一般飲用水中的很多有害物質(zhì)大都來自水源污染,而我們今天要講的三鹵甲烷卻剛好相反,一般此類物質(zhì)很少會存在于天然的水體中,但在自來水廠進行消毒的過程中,所使用的氯離子會與水中有機物反應(yīng)形成三鹵甲烷此類物質(zhì),其中出現(xiàn)最多的是氯仿。
而三鹵甲烷生成勢是指在保證加氯量足夠的條件下,與氯反應(yīng)足夠長的時間后,水樣中所能產(chǎn)生的三鹵甲烷的最大量。其檢測原理是將水樣中投加足夠量的氯,在充分長的時間內(nèi)讓三鹵甲烷前體物反應(yīng)生成三鹵甲烷,用頂空-氣相色譜法檢測生成三鹵甲烷的量并用來表征三鹵甲烷生成勢。
測定三鹵甲烷生成勢
檢測所需試劑
1.氮氣:純度≥99.999%。
2.高純水:符合GB/T33087要求。
3.氫氧化鈉:分析純。
4.無水磷酸二氫鉀:分析純。
5.甲醇:色譜純。
6.抗壞血酸:分析純。
7.鹽酸:1.19g/mL,分析純。
8.次氯酸鈉:有效氯≥10%。
9.三氯甲烷標準溶液:1000mg/L,溶劑為甲醇,有證標準物質(zhì)。
10.二氯一溴甲烷標準溶液:2000mg/L,溶劑為甲醇,有證標準物質(zhì)。
11.一氯二溴甲烷標準溶液:2000mg/L,溶劑為甲醇,有證標準物質(zhì)。
12.三溴甲烷標準溶液:2000mg/L,溶劑為甲醇,有證標準物質(zhì)。
13.三鹵甲烷標準貯備液:ρ(三氯甲烷)=4.0mg/L、ρ(二氯一溴甲烷)=2.0mg/L、ρ(一氯二溴甲烷)=2.0mg/L、ρ(三溴甲烷)=10mg/L。分別準確移取三氯甲烷標準溶液(4.9)40μL、二氯一溴甲烷標準溶液(4.10)10μL、一氯二溴甲烷標準溶液(4.11)10μL、三溴甲烷標準溶液(4.12)50μL于10mL容量瓶中,甲醇定容至刻度,混勻。
14.三鹵甲烷標準使用液:ρ(三氯甲烷)=0.4mg/L、ρ(二氯一溴甲烷)=0.2mg/L、ρ(一氯二溴甲烷)=0.2mg/L、ρ(三溴甲烷)=1.0mg/L。準確移取三鹵甲烷標準貯備液1mL于10mL容量瓶中,甲醇定容至刻度,混勻。
15.氫氧化鈉溶液(40g/L):稱取20g氫氧化鈉,用高純水溶解,并稀釋定容至500mL。
16.鹽酸溶液(1+9):將鹽酸緩緩加到高純水中,配制體積比為1:9的鹽酸溶液。
17.磷酸鹽緩沖液:溶解68.1g無水磷酸二氫鉀和11.7g氫氧化鈉于高純水中,并定容至1L。4℃以下冷藏保存。
18.次氯酸鈉溶液:含有效氯5g/L,用次氯酸鈉加高純水稀釋,現(xiàn)用現(xiàn)配。
檢測所需儀器
1.氣相色譜儀:配電子捕獲檢測器。
2.色譜柱:HP-5(30m×320um×0.25um)或其它等效色譜柱。
3.頂空進樣器。
4.頂空采樣瓶:60 mL(配帶有聚四氟乙烯硅膠墊和塑料螺旋帽密封),使用前在 120 ℃烘烤 2 h。
5.頂空瓶:20 mL,使用前在 120 ℃烘烤 2 h。
6.頂空瓶密封蓋:配 20 mL 頂空瓶,一次性使用。
7.容量瓶:10 mL 和 100 mL。
8.微量注射器:100ul、500ul 和 1 000ul。
9.移液器:10 mL。
10.余氯比色儀。
11.恒溫培養(yǎng)箱。
水樣保存
水樣采集后應(yīng)送回實驗室盡快分析,如不能及時分析,可在4℃以下冷藏保存,三鹵甲烷本底樣品24h內(nèi)完成測定,三鹵甲烷生成勢7d內(nèi)完成測定。樣品存放區(qū)域無有機物干擾。
水樣制備
分別取60mL水樣至兩個頂空采樣瓶中,為瓶I和瓶II。
瓶I為本底水樣,采樣時先加0.3g-0.5g抗壞血酸于頂空瓶中。用移液器移取瓶I的水樣10mL于20mL頂空瓶中,待測。
瓶II中加入60uL磷酸鹽緩沖液,用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH=8.0±0.2,加入80uL次氯酸鈉溶液,放于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)20℃避光反應(yīng)24h后,用余氯比色儀測定余氯濃度應(yīng)為(1.0±0.4)mg/L,加入抗壞血酸終止反應(yīng)。若余氯不在此范圍內(nèi),重新實驗。用移液器移取瓶II中的水樣10mL于20mL頂空瓶中,待測。
檢測步驟
頂空進樣器條件
加熱器溫度:60℃。
定量環(huán)溫度:70℃。
傳輸線溫度:80℃。
加熱時間:20min。
色譜分析條件
進樣量:1.0mL。
進樣方式:分流,分流比為20:1。
進樣口溫度:200℃。
檢測器溫度:300℃。
柱溫程序:35℃保持5min,然后以1℃/min升到50℃。
柱流量:1.0mL/min。
尾吹流量:20mL/min。
隔墊吹掃流量:3.0mL/min。
校準曲線的繪制
取6個100mL容量瓶,分別加入適量高純水,再加入三鹵甲烷標準使用液100uL、200uL、400μL、600uL、800uL和1000uL至6個容量瓶,用高純水定容至刻線,配制成三鹵甲烷的混合標準系列,三氯甲烷濃度為0.0004mg/L、0.0008mg/L、0.0016mg/L、0.0024mg/L、0.0032mg/L和0.0040mg/L;二氯一溴甲烷濃度為0.0002mg/L、0.0004mg/L、0.0008mg/L、0.0012mg/L、0.0016mg/L和0.0020mg/L;一氯二溴甲烷濃度為0.0002mg/L、0.0004mg/L、0.0008mg/L、0.0012mg/L、0.0016mg/L和0.0020mg/L;三溴甲烷濃度為0.001mg/L、0.002mg/L、0.004mg/L、0.006mg/L、0.008mg/L和0.010mg/L。分別移取10mL混合標準系列溶液至頂空瓶中,按照濃度從小到大的順序依次測定,以三鹵甲烷的質(zhì)量濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標,繪制校準曲線。
三鹵甲烷標準色譜圖
水樣檢測
按照與校準曲線的繪制步驟對制備好的水樣進行測定。以樣品的保留時間定性進行定性分析,保留時間相對偏差±3%之內(nèi)。定量分析可以根據(jù)各組分的峰面積,通過校準曲線確定水樣中各組分含量。三鹵甲烷生成勢為加氯反應(yīng)24 h后的濃度與樣品本底濃度的差值可以按照相關(guān)公式計算。