酚藏花紅褪色光度法測定飲用水中痕量溴酸鹽

葉　青，張小慧

(上饒師范學院，江西 上饒 334001)

目前生產飲用水時常用的消毒方法主要有液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒[1]。臭氧消毒技術因具有效果好、速度快、可以避免氯化消毒產生的余氯及氯代有機物污染等問題而被廣泛采用[2]。然而，臭氧消毒過程中會產生對人體有害的溴酸鹽(BrO3-)。研究表明溴酸鹽能夠致癌、致畸及致DNA損傷，并可導致腎病以及強烈的生殖性毒性。因此溴酸鹽已被國際癌癥研究機構定為2B 級的潛在致癌物。我國新修訂的《飲用天然礦泉水》國家標準規(guī)定溴酸鹽含量必須控制在0.01 mg/L以內[3]，建立靈敏、簡單、準確的分析方法具有重要意義。水中溴酸鹽的檢測方法主要分光光度法[4-6]、離子色譜法[7-9]等。其中分光光度法具有儀器設備簡單、操作簡便及檢測費用低等特點。研究發(fā)現(xiàn)，在鹽酸介質中,溴酸根離子能氧化酚藏花紅褪色，據(jù)此建立了測定飲用水中痕量溴酸根的新方法。

1　材料與方法

1.1　試劑與儀器

0.1% 酚藏花紅; 6mol/L HCl; BrO3-標準溶液的配制: 用分析純KBrO3配成100 mg/L 的貯備液,使用前用蒸餾水稀釋為1mg/L 的工作溶液; 實驗所用試劑為分析純、水為去離子水。

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

1.2　實驗方法

取兩支相同的25mL具塞比色管，各依次加入濃度為6 mol/L 的 HCl 溶液1.0mL，濃度為0.1% 的酚藏花紅溶液0.2 mL，在其中一支比色管中加入一定濃度的BrO3-標準溶液1.0 mL，另一支不加BrO3-用來作試劑空白,然后用蒸餾水將兩支比色管稀釋至刻度，搖勻后在室溫下放置3min，以蒸餾水為參比，使用1cm 比色皿，分別測量530nm處的吸光度。其中含BrO3-溶液的吸光度為A，空白溶液的吸光度為A0，計算ΔA=A0-A。

1.3　試樣預處理

自來水、礦泉水等飲用水中BrO3-的含量很低，測量前需將樣品濃縮。普通的加熱濃縮法耗時較長，本文采用微波加熱濃縮法，將250mL水樣置于600mL的燒杯中，將燒杯放在微波爐中，在中高火火力下設定微波時間為20分鐘，至燒杯內溶液約20mL, 轉入25mL容量瓶定容。

2　結果與討論

2.1　標準曲線的繪制和測定波長的選擇

圖1吸收光譜

1．試劑空白; 2. 0.2μg/mL BrO3-- HCl 體系;3. 0. 5 μg/mL BrO3-- HCl 體系

按照實驗方法, 固定酚藏花紅溶液的濃度，改變BrO3-的濃度，繪制吸收曲線，結果見圖1。由圖1可知，試劑空白溶液和褪色反應后溶液的最大吸收波長都在 530nm 處，并且形狀相同，是單純的褪色反應，因此選用 530nm 為測定波長。準確配制濃度為 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μg / mL的溴酸鹽標準溶液，按1.2的實驗方法在530nm處測量吸光度，繪制標準曲線。其線性回歸方程為：Y = 0.0385X + 0.0145，標準曲線的線性相關系數(shù)為r = 0.9995，線性范圍為0.0～1.0 mg /L。

2.2　酸度的影響

按實驗方法分別考察了 HNO3、H2SO4、HCl、H3PO4等介質對反應的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，采用HCl溶液褪色效果最佳。以 6 mol /L HCl考察其用量在1.0～1.5mL時，△A大且穩(wěn)定。因此本文以 6 mol /L HCl溶液 1.0 mL作為酸化條件。

2.3　酚藏花紅用量的影響

實驗發(fā)現(xiàn), 0.1% 酚藏花紅溶液的用量在0.2～0.4mL 范圍內, △A大且穩(wěn)定。因此本文選擇添加 0.1% 酚藏花紅溶液0.2mL。

2.4　反應時間和反應溫度的選擇

實驗結果顯示，在室溫下褪色反應即可發(fā)生，反應時間2 min以內，△A 趨于穩(wěn)定，且在24h內保持不變。本文選擇在室溫下反應3 min。

2.5　共存離子的影響

按實驗方法，測定10μg/25mL 溴酸鹽，相對誤差小于±5%?？稍试S下列離子共存(以mg計):K+、Na+(80)；Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+、Mn2+、SO42-(40)；Cu2+、Bi3+、Br-、Cl-、I-、SO32-(20)；氧化性離子MnO4-、Cr2O72-等對實驗干擾較大。由于實際樣品中這些離子存在的可能性比較小，因此影響可以忽略不計。

2.6　方法的精密度與檢出限

選擇濃度為0.01 μ g / mL的標準溶液，先經過微波爐濃縮，然后按實驗方法進行11次測量，根據(jù)公式D=3S/K計算出方法檢出限為0.0035mg / L，對濃度為0. 6μg /mL的BrO3-標準溶液按實驗方法重復測定6次，計算其相對標準偏差為3.5%，表明方法精密度較好。

2.7　實際樣品分析及回收率

采用本法對上饒市自來水及從超市購買的4種瓶裝礦泉水共5個樣品進行了測定， 結果見表1。在水樣中添加溴酸鹽標準溶液，加標后再分別用微波爐加熱濃縮，將濃縮后的樣品按實驗方法檢測，計算回收率。結果見表1。

表1　樣品測定結果和回收率(n=6,μg/L)

注：ND為未檢出

3　結論

本文建立一種酚藏花紅分光光度法測定飲用水中溴酸根離子含量的新方法，采用微波加熱方法對樣品進行濃縮處理，檢出限可達到0.0035mg / L，方法滿足飲用水中微量溴酸鹽的測定。該方法操作簡單、靈敏度高、檢測費用低、結果準確可靠。這一新方法的建立對控制水中溴酸鹽含量具有重要意義。

參考文獻：

[1] 路會麗，武彥文，歐陽杰，等.飲用水中溴酸鹽檢測方法的研究進展[J].現(xiàn)代科學儀器，2010, 1 (1): 58 - 61.

[2] 劉劍青，施文健，馮文煊. 維多利亞艷藍BO 光度法測定水中痕量溴酸鹽水資源與水工程學報[J],2013, 24 (1 ):93-95.

[3] GB8537-2008，飲用天然礦泉水標準[S].

[4] Romele L, Achilli M. Spectrophotometric determination of low levels of bromate in drinking water after reaction with fuchsin [J]. Analyst,1998, 123(2): 291-294.

[5] Mitrakas G M. Bromate determination in water using chlorpromazine after correction of chlorinating agents and humic substances interference[J]. J Anal Chem, 2007, 62(11): 1055-1063.

[6] 楊敏，謝靜，楊樹科.微波爐濃縮甲基橙光度法測定飲用水中溴酸鹽的研究[J].分析試驗室，2012，31(3)：55-58.

[7] 史亞利, 蔡亞岐, 劉京生, 等. 大體積直接進樣離子色譜法測定飲用水中痕量溴酸鹽[J]. 分析化學, 2005, 33(8): 1077-1080.

[8] 沈金燦、荊 淼、陳登云.離子色譜-電感耦合等離子體質譜聯(lián)用法測定水中痕量BrO3-及B-[J].分析化學，2005,33(7)：993-995.

[9] 李淑敏，岳銀玲，鄂學禮.飲用水中痕量溴酸鹽的離子色譜測定法[J].環(huán)境與健康雜志,2006,23(1)：66-68.