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

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