物降解度。後經查找資料反複試驗發現可以采用表麵張力法測定降解前後溶液的表麵張力，求得降解液中椰油酰單乙醇胺的濃度，進而求得其降解度。

表麵張力隨著表麵活性劑的濃度變化而變化是表麵活性劑的特性，利用該特性可以解決諸多問題。隨著表麵活性劑的不斷研發探索，多種新型表麵活性劑相繼上市，其中部分表麵活性劑因具有獨特的分子結構導致無法用傳統的試驗方法測定其生物降解度。嚐試用表麵張力法解決該問題，並與標準規定的方法做對比，分析該方法的可行性。

在大量試驗的基礎上提出將表麵張力法列入表麵活性劑生物降解度的測定方法中，補充原有標準的不足，並作為該標準的修訂意見提交全國表麵活性劑和洗滌用品標準化技術委員會。在現行有效的2018版標準中采納了該修訂意見，增加了附錄G表麵張力法。

1實驗部分

1.1試劑與儀器

氫氧化鈉、磷酸氫二鉀、氯化銨、硫酸鎂、氯化鉀、硫酸亞鐵、酵母浸膏均為分析純。試樣為椰油酰單乙醇胺（CMEA）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）和十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）。

K10T型粉色视频黄色网站；RHZJ-I智能型生物降解培養機；AUY220型電子天平；LS-50HD型壓力蒸汽滅菌器。

1.2溶液配製

1.2.1基礎營養液

參照國標GB/T15818中7.2條規定的配比將氯化銨、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、氯化鉀、硫酸亞鐵、酵母浸膏、水等試劑配製成基礎營養液。

1.2.2試樣標準溶液

椰油酰單乙醇胺（CMEA）標準溶液，稱取相當於100%的試樣1g（準確至0.001g）用水溶解，若不溶於水可加熱或用0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調製堿性溶解。轉移並定容至1000mL，混勻。此溶液椰油酰單乙醇胺質量濃度為1g/L。移取此溶液10.0mL，於100mL容量瓶中，加水定容，混勻備用，則該溶液試樣質量濃度為0.1 mg/mL。

直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）標準溶液，稱取相當於100%的試樣1g（準確至0.001 g）用水溶解，轉移並定容至1000mL，混勻。此溶液LAS質量濃度為1g/L。移取此溶液10.0mL，於100mL容量瓶中，加水定容，混勻備用，則該溶液試樣質量濃度為0.1 mg/mL。

十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）標準溶液，稱取相當於100%的試樣1g（準確至0.001g）用水溶解，轉移並定容至1000mL，混勻。此溶液BS-12質量濃度為1g/L。移取此溶液10.0mL，於100mL容量瓶中，加水定容，混勻備用，則該溶液試樣質量濃度為0.1 mg/mL。

脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）標準溶液，稱取相當於100%的試樣1g（準確至0.001g）用水溶解，轉移並定容至1000mL，混勻。此溶液AE0-9質量濃度為1g/L。移取此溶液10.0mL，於100mL容量瓶中，加水定容，混勻備用，則該溶液試樣質量濃度為0.1 mg/mL。

配製的標準溶液應用0.1mol/L的硝酸溶液或0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調至中性，備用。

1.3實驗方法

1.3.1工作曲線的繪製

測量前先按粉色视频黄色网站的要求對測量單元和樣品杯進行清潔處理，並以純水為標準品測量其表麵張力是否大於70mN/m。準確移取待測試樣濃度為0.1 mg/mL的溶液0mL（作為空白參比液）、1.5、3.0、4.5、6.0、9.0、12.0、15.0、22.5、30.0 mL於100mL容量瓶中，用基礎營養液定容至100mL。將上述溶液按濃度從低到高依次進行測定，每個濃度測量3次，取平均值。做濃度與表麵張力的c-的散點圖，用Origin軟件做希斯科夫斯基經驗公式的非線性擬合，得到擬合公式。

希斯科夫斯基經驗公式：

其中，8為表麵活性劑溶液表麵張力，8為純水的表麵張力，c為溶液的濃度，a、b為待定參數。

1.3.2試樣生物降解

參照國標GB/T15818方法將表麵活性劑、活性汙泥、基礎營養液進行培養、馴化及降解，並按附錄中相應的定量方法測定表麵活性劑溶液降解前後的表麵活性劑濃度。

1.3.3生物降解度的測定（表麵張力法）

降解前後的試樣溶液各取適量體積測其表麵張力值，同時取空白降解試驗液測定。根據工作曲線計算的擬合公式得出試樣溶液及空白降解試驗液的濃度。

生物降解度公式：

其中，C始為降解前試樣溶液的濃度，c空為降解前空白降解試驗液的濃度，c終為降解後試樣溶液的濃度，C空'為降解後空白降解試驗液的濃度，當C婆小於c空時，差值以零計。

1.3.4生物降解度的測定（國標法）

試樣的表麵活性劑按照類別參照國標GB/T15818分別用對應的方法測定其生物降解度。