离子色谱法测定饮用水中亚氯酸盐-氯酸盐-溴酸盐-二氯乙酸及三氯乙酸

第32卷第7期2013年7月环境化学ENVIＲONMENTALCHEMISTＲYVol．32，No．7July2013檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶殞殞殞殞离子色谱法测定饮用水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸及三氯乙酸钟新林(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)消毒副产物(Disinfectionby-products，DBPs)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，对水处理中产生的各类消毒副产物的研究也日益关注．氯气、漂白粉和臭氧在消毒过程会产生少量对人体健康不利的副产物，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，已被世界卫生组织和美国EPA列为潜在的致癌物，甚至在含量低至1μg·L－1也有致癌的作用．美国环境保护署(USEPA)和世界卫生组织(WHO)在最新的饮用水法规中规定饮用水中溴酸盐的含量不得超过10μg·L－1．我国最新的饮用水规范中也建议生活饮用水中溴酸盐的最高含量不允许超过10μg·L－1．卤代乙酸(haloaceticacids，HAAs)是饮用水加氯消毒时氯与水中存在的天然有机物反应生成的一类消毒副产物，通常包括一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸、三溴乙酸、溴氯乙酸、一氯二溴乙酸和一溴二氯乙酸等9种．在已知的加氯消毒产生的副产物中，卤代乙酸含量约占总量的13%左右，其中以二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)含量最高，致癌风险大，其致癌风险分别是三氯甲烷的5O倍和100倍．因此，对卤代乙酸的研究引起了极大重视．美国环境保护署(USEPA)规定饮用水中不得检出二氯乙酸，三氯乙酸的含量不得超过30μg·L－1，而世界卫生组织(WHO)则规定饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸的含量分别不得超过50和100μg·L－1．我国最新的饮用水规范中也建议生活饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸的最高含量分别不允许超过50和100μg·L－1．本文采用高容量的IonPacAS19阴离子交换色谱柱，通过优化影响分离的各种条件，建立了直接进样离子色谱分析饮用水中5种消毒副产物(即亚氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐、DCAA和TCAA)的分析方法．方法采用OH－作为淋洗液，背景电导和噪音都很低，因此灵敏度高，形成干扰的Cl－也能通过SPE小柱去除．1实验部分1．1测试条件仪器:ICS系列离子色谱带淋洗液发生罐系统，TCC-3000系列柱温箱．分析柱:IonPacAS19+IonPacAG19，4mm．流动相组成:KOH梯度:0—30min，8mmol·L－1;30—35min，45mmol·L－1;35．1—40min，8mmol·L－1;流速:1mL·min－1;柱温:26℃;检测方式:抑制型电导检测;进样量:500μL1．2样品前处理取样品，过0．22μm微孔滤膜，待测，如果Cl浓度超过20μg·L－1，则过OnGuard-Ag及OnGuard-Na柱后进样测试．2结果与讨论2．1温度影响温度是影响离子交换分离的重要因素．由于待测物性质各异，柱温对其保留时间的影响程度也不一致．考察了常温下(20℃—30℃)，柱温对待测物分离度的影响．实验发现，柱温对DCAA和TCAA的保留时间影响较大．图1为不同温度下DCAA色谱图．由图1可见，低温度(20℃)时，较高浓度的Cl－会覆盖DCAA，影响DCAA测定;而高温(30℃)时，NO－2色谱峰与DCAA色谱峰靠近，干扰DCAA测定．实验温度定为26℃，而实际测试可使用温度为23℃—28℃．2．2干扰实验电导检测器是非选择性检测器，能够测定在水溶液中易成为离子态的所有化合物(pka或pkb在0—7之间)．饮用水中通常含有高浓度的氯离子、硫酸盐和硝酸盐，而卤带乙酸和含氧卤酸盐的含量相比之下却非常低．在这种情况下，高浓度的氯离子、硫酸盐和硝酸盐可能会影响低含量离子的测定．2．2．1氯离子干扰我国自来水中Cl－浓度最大允许值是250mg·L－1，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，DCAA的含量就测不准，甚至测不出来．考察了不同浓度的Cl－存在下，DCAA(10μg·L－1)的变化情况，发现当CCl－≤20mg·L－1时，DCAA的回收率可达80%以上;当CCl－=30mg·L－1，DCAA含量约下降40%．因此，建议当Cl－浓度大于20mg·L－1时，DCAA的测定要除去Cl－．本文还考察了On-GuardAg柱及On-GuardNa柱对Cl－含量为250mg·L－1样品的除氯效果，该柱除氯效率达99%以上，有利于实际样品的分析．见图2．7期钟新林:离子色谱法测定饮用水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸及三氯乙酸1423图1不同温度下DC