摘 要:目的:建立飲用水中亞氯酸鹽、氯酸鹽、二氯乙酸及三氯乙酸的離子色譜檢測(cè)方法。方法:水樣經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾,使用DIONEX ICS-900離子色譜儀檢測(cè),6 mmol·L-1 KOH等度洗脫,保留時(shí)間定性,外標(biāo)法定量。結(jié)果:該方法線(xiàn)性關(guān)系良好(r>0.997),精密度高(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<10%),樣品加標(biāo)平均回收率為80.6%~115.3%。結(jié)論:該方法操作快捷、簡(jiǎn)單高效,用OH-作為淋洗液可以降低背景噪音,使得低含量的消毒副產(chǎn)物檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。
關(guān)鍵詞:等度;離子色譜法;飲用水;消毒副產(chǎn)物
Simultaneous Determination of Four Disinfection By-Products in Drinking Water by Plasma Chromatography
LUO Yuqin1, LI Huabing2, MO Qinmei3
(1.Chongzuo Center for Disease Control and Prevention, Chongzuo 532200, China;
2.Chongzuo Institute for Food and Drug Control, Chongzuo 532200, China;
3.Chongzuo Agricultural Comprehensive Testing Center, Chongzuo 532200, China)
Abstract: Objective: To establish ion chromatography method for the detection of chlorite, chlorate, dichloroacetic acid and trichloroacetic acid in drinking water. Method: The water samples were filtered through a 0.22 μm aqueous membrane, and then tested by DIONEX ICS-900 ion chromatograph, 6 mmol·L-1 KOH was eluted isocracies, retention time was qualitative, and external standard method was quantified. Result: The method had a good linear relationship (r> 0.997), high precision (relative standard deviation less than 10%), and the average recovery rate of samples spiked was 80.6% to 115.3%. Conclusion: The method is fast, simple and efficient. At the same time, OH- is used as the eluent, which can reduce the background noise, so that the detection results of low-level disinfection by-products are more accurate and reliable.
Keywords: equivalent; ion chromatography; drinking water; disinfection by-products
目前,生活飲用水處理工藝流程中預(yù)氧化或消毒方式主要是采用二氧化氯與氯混合消毒劑發(fā)生器,該方法產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物主要有亞氯酸鹽、氯酸鹽、三氯甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三鹵甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸。這些消毒副產(chǎn)物會(huì)給人體帶來(lái)一定的危害:亞氯酸鹽能導(dǎo)致溶血性貧血和高鐵血紅蛋白,且有較強(qiáng)的致突變性,國(guó)家癌癥研究所將亞氯酸鹽列為易見(jiàn)致癌物;氯酸鹽為中等毒性化合物[1];二氯乙酸(Dichloroacetic Acid,DCAA)和三氯乙酸(Trichloroacetic Acid,TCAA)會(huì)對(duì)肝、腎、脾和生殖發(fā)育產(chǎn)生影響,致癌風(fēng)險(xiǎn)大[2]。最新實(shí)施的飲用水規(guī)范《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2022)[3]中規(guī)定,亞氯酸鹽(ClO2-)、氯酸鹽(ClO3-)、二氯乙酸、三氯乙酸的限量分別為0.7 mg·L-1、0.7 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.1 mg·L-1。以上化合物具有毒性較大、標(biāo)準(zhǔn)限量低的特點(diǎn),因此選擇合適的檢測(cè)方法尤為重要。相比高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法與氣相色譜法,離子色譜法分析二氯乙酸、三氯乙酸無(wú)須衍生化,直接進(jìn)樣即可,方便、快捷、高效,因此本文擬開(kāi)發(fā)可同時(shí)檢測(cè)飲用水中亞氯酸鹽、氯酸鹽、二氯乙酸、三氯乙酸含量的離子色譜法。
1 材料與方法
1.1 儀器
Thermo Scientific DIONEX ICS-900離子色譜儀,配電導(dǎo)檢測(cè)器、AS-DV自動(dòng)進(jìn)樣器、EG淋洗液發(fā)生器、ASRS 300抑制器(4 mm)、IonPac AS19色譜柱(250 mm×4 mm,7.5 μm)、IonPac AG19保護(hù)柱(50 mm×4 mm,11 μm)。
1.2 試劑
標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì):亞氯酸鹽(BW2012-1000-W)、二氯乙酸(BW900411-1000-L)、三氯乙酸(BW900421-1000-L)和氯酸根(GBW08685),質(zhì)量濃度均為1 000 μg·mL-1。所用水為超純水(18.2 ΜΩ·cm)。
1.3 儀器工作條件
淋洗液:6 mmol·L-1 KOH等度洗脫;流速:1.0 mL·min-1;進(jìn)樣體積:500 μL;柱溫:25 ℃。樣品和標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾后,注入離子色譜進(jìn)樣系統(tǒng),記錄峰面積。
1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
(1)亞氯酸鹽(25.0 μg·mL-1)、氯酸根(25.0 μg·mL-1)、二氯乙酸(10.0 μg·mL-1)、三氯乙酸(10.0 μg·mL-1)混合標(biāo)準(zhǔn)中間液。取亞氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液2.50 mL、氯酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液2.50 mL、二氯乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL和三氯乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL混合,超純水定容至100 mL。
(2)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。吸取混合標(biāo)準(zhǔn)中間液
0 mL、0.05 mL、0.10 mL、0.25 mL、0.75 mL和1.00 mL分別置于50 mL容量瓶中,加超純水至刻度,混勻,得系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。亞氯酸鹽和氯酸根對(duì)應(yīng)濃度分別為0 μg·L-1、25.0 μg·L-1、50.0 μg·L-1、125.0 μg·L-1、375.0 μg·L-1和500.0 μg·L-1,二氯乙酸和三氯乙酸對(duì)應(yīng)濃度分別為0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1、50.0 μg·L-1、150.0 μg·L-1和200.0 μg·L-1。
2 結(jié)果與分析
2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)、檢出限和定量限
在選定色譜條件下,對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行分析(各組分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分離效果見(jiàn)圖1),以目標(biāo)物的峰面積為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度為橫坐標(biāo),建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),得出相應(yīng)的線(xiàn)性方程和相關(guān)系數(shù);分別以3倍信噪比和10倍信噪比所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)物濃度為儀器檢出限和定量限,所得結(jié)果見(jiàn)表1。
2.2 精密度試驗(yàn)
配制3個(gè)不同濃度的亞氯酸鹽、氯酸鹽、二氯乙酸和三氯乙酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別連續(xù)進(jìn)樣6次并進(jìn)行分析,計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可知,低濃度條件下方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較大(1.20%~5.83%),中、高濃度時(shí)方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較?。ň?.5%)。
2.3 準(zhǔn)確度試驗(yàn)
選取100 mL自來(lái)水作為本底,分別加入3個(gè)質(zhì)量濃度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。如表3所示,亞氯酸鹽的回收率在92.3%~96.9%,氯酸鹽的回收率在94.7%~100.4%,二氯乙酸的回收率在80.6%~96.5%,三氯乙酸的回收率在110.2%~115.3%。
2.4 干擾及消除
飲用水中通常含有高濃度的Cl-和SO42-以及NO3-,而DCAA和TCAA的含量相比之下低很多,高濃度的Cl-、SO42-和NO3-可能會(huì)影響低含量離子的測(cè)定。Ba柱能夠降低SO42-對(duì)TCAA的干擾,Ag柱能除去高濃度的氯離子,從而降低Cl-對(duì)DCAA的干擾[4];H柱能夠降低堿土金屬的影響[5]。如果需要同時(shí)測(cè)定亞氯酸鹽,H柱會(huì)將亞氯酸鹽氧化成氯離子,應(yīng)將H柱換成Na柱進(jìn)行前處理。由于本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的自來(lái)水中Cl-濃度小于10 mg·L-1,SO42-濃度小于20 mg·L-1,NO3-濃度小于5 mg·L-1,對(duì)DCAA和TCAA檢測(cè)值影響不大[6],所以未使用Ba/Ag/Na柱過(guò)濾。
2.5 實(shí)際樣品測(cè)定
在選定方法條件下,分別測(cè)定城市生活飲用水和農(nóng)村生活飲用水中4種消毒副產(chǎn)物含量,見(jiàn)表4。從檢測(cè)結(jié)果可以看出實(shí)際水樣中只檢出亞氯酸鹽和氯酸鹽,其他項(xiàng)目均未檢出,且檢出項(xiàng)目均未超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2022)限量。
3 結(jié)論
通過(guò)對(duì)影響離子色譜效果的各種因素的進(jìn)一步優(yōu)化,用等度離子色譜法-氫氧根系統(tǒng)淋洗液法同時(shí)測(cè)定飲用水中4種消毒副產(chǎn)物,該方法前處理簡(jiǎn)單、方便、快捷,線(xiàn)性關(guān)系好,靈敏度高,適用于大批量城市生活飲用水和農(nóng)村生活飲用水的測(cè)定。
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