自来水消毒副产物的测定

摘要：本文采用高容量的lonPac AS19阴离子交换色谱柱，通过优化影响分离的各种条件，建立了使用离子色谱分析饮用水中5种消毒副产物（亚氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐、DCAA和TCAA）的方法。此法采用OH-作为淋洗液，背景电导和噪音都很低，灵敏度高，形成干扰的cl-也能通过SPE小柱去除。

关键词：DCAA；TCAA；离子色谱

一、前言

目前世界上用于饮用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。但氯化消毒过程中产生的副产物如亚氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐的生成导致饮用水具有“致畸、致癌、致突变”的风险。鉴于氯化消毒方式在我国的主导地位，开展氯化消毒副产物对健康影响以及对其控制的研究对保障我国民众的安全饮水和身体健康具有重要的理论意义和实际意义。

二、实验环节

1.仪器条件

ICS系列离子色谱带淋洗液发生罐系统；TCC-3000系列柱温箱；分析柱；IonPac as 19+IonPac AG19，4mm；流动相组成：KOH；梯度；0～30min，8mm；30～50min，45mm；35.1～40min，8mm；流速：1ml/min；柱温：26℃；检测方式：抑制型电导检测；进量：500μl。

2.样品处理

取样品，过0.22μm微孔滤膜，待测，如果CT浓度超过20ppm，需过On-Guard Ag及On-Guard Na柱后进样测试。

三、影响因素

1.温度影响

温度是影响离子交换分离的重要因素之一。因地处南方，重点考察了常温下（20～30℃）柱温对待测物分离度的影响。在20℃左右时，高浓度的CI-会覆盖DCAA，影响DCAA测定；而在30℃左右时，NO2色谱峰与DCAA色谱峰靠近，干扰DCAA测定。综合考虑认为，实验适宜在室温23～28℃进行。结果显示，柱温对DACC和TCAA的保留时间影响较大。

2.干扰实验

电导检测器能够测定在水溶液中易成为离子态的所有化合物（PKA或PKB在0～7之间）。饮用水中通常含有高浓度的氯离子、硫酸盐和硝酸盐，而卤代乙酸和含氧卤酸盐含量却很低，所以，高浓度的氯离子、硫酸盐、硝酸盐可能会对低浓度卤代乙酸、含氧卤酸盐的测定产生影响，鉴于此，下面将对其影响进行详细分析研究。

3.氯离子干扰

目前自来水中允许的氯离子最大浓度是250/L，用离子色谱测定DCAA时，高浓度的氯离子色谱峰会覆盖DCAA的色谱峰，导致DCAA的检测不准，甚至测不出来。为了进一步分析，进行了在不同浓度的氯离子下，DCAA（10μg/L）的变化情况实验。发现当Ccl-≤20mg/L时，DCAA的回收率可达到80%以上；当Ccl-=30mg/L时，DCAA含量约下降40%。因此建议当cl-的浓度>20mg/l时，DCAA的测定要除去cl-。运用On-guard Ag柱或On-guard Na柱对cl-（250mg/l）进行除氯，除氯率达99%以上，有利于实际样品的分析。

4.硝酸盐和硫酸盐干扰

TCAA色谱峰在NO3-之后，SO42-之前，高浓度的NO3-和SO42-有干扰TCAA测定可能性。饮用水中硝酸盐根和硫酸根的含量通常为几毫克每升到几千毫克每升。实验发现即使在高浓度的NO3-（60mg/l）和SO42-（250mg/l）存在下，TCAA（10μg/l）回收率也到达96%以上。

5.检出限与线性范围

色谱条件下，对5种消毒副产物进行线性关系和检测限测定。检测限按照S/N=3进行测算，Noise=InS。从线性关系和检测限可以看出，在选定的浓度范围内，线性相关系数达到0.9995以上，3种卤素含氧酸的检测限低于1μg/l，DCAA和TCAA的检测限分别为1.04μg/l和1.53μg/l，可满足饮用水痕量分析的要求。

6.精密度与回收率

取自来水样，采用标准加入法，连续进样7次，测定了5种消毒副产物的平均回收率和精密度。水样经0.22μm的微孔滤膜过滤后直接进样。由于自来水中cl-含量较高，干扰二氯乙酸（DCAA）测定，故用On-Guard Ag及On-Guard Na（Dionex）柱除去cl-，提高二氯乙酸回收率，见表1。除氯后，提高了DCAA的回收率，而对其余4种待测物无影响。

利用上述方法，对自来水进行了分析，采样点为湛江霞山。并进行了加标实验（加标量为ClO2-100μg/l），BrO3-（2μg/l），DCAA（10μg/l），ClO3-（4μg/l），TCAA（10μg/l））。在水样中检出氯酸盐10.5μg/l，其它均未检出。

四、结论

该方法快速简便、分离效果好、灵敏度和准确度高，利用HAAs的阴离子化学特性达到检测目的，避免了HAAs的衍生化，能够满足饮用水五种痕量消毒副产物的测定要求。

参考文献：

[1]GB 5749-2006.生活饮用水卫生标准.

[2]焦忠志；林等.氯胺消毒对消毒副产物的控制研究【J】.哈尔滨工业大学学报.2005，37（11）

[3]高乃云.《饮用水消毒副产物形成与控制研究》.中国建筑工业出版社