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表面张力仪在水环境检测方面的应用——结果和讨论

来源:上海谓载 浏览 156 次 发布时间:2021-10-27


三、结果与讨论


3.1 毒性试验的一般结果


7 种表面活性剂和 3 种商品化剂的急性毒性 使用 3 种测试生物测量清洁剂: oryzias latipes、daphnia magna 和 podocipida。 结果 如图 1 所示。在所有情况下,EC50 和/或 LC50 podocopida 高于 oryzias latipes 和 daphnia magna。 SOAP 和 LB 的毒性值 oryzias latipes 高于 daphnia magna, 而其他 5 种表面活性剂的毒性值 oryzias latipes 或 daphnia magna 几乎相等。 这 表面活性剂可分为三类; 低毒 组(AES、SOAP 和 AE12),中毒性组(LAS 和 AS) 和高毒组 (AE8 和 LB)。

图 1 7 种表面活性剂和 3 种洗涤剂的急性毒性 适用于 25 ppm 硬度水中的 3 个水生物种。


根据急性毒性数据进行风险评估 由 Feijtel 和 Plassche 报告 13),LAS 的 LC50 到 oryzias latipes 为 5.9-70 mg/L(n=4),LAS 对水溞的 EC50 漫画为 0.26-55 mg/L (n=133), AE 的 LC50 (C:12, EO:3-8) 绦虫的浓度为 2.4-3.5 ppm (n=4),EC50 AE(C:13-15, EO:3-10) 对大溞为 0.41-4.17 ppm (n=17)。 从我们的实验中获得的急性毒性数据(LAS 对米食的 LC50:8 mg/L,LAS 的 EC50 到大水蚤:约。 13 mg/L) 与 这份报告。 另一方面,我们对 AE 的毒性数据 oryzias latipes (AE 的 EC50 到 oryzias latipes: 约 4.8 mg/L) 高于风险评估数据。 这种毒性数据的差异应该是由环氧乙烷数量的差异引起的(我们的实验:8, 风险评估:3-8)。 因此,我们的毒性数据主要是 对应于风险评估数据。


Kikuchi14) 总结了几种表面活性剂对淡水鱼的毒性数据如下: LAS 1-10 的 LC50 ppm, AE 的 LC50 1-10 ppm, AES 和 AS 的 LC50 略 高于 LAS 或 AE,和 SOAP 的 LC50 20-300 百万分之一。 Kikuchi 还总结了表面活性剂对淡水无脊椎动物生物的急性毒性数据如下: LAS 的毒性值 2-200 ppm,AE 0.2-10 ppm,AES 1-30 ppm、AS 2-50 ppm 和 SOAP 50 ppm。 我们的实验 毒性数据与菊池的数据一致,除了 肥皂对大溞的毒性值。 SOAP 对大溞毒性的特殊性将在 3.3 中讨论。


液体型洗涤剂 Det-3 的毒性高于 粉末型洗涤剂 Det-1 和 Det-2。 这一结果可以通过关注洗涤剂的主要成分来解释。 Det-1 的主要成分是 AES 和 AE12, Det-2:Na-SOAP 和 K-SOAP,以及 Det-3:AE8。 因此,含有主要表面活性剂的商业洗涤剂 较高的毒性表现出较高的毒性结果。


3.2 表面张力与毒性的关系


gtox与水生毒性值的关系 五种不同的表面活性剂(LAS、AE8、AES、AS 和 SOAP) 如图2所示,稻谷的gtox值接近 到大水蚤。 LAS、AE8、AES 的 gtox 值 AS 和 SOAP 分别为 50、50、50、65-70 和 60 mN/m。 另一方面,罗汉果的 gtox 值为 所有五种表面活性剂均低于 40 mN/m。

图 2 水生毒性(LC50 或 EC50)和毒性 5 种表面活性剂对 3 种水产品的表面张力 25 ppm 硬度水中的物种。


水稻和大水蚤的gtox值很大 因表面活性剂的种类而异。 结果,很明显,一个 表面活性剂的急性水生毒性不能简单地 与表面活性剂溶液的表面张力有关, 忽略表面活性剂的种类。


3.3 水硬度和水硬度的影响 毒性成分


虽然表面张力不是毒性的绝对因素,但可以肯定的是,表面活性剂的急性水生毒性与表面活性剂的界面活性密切相关。 有报道指出: 水硬度对几种表面活性剂的水生毒性, 以及无机盐对某些表面活性剂溶液表面张力的影响。 然而,没有进行任何研究 把这三个因素联系起来。 因此,我们试图 通过改变水硬度阐明表面活性剂溶液的表面张力与水生毒性之间的关系。


在预测试中,大型水蚤在 4 盐混合中存活 溶液,但不能在 CaCl2・H2O 溶液中存活,也不能 蒸馏水。 另一方面,罗汉松在所有 3 种水中都能存活。 因此,罗汉果被用来 检查水硬度成分对 LAS 和 SOAP 的毒性。 如图 3 所示,CaCl2・H2O 之间没有观察到毒性值的差异 溶液和四盐混合溶液。 肥皂的毒性 随着水硬度的增加而降低,和 LAS的毒性随着水硬度的增加而增加。




图 3 水硬度对急性毒性的影响 LAS 和 SOAP 到 4-盐混合中的罗汉果 水和 CaCl2 水


SOAP 和 LAS 使用 orysias latipes 的毒性测试 (图 4)和 daphnia magna(图 5)使用 4盐混合溶液。 在这两个结果中,LAS 的毒性 随着 SOAP 的增加和毒性降低 增加水的硬度。




图 4 水硬度对急性毒性的影响 LAS 和 SOAP 到 4-盐混合中的 Orysis Latipes 水。

图 5 水硬度对急性毒性的影响 LAS 和 SOAP 到 Daphnia Magna 的 4 盐混合 水。


3.4 水硬度、表面张力和水体毒性之间的关系


水的硬度与表面张力之间的关系, LAS 的水生毒性如图 6 所示。 硬度增加,界面活性增加,临界 胶束浓度 (cmc) 向左移动(即降低 浓度),gcmc 略有下降。 gtox 值是 绘制在表面张力曲线上。 gtox 值到oryzias latipes、daphnia magna 和 podocopida 分别约为 55 mN/m、45-50 mN/m 和 35 mN/m。

图 6 水硬度对表面张力的影响 LAS 和有毒表面张力值的曲线 3 水生物种。


肥皂和矿物成分结合形成不溶性复合物,从而使肥皂的表面张力 使用硬水的溶液不稳定。 因此,表面 反复进行张力测量以获得 图 7 表面张力曲线 当硬度成分存在时,肥皂的表面张力曲线发生变化 分四个阶段。 最初,肥皂的表面张力 随着 SOAP 浓度的增加而略有下降。 在第二阶段,表面张力值保持 持续的。 第三阶段,表面张力再次 随着 SOAP 浓度的增加而降低,直到 cmc,并在最后阶段再次变得恒定。 在里面 第一阶段和第二阶段,肥皂渣被观察到 清澈的液体。 在第三阶段,肥皂渣也被 观察到,但清澈的液体变成了分散的液体。 在 最后阶段,肥皂渣消失并分散液体 被观测到。

图 7 水硬度对表面张力的影响 肥皂曲线。


SOAP 的毒性值绘制在图 8 中的表面张力曲线上。 oryzias latipes 和 podociida 可以确定为大约 55 分别为 mN/m 和 40-45 mN/m。 两个范围的gtox 然而,获得了 daphnia magna 的值:73 mN/m 在水硬度为 5 ppm 和大约 60 mN/m,水硬度为 25-625 ppm。

图 8 水硬度对表面张力的影响 肥皂和有毒表面张力值的曲线 到 3 个水生物种。


在 AS 的情况下(图 9),界面活性增加, cmc 降低,毒性值向左移动(即 浓度降低),同时水硬度增加。 另一方面,AE8的表面张力曲线 几乎不受水硬度的影响(图 10)。 gtox 值 AS 和 AE8 的值恒定在 65-70 mN/m 和 对于任何水硬度,分别为 55-60 mN/m。 如上所述,阴离子表面活性剂的毒性受到影响 通过水的硬度。 然而,在大多数情况下,gtox 值 对每种表面活性剂来说都是恒定的。

图 9 水硬度对表面张力的影响 烷基硫酸盐和有毒表面张力曲线 Daphnia Magna 的价值。




图 10 水硬度对表面张力的影响 AE 和有毒表面张力值的曲线 水蚤麦格纳。


3.5 泥土吸附剂的作用


表面活性剂溶液中吸附剂的存在 应该对表面活性剂溶液的体积浓度有影响,因为它们会引起界面活性 改变。 因此,表面张力之间的关系 以泥土为表面活性剂进行毒性试验 吸附剂来阐明吸附剂的存在对 gtox 表面活性剂溶液。 曲面之间的关系 LAS、AE8 和 AS 的张力和毒性,存在 图 11、12 和图 13 所示为泥土。 LAS 和 AE8,表面活性剂的界面活性 减少和毒性降低的存在 的泥土。 然而,LAS 和 AE8 的 gtox 值不会因吸附剂的存在而改变。 在AS的情况下, 泥土的加入对地表几乎没有影响 张力值或毒性值。

图 11 泥土存在对地表的影响 LAS 和有毒表面张力的张力曲线 Daphnia Magna 的价值。


图 12 泥土存在对地表的影响 AE和有毒表面张力的张力曲线 Daphnia Magna 的价值。

图 13 泥土存在对地表的影响 AS和有毒表面张力的张力曲线 Daphnia Magna 的价值。



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