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表面張力儀在水環境檢測方面的應用——結果和討論

來源：上海謂載瀏覽 938 次發布時間:2021-10-27

三、結果與討論

3.1 毒性試驗的一般結果

7 種表面活性劑和 3 種商品化劑的急性毒性使用 3 種測試生物測量清潔劑： oryzias latipes、daphnia magna 和 podocipida。結果如圖 1 所示。在所有情況下，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 種表面活性劑的毒性值 oryzias latipes 或 daphnia magna 幾乎相等。這表面活性劑可分為三類；低毒組（AES、SOAP 和 AE12），中毒性組（LAS 和 AS) 和高毒組 (AE8 和 LB)。

圖 1 7 種表面活性劑和 3 種洗滌劑的急性毒性適用于 25 ppm 硬度水中的 3 個水生物種。

根據急性毒性數據進行風險評估由 Feijtel 和 Plassche 報告 13)，LAS 的 LC50 到 oryzias latipes 為 5.9-70 mg/L(n=4)，LAS 對水溞的 EC50 漫畫為 0.26-55 mg/L (n=133), AE 的 LC50 (C:12, EO:3-8) 絳蟲的濃度為 2.4-3.5 ppm (n=4)，EC50 AE(C:13-15, EO:3-10) 對大溞為 0.41-4.17 ppm (n=17)。從我們的實驗中獲得的急性毒性數據（LAS 對米食的 LC50：8 mg/L，LAS 的 EC50 到大水蚤：約。 13 mg/L) 與這份報告。另一方面，我們對 AE 的毒性數據 oryzias latipes (AE 的 EC50 到 oryzias latipes: 約 4.8 mg/L) 高于風險評估數據。這種毒性數據的差異應該是由環氧乙烷數量的差異引起的（我們的實驗：8，風險評估：3-8）。因此，我們的毒性數據主要是對應于風險評估數據。

Kikuchi14) 總結了幾種表面活性劑對淡水魚的毒性數據如下： 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 百萬分之一。 Kikuchi 還總結了表面活性劑對淡水無脊椎動物生物的急性毒性數據如下： 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。我們的實驗毒性數據與菊池的數據一致，除了肥皂對大溞的毒性值。 SOAP 對大溞毒性的特殊性將在 3.3 中討論。

液體型洗滌劑 Det-3 的毒性高于粉末型洗滌劑 Det-1 和 Det-2。這一結果可以通過關注洗滌劑的主要成分來解釋。 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，含有主要表面活性劑的商業洗滌劑較高的毒性表現出較高的毒性結果。

3.2 表面張力與毒性的關系

gtox與水生毒性值的關系五種不同的表面活性劑（LAS、AE8、AES、AS 和 SOAP）如圖2所示，稻谷的gtox值接近到大水蚤。 LAS、AE8、AES 的 gtox 值 AS 和 SOAP 分別為 50、50、50、65-70 和 60 mN/m。另一方面，羅漢果的 gtox 值為所有五種表面活性劑均低于 40 mN/m。

圖 2 水生毒性（LC50 或 EC50）和毒性 5 種表面活性劑對 3 種水產品的表面張力 25 ppm 硬度水中的物種。

水稻和大水蚤的gtox值很大因表面活性劑的種類而異。結果，很明顯，一個表面活性劑的急性水生毒性不能簡單地與表面活性劑溶液的表面張力有關，忽略表面活性劑的種類。

3.3 水硬度和水硬度的影響毒性成分

雖然表面張力不是毒性的絕對因素，但可以肯定的是，表面活性劑的急性水生毒性與表面活性劑的界面活性密切相關。有報道指出：水硬度對幾種表面活性劑的水生毒性，以及無機鹽對某些表面活性劑溶液表面張力的影響。然而，沒有進行任何研究把這三個因素聯系起來。因此，我們試圖通過改變水硬度闡明表面活性劑溶液的表面張力與水生毒性之間的關系。

在預測試中，大型水蚤在 4 鹽混合中存活溶液，但不能在 CaCl2?H2O 溶液中存活，也不能蒸餾水。另一方面，羅漢松在所有 3 種水中都能存活。因此，羅漢果被用來檢查水硬度成分對 LAS 和 SOAP 的毒性。如圖 3 所示，CaCl2?H2O 之間沒有觀察到毒性值的差異溶液和四鹽混合溶液。肥皂的毒性隨著水硬度的增加而降低，和 LAS的毒性隨著水硬度的增加而增加。

圖 3 水硬度對急性毒性的影響 LAS 和 SOAP 到 4-鹽混合中的羅漢果水和 CaCl2 水

SOAP 和 LAS 使用 orysias latipes 的毒性測試（圖 4）和 daphnia magna（圖 5）使用 4鹽混合溶液。在這兩個結果中，LAS 的毒性隨著 SOAP 的增加和毒性降低增加水的硬度。

圖 4 水硬度對急性毒性的影響 LAS 和 SOAP 到 4-鹽混合中的 Orysis Latipes 水。

圖 5 水硬度對急性毒性的影響 LAS 和 SOAP 到 Daphnia Magna 的 4 鹽混合水。

3.4 水硬度、表面張力和水體毒性之間的關系

水的硬度與表面張力之間的關系， LAS 的水生毒性如圖 6 所示。硬度增加，界面活性增加，臨界膠束濃度 (cmc) 向左移動（即降低濃度），gcmc 略有下降。 gtox 值是繪制在表面張力曲線上。 gtox 值到oryzias latipes、daphnia magna 和 podocopida 分別約為 55 mN/m、45-50 mN/m 和 35 mN/m。

圖 6 水硬度對表面張力的影響 LAS 和有毒表面張力值的曲線 3 水生物種。

肥皂和礦物成分結合形成不溶性復合物，從而使肥皂的表面張力使用硬水的溶液不穩定。因此，表面反復進行張力測量以獲得圖 7 表面張力曲線當硬度成分存在時，肥皂的表面張力曲線發生變化分四個階段。最初，肥皂的表面張力隨著 SOAP 濃度的增加而略有下降。在第二階段，表面張力值保持持續的。第三階段，表面張力再次隨著 SOAP 濃度的增加而降低，直到 cmc，并在最后階段再次變得恒定。在里面第一階段和第二階段，肥皂渣被觀察到清澈的液體。在第三階段，肥皂渣也被觀察到，但清澈的液體變成了分散的液體。在最后階段，肥皂渣消失并分散液體被觀測到。

圖 7 水硬度對表面張力的影響肥皂曲線。

SOAP 的毒性值繪制在圖 8 中的表面張力曲線上。 oryzias latipes 和 podociida 可以確定為大約 55 分別為 mN/m 和 40-45 mN/m。兩個范圍的gtox 然而，獲得了 daphnia magna 的值：73 mN/m 在水硬度為 5 ppm 和大約 60 mN/m，水硬度為 25-625 ppm。

圖 8 水硬度對表面張力的影響肥皂和有毒表面張力值的曲線到 3 個水生物種。

在 AS 的情況下（圖 9），界面活性增加， cmc 降低，毒性值向左移動（即濃度降低），同時水硬度增加。另一方面，AE8的表面張力曲線幾乎不受水硬度的影響（圖 10）。 gtox 值 AS 和 AE8 的值恒定在 65-70 mN/m 和對于任何水硬度，分別為 55-60 mN/m。如上所述，陰離子表面活性劑的毒性受到影響通過水的硬度。然而，在大多數情況下，gtox 值對每種表面活性劑來說都是恒定的。

圖 9 水硬度對表面張力的影響烷基硫酸鹽和有毒表面張力曲線 Daphnia Magna 的價值。

圖 10 水硬度對表面張力的影響 AE 和有毒表面張力值的曲線水蚤麥格納。

3.5 泥土吸附劑的作用

表面活性劑溶液中吸附劑的存在應該對表面活性劑溶液的體積濃度有影響，因為它們會引起界面活性改變。因此，表面張力之間的關系以泥土為表面活性劑進行毒性試驗吸附劑來闡明吸附劑的存在對 gtox 表面活性劑溶液。曲面之間的關系 LAS、AE8 和 AS 的張力和毒性，存在圖 11、12 和圖 13 所示為泥土。 LAS 和 AE8，表面活性劑的界面活性減少和毒性降低的存在的泥土。然而，LAS 和 AE8 的 gtox 值不會因吸附劑的存在而改變。在AS的情況下，泥土的加入對地表幾乎沒有影響張力值或毒性值。