饮用水中的消毒副产物

摘要：文章提出了离子色谱法测定水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐的检测方法。水样经0.45um滤膜过滤，滤液进样量为25uL，以AS19为离子交换柱，20mmoL KOH作为淋洗液，流速为1.0mL/min，采用电导检测器进行检测。亚氯酸盐和氯酸盐的质量浓度在0.1～0.8mg/L范围内与其峰面积呈线性关系，溴酸盐质量浓度在0.01～0.1mg/L范围内与其峰面积呈线性关系，检出限为亚氯酸盐0.002 mg/L、氯酸盐0.003 mg/L、溴酸盐0.0006mg/L。以水为基体进行加标回收试验，所得回收率在90.0%～109.6%之间，测定值的精密度RSD（n=6）

关键词：亚氯酸盐；氯酸盐；溴酸盐；离子色谱；饮用水；水质监测

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）04-0075-02

饮用水消毒副产物是指采用消毒对饮用水进行消毒时，由于饮用水中含有的一些有机物，两者反应生成的化合物，如BrO3—、CLO3—等，这些副产物对人体有潜在的致癌作用。《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中已明确规定了这几种副产物的最高允许浓度。目前离子色谱测定水中的卤氧化物主要有3种方法，即直接测定法、柱后衍生法和离子色谱-质谱联用技术。柱后衍生法要使用衍生试剂，而离子色谱-质谱联用技术价格昂贵。本文主要讨论饮用水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、溴离子的直接进样离子色谱分析方法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器：离子色谱（DIOX-2100），色谱柱AS19。

1.1.2 标准物质：亚氯酸盐1000mg/L（inorganicventures）、氯酸盐1000mg/L （inorganicventures）、溴酸盐1000mg/L（中国计量科学院）。

1.1.3 去离子水（电导率

1.2 色谱条件

分离柱为AS19，采用KOH作为淋洗液，浓度为20mmoL，流速为1.0mL/min，进样量为25uL，柱温30℃，电导检测抑制电流50mA，温度35℃。

1.3 样品采集及处理

水样采集后，用0.45um膜过滤后直接进样

分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件选择

2.1.1 淋洗液浓度的优化。在其他条件相同的情况下，仅改变淋洗液的浓度，观察色谱峰分离的情况。KOH浓度提高，CLO3—出峰时间会提前，但会导致BrO3—与CLO2?—的分离度下降，综合考虑分离度与分析时间，最终选择KOH浓度为20mmoL，能较好地分离CLO3—、BrO3—与CLO2?—，同时与水样中F—、CL—、NO3—、SO42—也能较好地分离。

2.1.2 淋洗液流速的优化。在其他条件相同的情况下，仅改变淋洗液的流速，观察色谱峰分离的情况。随着流速的下降，CLO2—、BrO3—与CLO3—?分离度不断提高，但水样的分析时间也不断增加，在保证有较好的分离度的情况下，选择1.0mL的流速较为合适，整个水样分析时间控制在20min左右，如图1所示：

2. CLO2— 3. BrO3— 4. CLO3—?

图1 CLO2—、BrO3—与CLO3—?标准谱图

2.2 校正曲线及检出限

在上述色谱条件下，配置标准使用液系列浓度为CLO2—0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L，BrO3—0.01mg/L、0.02mg/L、0.04mg/L、0.08mg/L、0.10mg/L，CLO3—?0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L的混合标准液，以峰面积对质量浓度进行线性回归，结果如表1所示：

表1 CLO2—、BrO3—与CLO3—的线性相关性

名称 线性回归方程 相关系数R

CLO2?—? Area=0.0692×Amount-0.0042 0.9995

CLO3— Area=0.1223×Amount-0.0075 0.9999

BrO3— Area=0.5698×Amount-0.0098 0.9995

结果表明，各离子校正曲线在试验设计的离子质量浓度范围内，具有良好的线性关系。

2.3 方法检出限

用纯水配置CLO3—0.10mg/L、BrO3—0.01mg/L与CLO2?—?0.10mg/L测定6次，测定其含量，以其标准偏差的3倍所对应的浓度为方法检出限，结果如表2所示：

表2 CLO2—、BrO3—与CLO3—?的方法检出限

名称 1 2 3 4 5 6 方法检出

限mg/L

CLO2?—? 0.1053 0.1100 0.1111 0.1105 0.1105 0.1089 0.0021

BrO3— 0.0106 0.0097 0.0095 0.0111 0.0099 0.0098 0.0006

CLO3?—? 0.1126 0.1143 0.12121 0.1166 0.1203 0.1158 0.0034

2.4 精密度和回收率

用出厂水配置CLO3—0.4mg/L、BrO3—0.05mg/L与CLO2?—?0.4mg/L6次，测定其含量，结果如表3所示：

表3 CLO2—、BrO3—与CLO3—? 精密度及回收率

名称 回收率 RSD（%）

CLO2?—? 93.3～109.6 1.9

BrO3— 95.6～97.2 0.5

CLO3— 90～101.5 2.8

实验结果表明，本法精密度高、准确度好，回收率在90%～109.6%之间。

3 结语

本研究采用离子色谱直接进样，抑制电导离子色谱法测定饮用水中的CLO3—、BrO3—与CLO2?—消毒副产物，方法操作简便、快速准确、重现性好，大幅提高了检测效率，可以满足日常大批量的水质监测要求。

参考文献

[1] 刘勇建，候小平，牟世芬.饮用水消毒副产物研究状况

[J].环境污染治理技术与设备，2001，2（2）：31-40.

[2] 生活饮用水卫生标准（Standards for Dirnking Water Quality）（GB5749—2006） [S]..

[3] 史亚利，蔡亚岐，刘京生，等.大体积直接进样离子色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐 [J].分析化学 ，2005，8（33）：1077-1080.

[4] 梁春穗，钟志雄，姚敬.柱后衍生-离子色谱法测定面粉中痕量溴酸盐的研究 [J].分析测试学报，2006，25（5）：89-92.

作者简介：施学峰，男，常熟中法水务有限公司水质监测中心工程师，研究方向：饮用水安全保障技术和水体有机物检测；倪向群（1969-），女，浙江嵊州人，新昌中法供水有限公司中心化验室工程师，研究方向：饮用水水质保障技术和水处理技术。