饮用水中氯代丙酮类消毒副产物的分析方法研究

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1、饮用水中氯代丙酮类消毒副产物的分析方法研究高乃云，楚文海（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,环境科学与工程学院,上海200092)1前言三卤甲烷（trihalomethanes，THMs）是最早被发现，且具有致癌、致畸和致突变作用的饮用水消毒副产物（disinfectionby-products,DBPs）[1,2]。早在70年代，美国国家癌症协会研究发现，THMs对动物具有致癌作用[3]。加之近年来水源水污染的加剧[4]，导致给水厂常规氯化消毒后的饮用水中THMs含量大大提高，严重影

2、响着人们的饮水健康。因此，对THMs形成机理的研究引起了广泛关注。氯代丙酮（CAces）是THMs形成过程中的重要中间产物[5]，如图1所示，1,1,1-三氯丙酮（TCAce）发生碱催化水解生成THMs(CHCl3)。同时，1,1-二氯丙酮（DCAce）和TCAce本身也作为DBPs，广泛存在于饮用水中，早有研究发现，DCAce和TCAce的细胞毒性和基因遗传毒性较强，具有致癌、致畸和致突变作用，破坏DNA和染色体[5,6]。为加强对饮用水中THMs等消毒副产物的控制，许多国家在新制定的饮用水标

3、准和规范中，设立了针对THMs、卤乙酸、氯乙醛和氯酚等DBPs更加严格的浓度限值[7,8]，从而迫使水厂改变原有消毒工艺，而由氯胺，臭氧等消毒工艺取而代之[9]。然而研究发现，氯胺消毒和预臭氧等工艺可以降低THMs的生成量，但可能导致饮用水中CAces等DBPs含量的增加。因此，为了更好的研究THMs生成机制和调查CAces等有毒DBPs在饮用水中的含量，需要建立一种较为便捷的DCAce和TCAce分析方法。目前国内外还没有统一的CAces检测分析方法，相对成熟的方法是采用气相色谱/电子捕获检测

4、器(GC/ECD)对CAces进行测定，检测线在1.0μg/L以下[10]，然而，在研究DBPs生成机理和控制方法的过程中常需要进行同位素标定和产物分析，因而本文采用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)来研究适合于饮用水中CAces的分析方法。2实验部分2.1仪器与试剂气相色谱-质谱联用仪：日本ShimazuGC/MS-QP2010S，毛细管柱(型号：RTX-5MS，柱长30m，内径0.25mm，膜后0.25μm)自动进样器：AOC-20i。试管振荡器：德国IKAlabdancer。DCAce和T

5、CAce混合标准品（纯度>98%）：Supelco公司产品。甲基叔丁基醚（MTBE，色谱纯）和乙酸乙酯（ETAC，色谱纯)：美国FisherChemicals公司产品。抗坏血酸、冰醋酸、亚硫酸钠和硫代硫酸钠(分析纯)：国药集团化学试剂有限公司产品。超纯水：由Millipore超纯水机制备电阻率，18MΩ·cm。2.2气相色谱-质谱条件载气：高纯氦气；载气流量控制方式：压力控制；柱头压：65.7kPa；进样量：3.0μL；进样方式：无分流进样；数据采集、分析：GCMSsolution软件工作站。进

6、样口温度：110℃；质谱检测器温度：250℃；离子源：电子轰击离子源(EI)；电子能量：70eV；扫描质量范围m/z：30～300；检测模式：选择离子检测(SIM)。溶剂延迟4.50min。升温程序：初始温度为30℃，保持10.00min，再以7.00℃/min的速率升温至72.00℃；DCAcAm出峰时间：5.90min；TCAcAm出峰时间：12.28min。2.3CAces溶液的配制　混合标准液：取2000mg/L的DCAce和TCAce混合标准品溶液适量，置于棕色容量瓶中，用MTBE配制

7、成质量浓度为10mg/L的混合标准液。　校正标准液：用MTBE稀释混合标准液，配制成6个质量浓度水平(20，60，80，100，150，200μg/L)的校正标准液，用于制作标准工作曲线。2.3　分析方法类似于EPA552.3方法，本试验通过液液萃取(LLE)对样品进行分离浓缩。首先将水样过0.45μm微孔滤膜，再向放有20mL水样的试管中投加4g无水硫酸钠，并在试管振荡器上振荡1min，使得无水硫酸钠得到充分溶解，投加1mL萃取剂，在试管振荡器上振荡3min，静置5min，使用移液枪移取上层萃

8、取剂溶液，进行GC/MS测定。本试验使用了MTBE和ETAC两种萃取剂，对比两者的萃取效果。1结果与讨论3.1进样量和进样口温度的选取图2DCAce和TCAce响应值随进样口温度变化趋势（将110℃时的响应值定义为100%）Fig2TrendofDCAceandTCAceresponseswithtemperature(employtheresponseat110℃as100%)控制其它仪器条件不变，仪器检测模式为全扫描检测（SCAN），将进样量分别设定为1、2、3、4和5μL考察对应物质的峰面