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May 25, 2023

Determinazione simultanea di fenolo volatile, cianuro, tensioattivo anionico e azoto ammoniacale nell'acqua potabile mediante un analizzatore a flusso continuo

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1829 (2023) Citare questo articolo

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Questo studio ha sviluppato un metodo per la determinazione simultanea di fenolo volatile, cianuro, tensioattivo anionico e azoto ammoniacale nell'acqua potabile, utilizzando un analizzatore a flusso continuo. I campioni sono stati prima distillati a 145 °C. Il fenolo nel distillato ha poi successivamente reagito con il ferricianuro alcalino e la 4-amminoantipirina per formare un complesso rosso che è stato misurato colorimetricamente a 505 nm. Il cianuro nel distillato ha successivamente reagito con la cloramina T per formare cloruro di cianogeno, che ha poi formato un complesso blu con l'acido piridincarbossilico che è stato misurato colorimetricamente a 630 nm. Il tensioattivo anionico ha reagito con blu di metilene basico per formare un composto che è stato estratto in cloroformio e lavato con blu di metilene acido per rimuovere le sostanze interferenti. Il composto blu in cloroformio è stato determinato colorimetricamente a 660 nm. L'ammoniaca ha reagito con il salicilato e il cloro dell'acido dicloroisocianurico per produrre blu indofenolo a 37 °C in un ambiente alcalino misurato a 660 nm. Le deviazioni standard relative erano rispettivamente 0,75–6,10% e 0,36–5,41%, e i recuperi erano 96,2–103,6% e 96,0–102,4% quando la concentrazione in massa di fenolo volatile e cianuro era compresa tra 2 e 100 μg/L . I coefficienti di correlazione lineare erano ≥ 0,9999 e i limiti di rilevamento erano rispettivamente di 1,2 μg/L e 0,9 μg/L. Le deviazioni standard relative erano 0,27–4,86% e 0,33–5,39% e i recuperi erano 93,7–107,0% e 94,4–101,7%. Quando la concentrazione in massa del tensioattivo anionico e dell'azoto ammoniacale era compresa tra 10 e 1000 μg/L. I coefficienti di correlazione lineare erano 0,9995 e 0,9999 e i limiti di rilevamento erano rispettivamente 10,7 μg/L e 7,3 μg/L. Rispetto al metodo standard nazionale non è stata riscontrata alcuna differenza statisticamente significativa. Questo approccio consente di risparmiare tempo e manodopera, ha un limite di rilevamento inferiore, maggiore precisione e accuratezza, minore contaminazione ed è più appropriato per l'analisi e la determinazione di campioni di grandi volumi.

I marcatori degli elementi organolettici, fisici e non metallici nell'acqua potabile sono il fenolo volatile, il cianuro, il tensioattivo anionico e l'azoto ammoniacale1. I composti fenolici sono elementi chimici essenziali con numerosi usi, ma anche il fenolo e i suoi omologhi sono velenosi e non possono essere facilmente biodegradati. Vengono rilasciati durante molti processi di produzione industriale e sono emersi come comuni contaminanti ambientali2,3. Le sostanze fenoliche altamente tossiche possono essere assorbite nel corpo attraverso la pelle e il sistema respiratorio. La maggior parte perde la propria tossicità dopo essere entrata nel corpo umano durante i processi di disintossicazione e viene poi eliminata con le urine. Tuttavia, quando la quantità supera la normale capacità di disintossicazione del corpo, i componenti in eccesso potrebbero accumularsi in vari organi e tessuti, causando avvelenamento cronico, mal di testa, eruzioni cutanee, prurito cutaneo, ansia mentale, anemia e una varietà di sintomi neurologici4,5, 6,7. Il cianuro è estremamente dannoso ma è comune in natura. Numerosi alimenti e piante contengono cianuro, che può essere creato da specifici batteri, funghi o alghe8,9. Nei prodotti da risciacquare come shampoo e bagnoschiuma, i tensioattivi anionici vengono spesso utilizzati per facilitare la pulizia perché conferiscono a questi prodotti le eccezionali qualità schiumogene e schiumose che i consumatori ricercano. Tuttavia, molti tensioattivi irritano la pelle10,11. L'acqua potabile, freatica, superficiale e reflua contiene azoto sotto forma di ammoniaca libera (NH3) e sali di ammonio (NH4+), denominato azoto ammoniacale (NH3-N). I prodotti della decomposizione della materia organica contenente azoto nelle acque reflue domestiche da parte dei microbi, principalmente da effluenti industriali come coke e ammoniaca sintetica, rappresentano parte dell'azoto ammoniacale presente nell'acqua12,13,14. Per misurare questi quattro contaminanti nell'acqua possono essere utilizzati numerosi metodi, tra cui la spettrofotometria15,16,17, la cromatografia18,19,20,21 e l'iniezione a flusso15,22,23,24. Rispetto ad altri approcci, la spettrofotometria è di gran lunga il più popolare1. In questa indagine, sono stati impiegati quattro moduli a doppio canale per valutare simultaneamente il fenolo volatile, il cianuro, i tensioattivi anionici e il solfuro.