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飲用水中七種常規(guī)陰離子及部分消毒副產物的檢測

[2012/12/28]

　　陰離子是指原子由于外界作用得到一個或幾個電子，使其最外層電子數達到穩(wěn)定結構。原子半徑越小的原子其得失電子能力越強，金屬性也就越弱。

　　生活飲用水是人類生存不可缺少的要素，城市居民的生活飲用水是由自來水公司集中供給的。為確保向居民供給安全和衛(wèi)生的飲用水，我國衛(wèi)生部頒布了《生活飲用水衛(wèi)生標準》，它是關于生活飲用水安全和衛(wèi)生的技術法規(guī)，主要基于三個方面來保障飲用水的安全和衛(wèi)生，即確保飲用水感官性狀良好;防止介水傳染病的暴發(fā);防止急性和慢性中毒以及其他健康危害。

　　據國外的調查，在飲用水中已鑒定出數百種化學物質，其中有一些是飲用水消毒副產物。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》中，就有針對消毒副產物的測定，包括溴酸鹽，亞氯酸鹽等。此外還有氟化物、氯化物、硝酸根、硫酸根這些常見陰離子以及鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子等陽離子的測定方法。這些物質的限值大多是依據毒理學研究和人群流行病學調查所獲得的資料而制定的！渡铒嬘盟l(wèi)生標準》(簡稱為《標準》，下同)和《生活飲用水標準檢驗方法》(簡稱為《檢驗方法》，下同)一書已于近期出版，后者將從2007年7月1日正式開始實施。離子色譜技術自1975年被美國H.Small先生提出后，在三十余年的發(fā)展歷程中，已經成為了水質檢測中不可或缺的分析手段之一！稒z驗方法》中也將離子色譜法作為了一種重要檢測手段。其中涉及離子色譜的標準方法包括： GB/T 5750.6 2006陽離子的檢測，188-190頁，離子色譜技術測定生活飲用水以及水源水中的鈉離子、鉀離子、鋰離子、鈣離子以及鎂離子; GB/T 5750.5 2006陰離子的檢測，70-72頁，離子色譜技術測定生活飲用水以及水源水中的氟化物、氯化物、硝酸根離子以及硫酸根離子的含量; GB/T 5750.10亞氯酸鹽的檢測，405-440頁，離子色譜技術測定生活飲用水以及水源水中的亞氯酸鹽、氯酸鹽以及溴離子;GB/T 5750.10溴酸鹽的檢測，411-415頁，離子色譜法測定生活飲用水以及水源水中的溴酸鹽。

　　我們采用皖儀離子色譜儀根據標準中的檢驗方法，對飲用水中的陰陽離子進行了測定。

　　1.. 飲用水中的常見陰離子

　　1.1. 《標準》有關飲用水中陰離子的規(guī)定《標準》對飲用水中的一些常見陰離子濃度進行了相應規(guī)定，其中針對這些陰離子的最大允許濃度如表-1所示。

　　1.2 《標準檢驗方法》有關飲用水中常見陰離子的測定方法 GB/T 5750.5 2006 飲用水中無機非金屬(陰離子)指標的檢測(節(jié)選)范圍：標準規(guī)定了用離子色譜分析法測定生活飲用水及其水源水中氟化物、氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽的含量。適用于生活飲用水及水源水中這些可溶性常見陰離子的測定。

　　原理：水樣中待測離子隨碳酸鹽、重碳酸鹽淋洗液進入離子交換柱系統(由保護柱和分離柱組成)，根據分離柱對各陰離子的不同親合度進行分離，已分離的陰離子流經陽離子交換柱或者抑制器系統轉換成高電導度的強酸，淋洗液則轉變成為弱電導度的碳酸。由電導檢測器測量各陰離子組分的電導率，以相對保留時間和峰高或者峰面積定性和定量。

　　分析儀器：離子色譜儀：包括進樣系統，分離柱以及保護柱，抑制器。

　　1.3 GB/T 5750.5 2006中陰離子的檢測，針對的是生活飲用水以及水源水中的氟化物、氯化物、硝酸根離子以及硫酸根離子含量的測定。采用色譜柱可以實現7種常規(guī)陰離子的分離檢測，見圖2-1。

　　此外GB/T 5750.0 2006中還要求對飲用水中的溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽和溴離子進行檢測。采用色譜柱不但可以實現7種常規(guī)陰離子的分離，還能同時檢測飲用水中的溴酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽，見圖2-2，從色譜圖中可以看出飲用水中的消毒副產物與常規(guī)陰離子在此色譜條件下實現了基線分離。

　　2. 飲用水中的亞氯酸鹽和氯酸鹽2.1.飲用水中亞氯酸鹽及氯酸鹽的來源、危害及有關規(guī)定公共水供應系統處理飲用水時要加入消毒劑以保護人體健康，并改善飲用水的氣味和口感，F在常用的是二氧化氯、臭氧、氯以及氯胺這4種消毒方式。二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，它對水中的微生物，包括病毒，芽子包，配水管網中的異養(yǎng)菌，還原菌以及真菌等均有很高的殺滅作用。Akin和Hoff等人對臭氧、二氧化氯、氯以及氯胺這4種消毒劑進行比較，消毒效率：臭氧>二氧化氯>氯>氯胺;穩(wěn)定性：氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。綜合以上兩個方面的因素以及我國的國情來看，二氧化氯消毒具有比較好的效果以及廣闊的前途，現在我國很多都是使用二氧化氯消毒。

　　但是用二氧化氯消毒會產生消毒副產物氯酸鹽和亞氯酸鹽，產生的這兩種消毒副產物存在某些毒性問題。這兩種化合物在動物體內產生過氧化氫，把血紅元氧化成沒有顏色的正鐵血紅元，造成溶血性的貧血等疾病。因為如此，美國現行EPA中規(guī)定亞氯酸鹽、氯酸鹽總量最大允許濃度為1000µg/L，2004年公布的WHO《飲用水水質準則》(第三版)中將亞氯酸鹽的指標規(guī)定為0.7mg/L。

　　2.2 離子色譜推薦飲用水中亞氯酸鹽和氯酸鹽的檢測方法 儀器：離子色譜 檢測方式：抑制電導檢測 色譜柱：色譜柱 淋洗液：碳酸鈉淋洗液 流速:0.8ml/min 柱溫:50℃ 抑制電流：40mA 可見圖2-2飲用水中七種常規(guī)陰離子與部分消毒副產物的分離色譜圖。

　　3 飲用水中的溴酸鹽3.1飲用水中溴酸鹽的來源、危害及有關規(guī)定 我國的自來水等城鎮(zhèn)供水的消毒方式主要以二氧化氯消毒為主，但是瓶裝水的消毒則有部分采用臭氧消毒。溴酸鹽是用臭氧對飲用水進行消毒時產生的一種消毒副產物。研究表明，當人們終生飲用含溴酸鹽為5.0µg/L或0.5µg/L的飲用水時，其致癌率分別為10-4和10-5。臭氧對溴氧化生成溴酸鹽的過程如下： 由于溴酸鹽的致癌作用，各國政府和國際組織對溴酸鹽的毒性給予了極大關注，對飲用水中的溴酸鹽進行了大規(guī)模的研究，并且制定了飲用水中溴酸鹽的最大容許濃度。美國國家環(huán)境保護局(EPA)在第一階段飲用水控制法案中規(guī)定飲用水中BrO3-的最大容許濃度為10µg/L;世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定為25µg/L。我國規(guī)定的溴酸鹽的最高允許濃度為10µg/L，這個規(guī)定從2005年6月1日已經開始實施。此外，GB/T 8538-2008飲用天然礦泉水中溴酸鹽檢測的標準方法為離子色譜法。

　　3.2 離子色譜儀推薦飲用水及瓶裝礦泉水中溴酸鹽的檢測方法 儀器：離子色譜儀 檢測方式：抑制電導檢測 色譜柱：色譜柱 淋洗液：碳酸鈉淋洗液 流速:0.8ml/min 柱溫:50℃ 抑制電流：40mA