CN107192782B - 一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，包括以下步骤：S1，配制一系列浓度的混标溶液；S2，色谱条件的设定；S3，绘制标准曲线；S4，进行样品采集及前处理；S5，采用S2中的色谱条件对S4的样品进行测定，将测得的峰面积带入标准曲线，计算出相应的浓度。本发明提供的一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，具有灵敏度高、干扰峰少、定性能力强、精密度高的特点，是一种可用于实际水体中多种消毒副产物同时检测的方法。

Description

一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法
技术领域
本发明涉及一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，具体涉及一种气相色谱法测定饮用水中4种卤乙腈和其它4种消毒副产物的方法，属于环境检测技术领域。
背景技术
氯和氯胺被广泛地用于灭活饮用水和污水处理厂出水中的病原微生物，但是其会与水中天然有机物(NOM)和溶解性有机物(DOC)反应生成消毒副产物(DBPs)。卤乙腈(HANs)是继三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)之后氯胺化水中发现的另一大类消毒副产物——含氮消毒副产物(N-DBPs)，其在饮用水中的产生量一般为三卤甲烷类消毒副产物的10％左右，但毒性却为三卤甲烷的150倍，人体可通过多种途径接触到DBPs，如饮水、洗浴、游泳等，因此DBPs可通过摄入、呼吸和皮肤接触等途径进入人体。目前己有大量有关N-DBPs毒性的研究，但都是以动物为对象进行的。动物生理检测数据表明，N-DBPs不仅对生殖系统有影响，而且具有胚胎毒性和致畸作用，主要表现为多种生殖损害和发育损害。因此检测N-DBPs对保障供水水质具有重要意义。
本方法检测的8种消毒副产物包括溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)、二氯乙腈(DCAN)、三氯乙腈(TCAN)、水合三氯乙醛(CHD)、三氯硝基甲烷(TCNM)、1,1-二氯-2-丙酮(DCPN)、1,1,1-三氯-2-丙酮(TCPN)。
以上8种消毒副产物在饮用水中以μg/L级甚至更低的浓度级别存在，因此大部分已有的检测方法均需要进行富集预处理，如采用吹扫捕集仪器对样品预处理，该预处理方法需要专用设备，预处理操作复杂且成本高。目前常用的测试技术主要有气相色谱法，现有的气相检测法存在8种消毒副产物难以同步测定且定性困难的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种提供饮用水中消毒副产物卤乙腈、三氯硝基甲烷、水合三氯乙醛和卤代酮类8种消毒副产物的检测方法，具有检测时间短、分离快速、精密度高、准确度高、样品预处理操作简单、成本低、还具有精确定性功能等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，包括以下步骤：
S1，配制一系列浓度的混标溶液；
S2，色谱条件的设定：使用的气相色谱仪为Agilent 7890B气相色谱仪带电子捕获检测器，即GC-μECD；色谱柱为Agilent DB-1701毛细管柱，规格为30m×0.32mm×0.25μm；色谱柱升温条件：40℃保持7min，以5℃·min-1升至60℃，15℃·min-1升温至145℃，保持2min；进样口温度：200℃；进样量：1μL；进样方式：分流进样；分流比为20:1；尾吹气流量：50mL·min-1；检测器温度：290℃；载气：高纯氮气，线速度为20cm/sec；
S3，绘制标准曲线：采用S2中的色谱条件对S1中的混标溶液进行测定，得出峰面积后以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标建立标准曲线；
S4，进行样品采集及前处理：取水样50mL于60mL样品瓶中，向其加入3mL MTBE，然后加入一定量的吸水试剂，拧紧瓶盖后振荡，直至吸水试剂溶解完全，静置至两相分离完全，取适量上层清液至2mL进样瓶中至冰箱中保存待测；
S5，将S4中的样品取出，平衡至室温，采用S2中的色谱条件对S4的样品进行测定，将测得的峰面积带入标准曲线，计算出相应的浓度。
S1中的混标溶液的配制方法为：用MTBE将8种消毒副产物的标准溶液稀释并配制成一系列混合标准使用液，配制的混合标准使用液中各消毒副产物的浓度均相等，浓度梯度为5,10,20,40,60,80μg/L；稀释前的8种消毒副产物的标准溶液的浓度均为2000μg/mL。
吸水试剂包括无水硫酸钠。
无水硫酸钠经过400℃烘干至少30min，加入量为20g。
高纯氮气的纯度≥99.99％。
消毒副产物包括溴氯乙腈、二溴乙腈、二氯乙腈、三氯乙腈、水合三氯乙醛、三氯硝基甲烷、1,1-二氯-2-丙酮和1,1,1-三氯-2-丙酮。
有益效果：本方法较EPA551.1(美国环保局EPA试验方法551.1)能够在较短的时间内完全分离测定4种卤乙腈和其它4种消毒副产物，具有灵敏度高、精密度高、准确度高等优点，是一种可应用于检测实际样品中卤乙腈及三氯硝基甲烷等消毒副产物的快速检测方法。并且本方法的样品预处理操作简单、无需专用设备，成本低，另外，本方法还具有精确定性功能。
附图说明
图1为浓度为5μg/L8种消毒副产物混标溶液的色谱图；
图2为浓度为5μg/L 8种消毒副产物混标溶液的色谱图的性能及噪声报告图；
图3为实施例中A地区饮用水中8种消毒副产物的色谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。本发明的设计思想或同类物质的简单替代属于本发明的保护范围。下述所使用的实验方法若无特殊说明，均为本技术领域现有常规的方法，所使用的配料或材料，如无特殊说明，均为通过商业途径可得到的配料或材料。
一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，包括以下步骤：
S1：配制一系列浓度的混标溶液：首先用MTBE将含有8种消毒副产物的混合标准溶液(2000μg/mL)稀释成浓度分别为5,10,20,40,60,80μg/L的一系列标准使用液；
S2：色谱条件的设定。使用的气相色谱仪为Agilent 7890B气相色谱仪带电子捕获检测器(GC-μECD)，色谱柱为Agilent DB-1701毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm)；
色谱柱升温条件：40℃保持7min，以5℃·min-1升至60℃，15℃·min-1升温至145℃，保持2min；
进样口温度：250℃；
检测器温度：300℃；
进样方式：分流进样；
分流比：20:1；
进样量：1μL；
尾吹气流量：50mL·min-1；
载气：高纯氮气(≥99.99％)，线速度为20cm/sec；
S3：绘制标准曲线：采用S2中的色谱条件对第一步中的标准使用溶液进行测定，得出峰面积后以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标建立标准曲线，出峰时间及峰面积如表1所示。
表1.8种消毒副产物出峰时间和峰面积
S4：进行样品采集及前处理：取水样50m1于60mL样品瓶中，向其加入3mLMTBE，然后加入一定量经过400℃烘干30min的Na2SO4，拧紧瓶盖后振荡，直至无水硫酸钠溶解完全，静置至两相分离完全，取适量上层清液至2mL进样瓶中至冰箱中保存待测；
S5：将S4中的样品取出，平衡至室温，采用S2中的色谱条件对样品进行测定，将测得的峰面积带入标准曲线，计算出相应的浓度。
如图1所示，为5μg/L混合标准溶液的分离效果，由该图可知8种消毒副产物能够完全分离。
如图2所示，为5μg/L混合标准样品色谱图信噪比，根据3倍信噪比计算出各种物质的检测限及线性关系和相对标准偏差列于表2。
由表2可知，8种消毒副产物的线性为0.9995～0.9998，检测限为0.478～1.72μg/L，低浓度的相对标准偏差为0.89～6.5％，高浓度的相对标准偏差为0.65～5.4％。
表2.8种消毒副产物标准曲线测试结果
为了验证方法的适用范围，采集不同水样(a为纯水，b、c为不同水厂自来水水样)，加入不同浓度的混合标准样品后，采用上述方法进行测定并计算回收率，结果如表3所示。由表3可知，此方法的回收率为91.2％～105.4％，试验结果表明该方法具有较好的准确性和重现性，能够满足饮用水的检测要求。
表3.回收率测试结果
利用上述S4，对A、B两个不同水厂出厂水进行该8种消毒副产物的检测，其浓度见表4。
表4.8种消毒副产物在实际水样中的测试结果
由此可见，本方法能够快速定性定量地检测饮用水中包括4种卤乙腈在内的8种消毒副产物，具有灵敏度高、干扰峰少、定性能力强、精密度高、准确度高等优点，是一种可应用于检测实际样品中卤乙腈及三氯硝基甲烷等消毒副产物的快速检测方法。并且本方法的样品预处理操作简单、无需专用设备，成本低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，配制一系列浓度的混标溶液；
S2，色谱条件的设定：使用的气相色谱仪为Agilent 7890B气相色谱仪带电子捕获检测器，即GC-μECD；色谱柱为Agilent DB-1701毛细管柱，规格为30m×0.32 mm×0.25μm；色谱柱升温条件：40℃保持7min，以5℃·min-1升至60℃，15 ℃·min-1升温至145℃，保持2min；进样口温度：200℃；进样量：1μL；进样方式：分流进样；分流比为20:1；尾吹气流量：50mL·min-1；检测器温度：290℃；载气：高纯氮气，线速度为20cm/sec；
S3，绘制标准曲线：采用S2中的色谱条件对S1中的混标溶液进行测定，得出峰面积后以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标建立标准曲线；
S4，进行样品采集及前处理：取水样50mL于60mL样品瓶中，向其加入3mL MTBE，然后加入一定量的吸水试剂，拧紧瓶盖后振荡，直至吸水试剂溶解完全，静置至两相分离完全，取适量上层清液至2mL进样瓶中至冰箱中保存待测；
S5，采用S2中的色谱条件对S4的样品进行测定，将测得的峰面积带入标准曲线，计算出相应的浓度；
所述消毒副产物为溴氯乙腈、二溴乙腈、二氯乙腈、三氯乙腈、水合三氯乙醛、三氯硝基甲烷、1,1-二氯-2-丙酮和1,1,1-三氯-2-丙酮。
2.根据权利要求1所述的一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，其特征在于：S1中的混标溶液的配制方法为：用MTBE将8种消毒副产物的标准溶液稀释并配制成一系列混合标准使用液，配制的混合标准使用液中各消毒副产物的浓度均相等，浓度梯度为5，10，20，40，60，80μg/L；稀释前的8种消毒副产物的标准溶液的浓度均为2000μg /mL。
3.根据权利要求1所述的一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，其特征在于：吸水试剂包括无水硫酸钠。
4.根据权利要求3所述的一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，其特征在于：无水硫酸钠经过400℃烘干至少30min，加入量为20g。
5.根据权利要求1所述的一种同步检测4种卤乙腈在内的8种消毒副产物的方法，其特征在于：高纯氮气的纯度≥99.99%。
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