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应用离子色谱法 对饮用水中消毒副产物溴酸盐,氯酸盐和亚氯酸盐,DCAA和TCAA进行分析

壹壹仪器 2023-03-15

消毒副产物是指用消毒剂对饮用水消毒时,消毒剂与水中含有的天然有机物反应生成的化合物。随着水处理技术的发展,人们开始进行各类消毒副产物的研究。氯气、漂白粉和臭氧在消毒过程会产生少量对人体有害的副产物,如亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐等,其中溴酸盐是饮用水中臭氧消毒的副产物,即使含量低至1µg/L,仍可致癌,已被世界卫生组织(WHO)和美国EPA列为潜在的致癌物。

消毒副产物是指用消毒剂对饮用水消毒时,消毒剂与水中含有的天然有机物反应生成的化合物。随着水处理技术的发展,人们开始进行各类消毒副产物的研究。氯气、漂白粉和臭氧在消毒过程会产生少量对人体有害的副产物,如亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐等,其中溴酸盐是饮用水中臭氧消毒的副产物,即使含量低至1µg/L,仍可致癌,已被世界卫生组织(WHO)和美国EPA列为潜在的致癌物。美国环境保护署(USEPA)、WHO和我国的最新饮用水法规都规定溴酸盐最高含量不得超过0.01mg/L。

卤代乙酸(一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等9种)是饮用水加氯消毒时的消毒副产物,其含量约占加氯消毒副产物总量的13%左右,其中以二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)含量最高,其致癌风险分别是三氯甲烷的5O倍和100倍。因此,USEPA规定饮用水中检出二氯乙酸,三氯乙酸含量不得超过30 µg/L,而WHO和我国都规定饮用水中两者含量分别不得超过50µg/L和100 µg/L。

1.仪器配置

1700离子色谱仪

1700离子色谱仪

仪器条件

色谱柱:YY1700-7A  淋洗液:KOH  流速:1.0mL/min  检测器:电导检测器   进样体积:50μl    柱温箱:26℃

2.样品前处理

取样品将样品经过0.22 µm微孔滤膜,通过自动进样器直接进样。

实验谱图

实验谱图

3.结果与讨论

标准曲线与检出限

配制一系列标准溶液,然后在上述色谱条件下分析,以峰面积对浓度做回归曲线,得到5种物质的线性范围和相关系数。5种物质0~1000μg/L 范围内都具有良好的线性关系,相关系数都在 0.9990以上。

CIO2-: A=3264+102800C R=0.999660

BrO3- : A=3013+80980C R=0.99937

CIO3-: A=13230+85470C R=0.999614

DCAA: A=6327+50250C R=0.999452

TCAA: A=4740+18132C R=0.999235.

采用低浓度标准溶液多次进样,以3倍信噪比的计算方法得五种消毒副产物的检出限如下:

Cl02-: 2.3 μg/L ; BrO3-: 8.4μg/L ; CIO3-: 4. 1μg/L ; DCAA: 7.3μg/L TCAA:9.4μg/L

4.温度影响

温度是影响离子交换分离的重要因素之一。本实验考察了常温下(20-30℃),柱温对待测物分离度的影响。结果显示,柱温对DACC和TCAA的保留时间影响较大,如图所示。

温度影响

由可见,低温度(如20℃)时,较高浓度的Cl-会覆盖DCAA,影响DCAA测定;而高温(如30℃)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。

5.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。饮用水中硝酸根和硫酸根的含量通常为几个mg/L到几十mg/L。实验发现即使在高浓度的NO3-(60mg/L)和SO42-(250mg/L)存在下,TCAA(10µg/L)回收率也达96%以上。     

6.氯离子干扰

我国自来水中Cl-浓度最大允许值是250mg/L,用离子色谱测定DCAA时,高浓度的Cl-色谱峰会覆盖DCAA的色谱峰,导致DCAA的含量测不准,甚至测不出。本实验考察了不同浓度的Cl-存在下,DCAA(10 µg/L)的变化情况,发现当CCl-≤20 mg/L时,DCAA的回收率可达80%以上;当CCl-=30mg/L,DCAA含量约下降40%。因此,建议当Cl-的浓度大于20mg/L时,DCAA的测定要除去Cl-。

7.结论

本文建立的离子色谱法可同时测定饮用水中CIO2-,BrO3-,CIO3-,DCAA,TCAA等加氯消毒副产物的含量,且具有灵敏、准确、快速的特点,能够满足饮用水中五种消毒副产物的测定要求。