離子色譜儀-淋洗液自動發(fā)生測定飲用水中的5種消毒副產(chǎn)物

摘要：建立飲用水中5種消毒副產(chǎn)物(亞氯酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、DCAA和TCAA)及5種陰離子(F-、Cl-、SO42-、Br-、NO3-)的離子色譜-電導(dǎo)檢測方法。使用IC2100離子色譜儀，EG2000淋洗液發(fā)生器，及適合大體積進(jìn)樣的AS2000自動進(jìn)樣器，通過調(diào)整色譜條件，可實(shí)現(xiàn)5種消毒副產(chǎn)物及5種常規(guī)陰離子基線分離，同時測試結(jié)果（線性相關(guān)系數(shù)、精確度、回收率）均理想，滿足國標(biāo)中的檢測要求。

關(guān)鍵詞： 離子色譜；消毒副產(chǎn)物

引言

       飲用水消毒時，消毒劑和飲用水中的一些天然物質(zhì)反應(yīng)生成消毒副產(chǎn)物（Disinfection By-products,DBPs）。研究表明，DBPs可能具有生殖毒性和致癌性【1】，因此已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。美國國家環(huán)境保護(hù)局【2】，世界衛(wèi)生組織的《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》【3】 等都頒布了相關(guān)的飲用水中的DBPs的控制標(biāo)準(zhǔn)，研究表明，由于傳統(tǒng)消毒方式發(fā)生了改變，即使消毒副產(chǎn)物的總量有所下降，但是其中的一些新型消毒副產(chǎn)物，如鹵代乙酸（haloacetic acids，HAAs）等濃度卻顯著增加。我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 氯酸鹽、亞氯酸鹽、溴酸鹽、DCAA和TCAA的測定 離子色譜法》【4】采用離子色譜法對地表水、地下水、生活廢水和工業(yè)廢水中的5種消毒副產(chǎn)物進(jìn)行同時檢測。新頒布的《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》【5】中對某些消毒副產(chǎn)物指標(biāo)濃度限值進(jìn)行了規(guī)定，但是沒有涉及新型消毒副產(chǎn)物。

      本文采用IC2100離子色譜儀、AS2000大體積進(jìn)樣自動進(jìn)樣器及EG2000淋洗液自動發(fā)生器，對飲用水中的五種消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了同時檢測，結(jié)果表明，該方法具有無需進(jìn)行樣品預(yù)濃縮、操作簡便、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地監(jiān)控水中的消毒副產(chǎn)物的變化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

   IC2100離子色譜儀（青島艾力析實(shí)驗(yàn)科技有限公司），AS2000自動進(jìn)樣器（青島艾力析實(shí)驗(yàn)科技有限公司），EG2000 KOH淋洗液發(fā)生器（青島艾力析實(shí)驗(yàn)科技有限公司）。SmartChrom 數(shù)據(jù)處理軟件（青島艾力析實(shí)驗(yàn)科技有限公司）；Ag/Na型預(yù)處理柱（1cc，青島艾力析實(shí)驗(yàn)科技有限公司）。

    溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）、亞氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）、氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）、DCAA標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）、TCAA標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

1.2 色譜條件

  陰離子色譜柱（AS19,4mm）；陰離子自再生抑制器（AERS II，4mm），流速：1mL/min；柱溫：26℃；池溫：35℃；進(jìn)樣量：250 μL；電導(dǎo)檢測，峰面積定量。

 梯度程序如表1：

2 結(jié)果與討論

2.1 定性色譜分離

   從圖1可以看出，通過調(diào)整柱溫及淋洗液梯度程序，飲用水中常規(guī)陰離子與5種消毒副產(chǎn)物可以實(shí)現(xiàn)基線分離。

圖1飲用水中常規(guī)陰離子與5種消毒副產(chǎn)物混合標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

色譜峰mg/L: 1.F-(2.0) 2. ClO2-(0.1) 3.BrO3- (0.1)4.Cl- (5.0)5.DCAA(0.25) 6.NO2-(1.0) 7.ClO3-(0.25) 8.Br-(1.0) 9.NO3- (5.0)10.TCAA (0.5)11.SO42-(10.0)

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

配制5種消毒副產(chǎn)物的系列線性溶液，其中ClO2-(0.01、0.02、0.04、0.1、0.4mg/L),BrO3-(0.01、0.02、0.04、0.1、0.4mg/L),DCAA(0.025、0.05、0.1、0.25、1.0mg/L), ClO3-(0.025、0.05、0.1、0.25、1.0mg/L),TCAA(0.05、0.1、0.2、0.5、2.0mg/L),分別進(jìn)樣，得到對應(yīng)的峰面積，以峰面積對濃度繪制線性標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別得到5種消毒副產(chǎn)物對應(yīng)的線性方程和線性相關(guān)系數(shù)。通過使用高容量的色譜柱及大體積進(jìn)樣，提高檢測的靈敏度，選擇適合的低濃度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)進(jìn)樣10次，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差SD.3倍SD為方法檢出限，10倍SD為定量檢出限。通過表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，線性和檢出限均滿足痕量目標(biāo)污染物的檢測需求。

                         表2 線性曲線和檢出限

2.3 實(shí)際樣品測定、加標(biāo)回收率及精確度試驗(yàn)

采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定了青島市某區(qū)家用自來水水樣加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3.由表3可以看出，5種消毒副產(chǎn)物的實(shí)際水樣品加標(biāo)回收率在95.3~100.1%之間，連續(xù)6次進(jìn)樣，得到相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.6%，符合實(shí)際分析要求。測定過程中，如遇到氯離子濃度過高，干擾溴酸鹽和DCAA的測定時，可過Ag/Na型預(yù)處理柱去除干擾。圖2為生活飲用水實(shí)際水樣加標(biāo)色譜圖。

表3 加標(biāo)回收率及精確度

                                        圖2 實(shí)際水樣加標(biāo)色譜圖

                             色譜峰：1. ClO2- 2. BrO3- 3. DCAA 4.ClO3- 5.TCAA

 3.結(jié)論

      使用IC2100離子色譜儀，采用氫氧化鉀梯度淋洗程序及大體積進(jìn)樣，可實(shí)現(xiàn)生活飲用水中5種消毒副產(chǎn)物的同時檢測，同時實(shí)驗(yàn)表明，常規(guī)陰離子均對5種陰離子產(chǎn)生干擾，且靈敏度、回收率及精確度理想，滿足痕量物質(zhì)的檢測要求。

參考文獻(xiàn)

[1]WHO.Enviromental Health Criteria 216:Disinfectants and Disinfectant By-products[EB/OL].(2004-11-30)[2017-10-26]

[2] EPA.National Primary Drinking Water Regulations[EB/OL](2017-10-26)

[3] WHO.Guidelines for Drinking Water quality [M].Fourth edition.Geneva,World Health Organization.2011:171-174,184-188,482-483.

[4] HJ 1050-2019水質(zhì) 氯酸鹽、亞氯酸鹽、溴酸鹽、DCAA和TCAA的測定 離子色譜法

[5] GB 5749-2022生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)