生活飲用水中溴酸鹽的測定

王楠，羅爽，龐健，侯全會

(南充市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川南充637000)

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生活飲用水中溴酸鹽的測定

王楠，羅爽，龐健，侯全會

(南充市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川南充637000)

溴酸鹽是用臭氧對飲用水進(jìn)行消毒時產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，已被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級潛在致癌物。研究溴酸鹽檢測方法對控制該污染物具有非常重要的作用。采用IonPacAS19 4 mm×250 mm色譜柱，1.0 mmol/LNa2CO3+1.0 mmol/L NaHCO3淋洗液，CDD-10AVP型電導(dǎo)檢測器，外標(biāo)法定量，并采用F檢驗(yàn)法對方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性進(jìn)行評價，結(jié)果顯示方法重復(fù)性和再現(xiàn)性良好，滿足分析樣品要求。經(jīng)測試溴酸鹽在0.1 μg/mL～10.0 μg/mL范圍內(nèi)，線性良好，相關(guān)系數(shù)R=0.9996，平均回收率在96%～100%之間。

離子色譜；生活飲用水；溴酸鹽；回收率

引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮，人們的需求不僅限于溫飽，而是追求綠色健康，特別是對生活飲用水的關(guān)注日顯突出。隨著水處理技術(shù)的發(fā)展，臭氧消毒技術(shù)逐步進(jìn)入公眾視野，被視為目前比較先進(jìn)和安全的飲用水消毒方法，進(jìn)而在飲用水處理中被廣泛應(yīng)用[1-4]。據(jù)報道，該方法逐步被檢測出溴酸鹽，研究表明，溴酸鹽對人類有較強(qiáng)的致癌風(fēng)險。該物質(zhì)是臭氧在消毒過程中與水中的溴化物產(chǎn)生的一類無機(jī)消毒副產(chǎn)物[5-7]，當(dāng)人長期飲用含5.0 μg/L溴酸鹽的水時，其致癌率為10-4；飲用含0.5 μg/L溴酸鹽的水時，其致癌率為10-5，因此，溴酸鹽被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級潛在致癌物[8]。還有研究顯示，溴酸鹽在高劑量時具有遺傳毒性[9]。所以，在《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》中，世界衛(wèi)生組織于1993年將水中溴酸鹽的限值定為0.025 mg/L，并于2004年進(jìn)一步修改為0.01 mg/L。我國現(xiàn)行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》亦規(guī)定溴酸鹽限值為0.01 mg/L[10]。目前，測定水中溴酸鹽含量的方法有離子色譜法[11-12]、紫外分光光度法[13]、ICP-MS法[14]和柱后衍生法[15]等。本實(shí)驗(yàn)建立了一種重復(fù)性、再現(xiàn)性和回收率較好的檢測生活飲用水中溴酸鹽的高效離子色譜法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑和儀器

溴酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品(譜振優(yōu)級純)、乙二胺(分析純)、超純水、氫氧化鉀。

島津CDD-10AVP型離子色譜儀、帶碳酸型抑制器；陰離子抑制器；陰離子色譜柱、保護(hù)柱；超聲波清洗器；振蕩器；離心機(jī)；分析天平；0.22 μm水系樣品過濾器。

1.2樣品處理

1.2.1水樣采集與預(yù)處理

用玻璃瓶或塑料采樣瓶采集水樣，對于用二氧化氯和臭氧消毒的水樣需通入惰性氣體以除去二氧化氯和臭氧等活性氣體(加氯消毒的水樣除外)。

1.2.2樣品的保存

水樣采集后密封，置4℃冰箱保存，需在一周內(nèi)完成分析。采集水樣后加入乙二胺溶液至水樣中濃度為50 mg/L，密封，搖勻可置4℃冰箱保存28天。將水樣經(jīng)0.45 μm的水性樣品濾膜過濾后，直接進(jìn)行色譜分析。

1.3實(shí)驗(yàn)條件

色譜柱[16]：IonPacAS19 4 mm×250 mm；保護(hù)柱：IonPacAG19 4 mm×50 mm；流動相[17]：1.0 mmol/L Na2CO3+1.0 mmol/L NaHCO3；流速：0.7 mL/min；抑制器：帶碳酸型抑制器；檢測器：CDD-10A vp型電導(dǎo)檢測器；檢測池溫度：35℃；進(jìn)樣量：50 μL。

2　結(jié)果與討論

2.1線性范圍

將溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成濃度分別為0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL、5.0 μg/mL、6.0 μg/mL、10.0 μg/mL、50.0 μg/mL、100.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，由低濃度至高濃度測定不同濃度的峰面積。各種濃度的儀器響應(yīng)值見表1，離子色譜特征圖譜如圖1、圖2所示，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示。

表1　不同濃度的溴酸鹽儀器響應(yīng)值

圖1　溴酸根(1.0 μg/mL)離子色譜特征圖譜

圖2　不同濃度的溴酸根離子色譜特征圖譜

圖3　溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線(濃度0～10.0 μg/mL)

由圖3中可知溴酸鉀在0.1 μg/mL～10.0 μg/mL的濃度范圍內(nèi)，線性良好，相關(guān)系數(shù)為0.9995，且檢測靈敏度高，符合檢測要求。

2.2方法準(zhǔn)確度

2.2.1檢出限、定量限

對空白水樣進(jìn)行檢測，儀器無信號響應(yīng)，表明該水樣中不含有溴酸根，故可視空白為0。將已經(jīng)添加2.0 μg/mL的溴酸鉀標(biāo)樣按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行處理提取10份，再利用確定好的分析條件檢測10次，結(jié)果見表2。

表2　樣品中添加2.0 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液后重復(fù)檢驗(yàn)結(jié)果、方差、檢出限及定量限

2.2.2方法重復(fù)性

在樣品中添加6.0 μg/mL的溴酸鉀標(biāo)樣，添加10份，按前述方法處理，然后測定。計算檢測結(jié)果的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。計算結(jié)果見表3。

表3　樣品中添加6.0 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液后重復(fù)檢驗(yàn)結(jié)果及方差

采用F檢驗(yàn)法對樣品中添加2.0 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液和6.0 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液的重復(fù)檢測結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，比較兩種濃度下檢測結(jié)果的一致性。計算出兩種濃度下檢測結(jié)果的重復(fù)性限，并求出平均重復(fù)性限作為方法的重復(fù)性限。結(jié)果見表4。

表4　F檢驗(yàn)結(jié)果和重復(fù)性限

由表4知，在不同濃度下溴酸鉀的檢測結(jié)果重復(fù)性是一致的，方法重復(fù)性滿足要求。方法重復(fù)性限為0.11 μg/mL。

2.2.3方法再現(xiàn)性

由兩名分析人員各自在樣品中添加4.0 μg/mL溴酸鉀標(biāo)樣，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行處理提取10個樣品，再利用確定好的分析條件檢測。分別計算檢測結(jié)果的方差，結(jié)果見表5和表6，并計算兩種樣品濃度比較的F值為1.2385，方法再現(xiàn)性滿足要求。計算得到平均再現(xiàn)性限為0.07 μg/mL。

表5　人員甲的重復(fù)檢驗(yàn)結(jié)果、方差、F檢驗(yàn)結(jié)果及再現(xiàn)性限

表6　人員乙的重復(fù)檢驗(yàn)結(jié)果、方差、F檢驗(yàn)結(jié)果及再現(xiàn)性限

2.2.4回收率

3　結(jié)束語

采用離子色譜方法分析水樣中的溴酸鹽，溴酸鹽濃度在0.1 μg/mL～10.0 μg/mL范圍內(nèi)，線性良好，相關(guān)系數(shù)R=0.9996，平均回收率在96%～100%之間。本方法操作簡單、快速、靈敏度高、重現(xiàn)性好，可以滿足國家檢測要求。

[1] 伊勝楠,史嘉璐.飲用水中溴酸鹽控制方法和去除技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2014,40(1):22-27.

[2] 朱奇.飲用水處理過程中溴酸鹽的生產(chǎn)特性及優(yōu)化控制研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.

[3] 吳悅,吳純德.含溴水臭氧化過程陰離子對溴酸鹽生成的影響[J].環(huán)境科學(xué),2015,36(9):265-266.

[4] 王華然,王尚.臭氧消毒飲水過程中溴酸鹽的生成規(guī)律及控制措施的研究[J].中國消毒學(xué)雜志,2010,27(5):509-514.

[5] 魏建榮,王振剛.飲用水中消毒副產(chǎn)物研究進(jìn)展[J].衛(wèi)生研究,2004,33(1):116.

[6] 應(yīng)波.溴酸鹽怎么進(jìn)了礦泉水[J].抗癌之窗,2009(4):10-11.

[7] 劉潤生,曾燕.飲用水中溴酸鹽的去除技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,33(12):66-70.

[8] 王執(zhí)偉,劉冬梅.溴酸鹽對水生生物的急性毒性效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué),2016,37(2):756-764.

[9] 王文生,陳存坤.臭氧消毒水中溴酸鹽的形成及其控制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2014(24):66-69.

[10] GB 5749-2006,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[11] 何珊麗,梁波.離子色譜測定礦泉水中的溴酸鹽含量的不確定度評定[J].計量與測試技術(shù),2010,37(7):62-63.

[12] 李舒.離子色譜法測定飲用水中亞硝酸鹽和溴酸鹽含量的變化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(30):18637-18639.

[13] 劉貞,崔艷,胡志軍,等.紫外分光光度法測定水中微量溴酸鹽的含量[J].中國無機(jī)分析化學(xué),2012,2(2):14-16.

[14] 趙彤,王麗娜,顧欣榮,等.ICP-MS測定礦泉水中溴酸鹽及質(zhì)量控制[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2010,27(5):1738-1741.

[15] 于曉麗,解增友,唐崇明.柱后衍生離子色譜法測定礦泉水中痕量溴酸鹽[J].食品工業(yè),2012(3):128-129.

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

[17] 黃麗,鄭惠華.離子色譜法測定礦泉水中溴酸鹽[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2005,15(3):327-328.

Measurement of Bromate in Drinking Water

WANG Nan, LUO Shuang, PANG Jian, HOU Quanhui

(Insititute of Product Quality Supervision and Inspection in Nanchong, Nanchong 637000, China)

Bromate is one of the disinfection by-products produced by the ozonation of drinking water, which is considered as a potential 2B-level carcinogen by International Agency for Research on Cancer. Therefore, the research on measurement methods of bromate is much vital to the control of this pollutant in drinking water. This paper aims to establish a method of ion chromatography for measuring bromate in drinking water. During the experiment, the chromatographic column is IonPacAS19(4 mm×250 mm), while the eluate combines Na2CO3(1.0 mol/L) with NaHCO3(1.0 mmol/L). Conductivity detector is CDD-10AVP and is quantified by external standard measurement. Meanwhile, F-Test Method is used to evaluate the gage repeatability and reproducibility, getting a good feedback in both indicators. After testing, the bromate in drinking water is in the range of 0.1 μg / mL～10.0 μg / mL with a good linearity, and the correlation coefficient is 0.9996 with the average recovery rate between 96%～100%.

ion chromatography; drinking water; bromate; recovery rate

2016-02-03

王 楠(1982-)，女，四川南充人，工程師，主要從事現(xiàn)代分析檢測技術(shù)方面的研究，(E-mail)20013940@163.com

1673-1549(2016)02-0005-04

10.11863/j.suse.2016.02.02

R123.1

A