林智豪 歐英華 郭瑩
摘 要:利用離子色譜分析儀對二氯乙酸與三氯乙酸進行系統(tǒng)性的分析,建立同時測定水中二氯乙酸與三氯乙酸含量的方法,避免繁瑣的前處理操作步驟,有利于減少操作過程中的損失,提高靈敏度,避免衍生試劑的污染危害。試驗結(jié)果表明:在本文條件下,二氯乙酸與三氯乙酸標準曲線線性良好,相關(guān)系數(shù)r>0.9993,相對標準偏差(RSD,n=6)為2.89~4.81%,平均回收率(n=6)為93.4~106%,適合飲用水和地表水中低含量的二氯乙酸與三氯乙酸測定。
關(guān)鍵詞:離子色譜;二氯乙酸(DCAA);三氯乙酸(TCAA);飲用水
目前國內(nèi)生活飲用水消毒中,主流是采用氯消毒,氯消毒已有近百年的歷史。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們逐漸意識到氯消毒所帶來的健康危害,氯與水中有機物反應(yīng)生成的很多消毒副產(chǎn)物(DBPs)或多或少對人體造成直接或間接的傷害。國內(nèi)外的研究結(jié)果表明消毒副產(chǎn)物會使飲用水的致癌風(fēng)險明顯增加,而且鹵代乙酸(HAAs)的致癌風(fēng)險[1-2]遠遠大于其他消毒副產(chǎn)物的總和。鹵代乙酸中以二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)含量最大,致癌風(fēng)險分別是三氯甲烷的50倍和100倍,已被美國環(huán)境保護署(USEPA)定義為人類潛在的致癌物,并對其含量有明確規(guī)定。我國頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB/T 5749-2006)[3]也規(guī)定了二氯乙酸和三氯乙酸的限值,分別為0.05mg·L-1和0.1 mg·L-1,因此測定生活飲用水中二氯乙酸和三氯乙酸具有十分重要的意義。
現(xiàn)行二氯乙酸和三氯乙酸的檢測方法,《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T5750-2006)[4]采用氣相色譜法(GC),其余方法還有氣相色譜質(zhì)譜法(GC-MS)、高效液相色譜法(HPLC)、高效毛細管電泳法(CE)。但由于水樣需要較長時間的萃取、濃縮和衍生等前處理,步驟復(fù)雜,重現(xiàn)性差,且萃取試劑和衍生試劑大部分對環(huán)境和人體健康有害,因而使用不廣泛。本試驗采用離子色譜法測定飲用水中二氯乙酸與三氯乙酸含量,無需進行樣品前處理,直接進樣,具有操作方便、靈明度高、環(huán)保等優(yōu)點。
1實驗部分
1.1儀器和試劑
Metrohm 861 Advanced Compact IC離子色譜儀(瑞士萬通),Millipore超純水系統(tǒng),氯化物、氟化物、硝酸鹽、溴化物、硫酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽標準溶液(l000 mg·L-1,采購自國家標準物質(zhì)研究中心)。二氯乙酸、三氯乙酸(100 mg·L-1,采購自德國DR.E廠家),其余試劑均為優(yōu)級純,所用溶液均為電阻率18.3MΩ·cm的超純水配制。
1.2色譜條件
色譜柱:Metrosep A Supp7-250/4.0陰離子分離柱,淋洗液為3.6 mmol·L-1Na2CO3溶液,經(jīng)0.22μm膜過濾,流速0.8mL·min,進樣體積為50μL,分離柱的溫度為45℃,以峰面積定量。
1.3樣品處理
水樣經(jīng)采集后立即置于聚乙烯瓶中,并在4℃下封閉避光保存,水樣經(jīng)過0.45μm膜過濾后可直接進樣測定。
2結(jié)果與討論
2.1色譜柱的選擇
在日常檢測當中,水中所含陰離子種類多而復(fù)雜,含量也參差不齊,為了使二氯乙酸與三氯乙酸能與水中其余陰離子有效分離,本試驗選擇METROSEP A Supp 7-250 作為分離柱,具有較高的柱容量和較好分離效率。
2.2 淋洗液的選擇
淋洗液通常都是電解質(zhì),在陰離子分析中主要為弱酸鹽。選擇淋洗液是離子色譜分析中的一個重要步驟,直接影響到各離子間分離度的大小,由于三氯乙酸是強保留物質(zhì),必須用對固定相親和力更強的淋洗液才能洗脫下來。通過對不同濃度的Na2CO3溶液考察,發(fā)現(xiàn)較低濃度Na2CO3溶液雖然也能夠把三氯乙酸洗脫下來,但洗脫所用時間太長,而且也容易造成了三氯乙酸的峰形嚴重拖尾變形;濃度太大的Na2CO3溶液導(dǎo)致基線噪音增大,壓力增加明顯,且弱保留陰離子之間分離效果變差,使得二氯乙酸與硫酸根不能完全分離。通過試驗決定選擇3.6 mmol·L-1碳酸鈉淋洗液,各離子之間分離效果良好。
2.3 干擾試驗
飲用水中通常含有較高含量的氯離子、硝酸鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽等,而二氯乙酸和三氯乙酸的含量則非常低,因此在檢測過程中高濃度的氯離子、硝酸鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽等有可能對低濃度的二氯乙酸和三氯乙酸造成干擾,因此做了干擾試驗。如圖1所示,在柱溫控制在45℃的條件下各離子能達到有效的分離。
2.4 線性范圍、檢出限與測定下限
在既定的色譜條件下,對二氯乙酸與三氯乙酸進行線性回歸分析和檢出限測定,其相關(guān)系數(shù)r達到0.9994及以上,結(jié)果見表1。從表1可以看出,被測物的檢出限均為μg·L-1級,可滿足飲用水痕量測定的要求。
方法檢出限MDL計算公式:
其中:“t”表示研究值的99%可信度和采用n-1自由度的估計的標準偏差,6次重復(fù)測量時t=3.143;“S”表示重復(fù)測定6次的標準偏差。以4倍檢出限作為測定下限。
2.5 回收率與精密度
在純水空白樣中分別加入二氯乙酸和三氯乙酸的低、中、高濃度的混合標樣進行測定,連續(xù)進樣6次,得到的回收率和相對標準偏差見表2。由表2可以看出數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好,各物質(zhì)的相對標準偏差控制在10%以內(nèi)。加標回收率在93.4%~106.0%,準確度好,能滿足飲用水測定的要求。
3結(jié)論
建立了采用離子色譜法同時測定飲用水中二氯乙酸、三氯乙酸的方法。利用水溶性強的特性,可避免衍生化等繁瑣步驟,前處理快速簡便、分離效果好、干擾少、靈敏度和準確度高,可滿足飲用水中低含量二氯乙酸、三氯乙酸的測定要求,是對國家標準檢測方法的一個很好補充。
參考文獻:
[1]張曉健,李爽.消毒副產(chǎn)物總致癌風(fēng)險的首要指標參數(shù)-鹵乙酸[J].給水排水,2000,26(8):1-6.
[2]孫迎雪,黃建軍,顧平.固相萃取-離子色譜法測定飲用水中的痕量鹵代乙酸[J].色譜,2006,24(3):298-301.
[3]GB 5749-2006,生活飲用水衛(wèi)生標準[S].北京:中國標準出版社,2006.
[4]GB/T 5750-2006,生活飲用水標準檢驗方法[S].北京:中國標準出版社,2006.
(作者單位:廣東省中山市小欖水質(zhì)檢測有限公司)