離子色譜儀-淋洗液自動發生測定飲用水中的5種消毒副產物

摘要：建立飲用水中5種消毒副產物(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-電導檢測方法。使用IC2100離子色譜儀，EG2000淋洗液發生器，及適合大體積進樣的AS2000自動進樣器，通過調整色譜條件，可實現5種消毒副產物及5種常規陰離子基線分離，同時測試結果（線性相關系數、精確度、回收率）均理想，滿足國標中的檢測要求。

關鍵詞： 離子色譜；消毒副產物

引言

       飲用水消毒時，消毒劑和飲用水中的一些天然物質反應生成消毒副產物（Disinfection By-products,DBPs）。研究表明，DBPs可能具有生殖毒性和致癌性【1】，因此已經引起了人們的廣泛關注。美國國家環境保護局【2】，世界衛生組織的《飲用水水質準則》【3】 等都頒布了相關的飲用水中的DBPs的控制標準，研究表明，由于傳統消毒方式發生了改變，即使消毒副產物的總量有所下降，但是其中的一些新型消毒副產物，如鹵代乙酸（haloacetic acids，HAAs）等濃度卻顯著增加。我國環境標準《水質 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、生活廢水和工業廢水中的5種消毒副產物進行同時檢測。新頒布的《生活飲用水標準》【5】中對某些消毒副產物指標濃度限值進行了規定，但是沒有涉及新型消毒副產物。

      本文采用IC2100離子色譜儀、AS2000大體積進樣自動進樣器及EG2000淋洗液自動發生器，對飲用水中的五種消毒副產物進行了同時檢測，結果表明，該方法具有無需進行樣品預濃縮、操作簡便、靈敏度高等優點，可以有效地監控水中的消毒副產物的變化。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

   IC2100離子色譜儀（青島艾力析實驗科技有限公司），AS2000自動進樣器（青島艾力析實驗科技有限公司），EG2000 KOH淋洗液發生器（青島艾力析實驗科技有限公司）。SmartChrom 數據處理軟件（青島艾力析實驗科技有限公司）；Ag/Na型預處理柱（1cc，青島艾力析實驗科技有限公司）。

    溴酸鹽標準溶液（1000mg/L,國家標準物質中心）、亞氯酸鹽標準溶液（1000mg/L,國家標準物質中心）、氯酸鹽標準溶液（1000mg/L,國家標準物質中心）、DCAA標準溶液（1000mg/L,國家標準物質中心）、TCAA標準溶液（1000mg/L,國家標準物質中心）。

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℃；進樣量：250 μL；電導檢測，峰面積定量。

 梯度程序如表1：

2 結果與討論

2.1 定性色譜分離

   從圖1可以看出，通過調整柱溫及淋洗液梯度程序，飲用水中常規陰離子與5種消毒副產物可以實現基線分離。

圖1飲用水中常規陰離子與5種消毒副產物混合標準色譜圖

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 標準曲線和檢出限

配制5種消毒副產物的系列線性溶液，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),分別進樣，得到對應的峰面積，以峰面積對濃度繪制線性標準曲線，分別得到5種消毒副產物對應的線性方程和線性相關系數。通過使用高容量的色譜柱及大體積進樣，提高檢測的靈敏度，選擇適合的低濃度混合標準溶液重復進樣10次，計算出標準偏差SD.3倍SD為方法檢出限，10倍SD為定量檢出限。通過表2中的實驗數據可以看出，線性和檢出限均滿足痕量目標污染物的檢測需求。

                         表2 線性曲線和檢出限

2.3 實際樣品測定、加標回收率及精確度試驗

采用標準加入法測定了青島市某區家用自來水水樣加標回收率，結果見表3.由表3可以看出，5種消毒副產物的實際水樣品加標回收率在95.3~100.1%之間，連續6次進樣，得到相對標準偏差小于3.6%，符合實際分析要求。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型預處理柱去除干擾。圖2為生活飲用水實際水樣加標色譜圖。

表3 加標回收率及精確度

                                        圖2 實際水樣加標色譜圖

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

 3.結論

      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樣，可實現生活飲用水中5種消毒副產物的同時檢測，同時實驗表明，常規陰離子均對5種陰離子產生干擾，且靈敏度、回收率及精確度理想，滿足痕量物質的檢測要求。

參考文獻

[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 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生活飲用水衛生標準