| 标题 | 高压离子色谱法快速测定饮用水中三种消毒副产物 |
| 范文 | 厉文辉 高立红 李仁勇 韩春霞 1 引 言 消毒副产物（Disinfection by-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（WHO）和美国环境保护署（EPA）列为潜在的致癌物。美国环境保护署和世界卫生组织规定饮用水中溴酸盐的含量不得超过10 μg/L。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限量为不超过10 μg/L。 目前，传统的离子色谱法通常需要30 min完成饮用水中常见阴离子和亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐的同时分离分析，在大批量样品分析时具有一定的局限性。开发适用于样品高通量快速分析的方法显得尤为重要。 与超高效液相色谱类似，高压离子色谱（HPIC）采用了超高压输液泵和小颗粒色谱柱技术，为高通量样品的快速分析检测奠定了基础。本研究建立了高压离子色谱快速测定饮用水中亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐，以及7种常规阴离子的方法。该方法采用Integrion高压离子色谱系统和AS19-4 μm小颗粒色谱柱，可在12 min内完成三种消毒副产物和常规阴离子的同时分析，大大提高了分析效率。 2 实验部分 Dionex Integrion HPIC 高压离子色谱系统（赛默飞世尔科技（中国）有限公司）。各阴离子单标标准溶液（1000 mg/L）（中国计量科学研究院）; 18.2 MΩ·cm超纯水（Barnstead GenPure Pro超纯水机，赛默飞世尔科技（中国）有限公司） 分析柱： Dionex IonPac AS19（4 μm， 4×150 mm）; 保护柱： Dionex IonPac AG19（4 μm， 4×30 mm）; 柱温： 30℃; 流动相： 在线自动电解产生KOH， 梯度洗脱0～7 min， 8～25 mmol/L; 7～9 min， 25～70 mmol/L; 9～12 min，8 mmol/L; 流速： 1.3 mL/min; 进样量： 200 μL; 抑制器： AERS 500 （4 mm）， 抑制电流226 mA; 检测： 电导检测器。 3 结果与讨论 色谱柱填料粒径对色谱分析具有重要影响，粒径越小，柱效和分辨率越高。AS19色谱柱是测定饮用水中消毒副产物常用的色谱柱，其填料粒径为7.5μm; 而AS19-4 μm色谱柱则将填料粒径进一步减小至4 μm，。常规AS19色谱柱（4×250 mm）测定饮用水中溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐一般需要30 min才能完成一次分析，在分析大量样品时效率较低。 通常可以通过提高流速来缩短分析时间，但提高流速的同时会产生较高的柱压。常规离子色谱仪（带自动淋洗液发生器）最大运行压力为21 MPa，而高压离子色谱仪（带有自动淋洗液发生器）的最大运行压力可达到35 MPa。 4因此，小颗粒色谱柱与高压离子色谱仪结合提供了实现更快分析速度的可能性。本研究采用AS19-4 μm色谱柱（4×150 mm）在1.3 mL/min流速条件下可在12 min內同时完成亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐，以及常规阴离子的分析，分析效率高; 并且AS19-4 μm小颗粒色谱柱具有更高的灵敏度和分辨率。三种消毒副产物和常规阴离子分离色谱图如图1所示。小颗粒色谱柱提供了更高的柱效和更快的分析速度，但同时也会产生较高的柱压。AS19-4 μm色谱柱在流速为1.3 mL/min时，其柱压为25 MPa，而常规离子色谱仪无法实现这一快速分析。 配制系列浓度混合标准溶液，在选定色谱条件下进样分析，以各离子的色谱峰面积（y）对浓度（x，μg/L）做标准曲线。结果显示，溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐均在较宽范围内具有良好的线性关系，相关系数r2大于0.999。检出限（S/N=3）为0.3～0.5 μg/L（表1）。取中等浓度混合标准溶液，重复进样8次，各成分保留时间和峰面积的相对标准偏差（RSDs）小于1.0%，方法重现性好。 取已知含量的自来水水样进行加标回收试验，平行测定5次。结果如表2所示，三种消毒副产物回收率为95.8%～108.4%， RSDs为0.12%～1.02%， 说明此方法具有良好的重现性和较高的准确性。图2为自来水水样和样品加标色谱图。 采用上述方法，对自来水和瓶装水进行了分析。自来水样品中氯酸盐检出含量为53.5 μg/L，溴酸盐和亚氯酸盐未检出，瓶装水样品中三种消毒副产物均未检出。 |
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