Miljøprojekt, 828 – Metodeudvikling og -validering kationiske detergenter

Metodeudvikling og -validering kationiske detergenter

Forord

Detergenter, anioniske og kationiske, anvendes i store mængder i danske husholdninger og i industriprodukter, primært i vaske- og rengøringsprodukter. Derfor er belastningen i spildevandet og af renseanlæggene stor. I overvågningsprogrammet for vandmiljøet, NOVA 2003, er det ønsket at vurdere, hvilken belastning der er på miljøet fra renseanlæggene. Derfor er det nødvendigt på afløb fra renseanlæggene at kunne måle for såvel kationiske som anioniske detergenter.

Der anvendes mange forskellige typer af kationiske og anioniske detergenter. Derfor er en ikke-specifik metode ønskelig for først at konstatere, hvad det totale indhold af detergenter er i prøven. Hvis der findes detergenter med den ikke-specifikke metode, kan prøven efterfølgende analyseres med en specifik metode. Fagdatacentret for Punktkilder har ønsket, at der måles for kationiske detergenter som 3 specifikke stoffer (dimethylammoniumchloridforbindelser).

Da der anvendes både kationiske og anioniske detergenter, vil spildevandet indeholde begge typer. Anioniske og kationiske detergenter kan binde sig til hinanden, og derfor er det vigtigt for et fornuftigt resultat, at der foretages en adskillelse af de to typer detergenter forud for analyse.

VKI (nu Eurofins A/S) har i litteraturstudiet "Overview of Analytical Methods for Determination of Anionic and Cationic Surfactants in Danish Drinking Water and Ground Water" /1/ beskrevet en række metoder til bestemmelse af detergenter i rent vand (grundvand og drikkevand). Formålet med denne rapport var at undersøge nyere (efter 1998) litteratur for metoder til analyser for kationiske detergenter samt at undersøge litteratur om detergentanalyse i spildevand (afsnit 1). Endvidere var målet at udvikle en metode til ikke-specifik kationanalyse i afløbsvand (afsnit 2) og at evaluere denne metode (afsnit 3).

Metoden skal opfylde et detektionsgrænsekrav (DL) på 10 μg/L og have et måleområde fra detektionsgrænsen til 200 μg/L. Endvidere skal metoden opfylde krav svarende til kvalitetsklasse 3 i bekendtgørelse 637 /2/ samt være robust over for interferenser fra anioniske detergenter. Det vil også være ønskeligt, at metoden har mulighed for en senere kvantitativ opdeling i anioniske, kationiske og nonioniske detergenter. Kravene er opsummeret i Tabel 0-1.

	DL (μg/L)	Måleområde (μg/L)	Total relativ standardafvigelse ved 20 kontrolprøvepar (>5*DL)	Genfinding af middelværdi af kontrolprøver (>5*DL)
Krav	10	10-200	±7 % A)	±5% A)

Tabel 0-1 Krav til metoden for bestemmelse af kationiske detergenter i afløbsspildevand.

A) Svarende til kvalitetskrav 3 i bekendtgørelse 637 (Miljø- og Energiministeriet, 1997) /2/.

Disse krav blev fastsat ud fra det forventede indhold i afløbsspildevand (se Tabel 0-2).

	Indhold (mg/L)	Metode	Reference
Husholdningsspildevand i indløb (Danmark)	Maks. værdi: 3.9 Min. værdi: 1.9 Gennemsnit: 2.5	VKI, 1988	MST Miljøprojekt 357, 1997 /3/
Estimeret indhold i afløb (Danmark) A)	Maks. værdi: <0,20 Min. værdi: <0,01 Gennemsnit: <0,13	VKI, 1998	MST Miljøprojekt 166, 1991 /4/
Afløb (Tyskland)	0,082	DIN 38409 Teil 20, 1989	Metodeafprøvning DIN 38409 Teil 20, 1989 /5/
Lüdingerhausen i udløb(Tyskland, 1986)	0,07	DIN 38409 Teil 20, 1989	Gerike et al, 1994 /6/
Kommunalt renseanlæg (Indien)	3-5	FIA (Patel et al, 1999)	Patel et al, 1999 /7/

Tabel 0-2 Forventet indhold i spildevand. A) I Miljøprojekt 166 /4/ blev det konkluderet, at mere end 95% af de kationiske detergenter blev fjernet i renseanlæggene. Derfor er et estimat udregnet ud fra oplysningerne på husholdningsspildevand givet i Miljøprojekt 357 /3/.

Af hensyn til miljøet og arbejdsmiljøet blev det undersøgt, om chloroform, som anvendes i eksisterende metoder, kunne udfases. Endvidere var det ønsket at udvikle en metode, som ikke benyttede en udrystning med belastende arbejdsstillinger (vedvarende monotone bevægelser).

Som led i optimeringen af metoden blev en alternativ farvereaktion i metodens detektionstrin undersøgt. Den undersøgte farvereaktion svarede til en eksisterende DIN-standard /5/, hvor de kationiske detergenter bestemmes spektrofotometrisk ved 628 nm efter reaktion med disulfinblåt.

Metoden blev herefter evalueret efter principperne beskrevet i "Håndbog i Metodevalidering for Miljølaboratorier" /13/.