飲用水檢測方法簡介

1、飲用水檢測方法簡介論文摘要：由于水源污染物的工程繁多，類型復(fù)雜，使得傳統(tǒng)的飲用水檢測指標(biāo)GB5749-1985不能完全代表平安的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本文針對現(xiàn)行的?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?，簡要介紹了飲用水常規(guī)檢測指標(biāo)所涉及的分析儀器方法，主要包括有：原子吸收法、離子色譜法、TOC儀、氣/液相色譜法等。論文關(guān)鍵詞：飲用水,檢測,儀器分析前言隨著人們健康意識的增強(qiáng),人們對飲用水品質(zhì)的要求也越來越高。以環(huán)境為代價的工業(yè)開展，致使水源污染日趨嚴(yán)重,傳統(tǒng)的飲用水檢測指標(biāo)不能完全代表平安的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，這引起了相關(guān)部門的高度重視。人們對飲用水平安性的要求主要表達(dá)在飲用水中化學(xué)物質(zhì)的平安性。我國的供水企業(yè)八十年代起開始

2、重視有機(jī)污染物及消毒副產(chǎn)物等指標(biāo)。目前，我國已組織衛(wèi)生和水質(zhì)等方面的專家,根據(jù)世界衛(wèi)生組織的要求并結(jié)合我國的具體情況制定了GB5749-2006?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?,它是我國現(xiàn)行評價水質(zhì)平安衛(wèi)生的法規(guī)性文件。該標(biāo)準(zhǔn)包括感觀性狀指標(biāo)、一般化學(xué)性指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)及放射性指標(biāo)等106項內(nèi)容，本文主要從飲用水化學(xué)性指標(biāo)考慮。結(jié)合目前主要使用的儀器分析進(jìn)行了簡要介紹。1.飲用水常規(guī)檢測指標(biāo)分類主要可分為幾大類：1無機(jī)物指標(biāo)：如金屬離子、陰離子等；2總有機(jī)物指標(biāo)：如TOC、COD、BOD、UV等；3有機(jī)物指標(biāo)：如苯類、硝基苯、苯胺等；4消毒副產(chǎn)物：如三鹵甲烷、鹵乙酸主要有一氯乙酸、二氯乙酸、

3、三氯乙酸等；5內(nèi)分泌干擾物：如鄰苯二甲酸酯化合物；6農(nóng)藥類：如滴滴涕、六六六等。2.主要分析方法及使用儀器2.1金屬離子檢測金屬離子如砷、鎘、鉻、鉛、汞、硒、鋁、鐵、錳、銅、鋅，主要可采用原子吸收、原子熒光、離子色譜等方法。主要用來分析鐵、錳、銅、鋅等金屬。原子吸收光譜分析儀器的原理是通過火焰、石墨爐等將待測元素在高溫或是化學(xué)反響作用下變成原子蒸氣,由光源燈輻射出待測元素的特征光,在通過待測元素的原子蒸氣時發(fā)生光譜吸收,透射光的強(qiáng)度與被測元素濃度成反比,在儀器光路系統(tǒng)中,透射光信號經(jīng)光柵分光,將待測元素的吸收線與其他譜線分開。經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,最終在顯示待測樣品中微量及超微

4、量的多種金屬和類金屬元素的含量和濃度。澄清的水樣可直接進(jìn)行測定;懸浮物較多的水樣,水樣需要經(jīng)過預(yù)處理，主要可采用鹽酸-硝酸消化處理。每升酸化水樣中參加5mL硝酸，混勻后取定量水樣,每100mL水樣加5mL鹽酸，然后在電熱板上加熱15min，冷卻至室溫后過濾通過孔徑0.45m濾膜,最后用純水稀釋至一定體積。原子吸收光譜法的特點是：1.靈敏度高火焰法：1ng/ml，石墨爐100-0.01pg)；2.準(zhǔn)確度好火焰法：RSD，石墨爐:3-5%3.選擇性高可測元素達(dá)70個，相互干擾很小；缺點：不能多元素同時分析。主要用來測定水樣中的砷、鎘、汞、硒、鉛等金屬。原子熒光法原理是利用基態(tài)原子吸收具有特征波長的

5、光源輻射后,被激發(fā)到高能態(tài),然后去激發(fā)某一較低能態(tài)(常為基態(tài))而發(fā)射出特征波長的原子熒光,原子熒光是光致發(fā)光，也是二次發(fā)光，當(dāng)激發(fā)光源停止照射之后，再發(fā)射過程立即停止。原子熒光測定是通過待測元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度，來確定待測元素含量的方法。原子熒光的優(yōu)點：1.譜線簡單，干擾少；2.靈敏度高較原子吸收法，檢出限低；3.分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬，可達(dá)3-5個數(shù)量級；4.適用于多元素分析。2.2非金屬離子檢測非金屬離子：如F、Cl、NO、SO、BrO，可采用離子色譜法檢測。離子色譜法原理是當(dāng)樣品溶液進(jìn)入離子色譜儀后,由于待測陰離子對低容量強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(交換柱)的相對親和

6、力不同而彼此分開。被別離的陰離子隨淋洗液流經(jīng)強(qiáng)酸性陽離子樹脂(抑制柱)時,被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的高電導(dǎo)酸,淋洗液組分(碳酸鈉-碳酸氫鈉)那么轉(zhuǎn)變成電導(dǎo)率很低的碳酸(去除背景電導(dǎo)),用電導(dǎo)檢測器測定轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)酸型的陰離子,與標(biāo)準(zhǔn)溶液比擬,根據(jù)保存時間、峰高或峰面積來分別定性、定量。離子色譜儀對被測水樣的構(gòu)成要求較高,樣品必須經(jīng)可靠的預(yù)處理才能進(jìn)樣,一般有色或渾濁的水樣可離心沉淀后過0.45m濾膜進(jìn)樣。復(fù)雜的水樣應(yīng)預(yù)先除去雜質(zhì)并調(diào)整pH值為6.58.0,pH值過大或過小都將改變淋洗液的背景電導(dǎo)和淋洗強(qiáng)度,導(dǎo)致基線漂移和影響組份峰形及別離度，可參加固體碳酸鈉、酚酞指示水樣處理終點,以去除樣品中對淋洗液不穩(wěn)定

7、的物質(zhì),再以活性碳吸附水樣有機(jī)物及酚酞,離心別離后,經(jīng)微孔濾膜過濾后進(jìn)樣。離子色譜的優(yōu)點是選擇性好、靈敏度高、快速簡便,可用于地表水中多種陰離子的同時分析。2.3總有機(jī)物檢測總有機(jī)物指標(biāo)主要有COD、TOC、UV。COD表示化學(xué)需氧量，在地表水中含量較低，易產(chǎn)生較大偏差，通?？刹捎肨OC總有機(jī)碳來表征水體中的總有機(jī)物含量，UV那么主要代表含芳香烴類的有機(jī)物。在此主要介紹TOC測定法。測定TOC的原理是基于把不同形式的有機(jī)碳(OC)通過氧化轉(zhuǎn)化為易定量測定的CO,利用CO與TOC間碳含量的對應(yīng)關(guān)系,從而對水溶液中TOC進(jìn)行定量測定。方法通常分為直接測定法和間接測定法。直接測定法一般是通過將無機(jī)碳

8、(IC)除去后測定全碳(TC)的方法。TC的測定可采用干法氧化和濕法氧化將其轉(zhuǎn)化為CO后進(jìn)行定量。干法氧化即燃燒法,液體樣可直接注入燃燒管,也可在燃燒前進(jìn)行蒸發(fā)。在高溫和固態(tài)催化劑作用下，含碳有機(jī)物和無機(jī)物被氧化分解成二氧化碳，用非色散紅外光度法測定二氧化碳濃度。當(dāng)溫度高于10001100時,O可使樣品中的OC被氧化。溫度較低時,要使氧化反響徹底進(jìn)行就需要催化爐。目前,大多數(shù)干法氧化采用950的高溫加催化劑,少數(shù)采用680加催化劑。680能延長石英管的使用期限,改善重復(fù)性。干法氧化的特點是檢出率較高,氧化能力強(qiáng),操作簡單、快速。濕法氧化采用不同的氧化劑、消解時間和反響溫度來氧化OC，一般是在紫

9、外催化和過硫酸鹽溶液中，含碳有機(jī)物和無機(jī)物被氧化分解成二氧化碳，用非色散紅外光度法測定二氧化碳濃度，從而確定TC濃度。氧化劑的種類很多,但使用最多的是過硫酸鈉和過硫酸銨。KSO通常用于水樣中可溶性有機(jī)碳(DOC)的測定,在參加過硫酸鹽前必須去除無機(jī)碳,因為需要測定反響生成CO2的量。高濃度的Cl將干擾反響,導(dǎo)致所測得的DOC量偏低,這可以通過使用較高濃度的過硫酸鹽或延長反響時間來解決,也可以參加Hg來絡(luò)合Cl。但隨著溫度的增加,過硫酸鹽也會像重鉻酸鹽一樣分解,且分解速率比氧化速率快。因此,為了縮短有機(jī)物與過硫酸鹽的反響時間,應(yīng)該增加氧化劑的濃度而不應(yīng)升高溫度。濕法氧化的特點是準(zhǔn)確度高、進(jìn)樣量大

10、、靈敏度高、平安性能好,但費時，在間接測定法中,TOC是通過TC減去IC得到,將所有的碳氧化得到TC,IC那么是通過測定樣品經(jīng)酸分解的CO2量得到的。2.4消毒副產(chǎn)物檢測消毒副產(chǎn)物：如三鹵甲烷、鹵乙酸主要有一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等。主要可采用氣相色譜(gaschromatography,GC)、液相色譜(liquidchromatography,LC)、電噴霧離子化-質(zhì)譜(electrosprayionization-massspectrometry,ESI-MS)、毛細(xì)管電泳(capillaryelectrophoresis,CE)較低濃度鹵乙酸的極性比擬強(qiáng),這種特性決定了不能直接采用

11、GC進(jìn)行分析,必須采用衍生化前處理技術(shù),選用靈敏度高且選擇性好的檢測器。鹵素原子具有很強(qiáng)的電負(fù)性,電子捕獲檢測器(ECD)是比擬理想的檢測器。先將鹵乙酸衍生成甲酯后,采用GC-ECD進(jìn)行檢測,方法檢測限到達(dá)了g/L，所以萃取衍生后采用GC-ECD測定成為首選的標(biāo)準(zhǔn)方法。除使用ECD外,質(zhì)譜也可作為GC分析的檢測器。Sarrion【1】等用硫酸二甲酯作為衍生化試劑,采用頂空固相微萃取氣相色譜-離子阱質(zhì)譜法(GC-MS)測定HAAs,檢出限為0.010.45g/L。液相色譜技術(shù)測定鹵乙酸不需要衍生化處理,它包括離子交換色譜、離子排斥色譜和離子對反相液相色譜等方法。鹵乙酸在水中幾乎完全電離,因此,可

12、以通過離子交換原理實現(xiàn)別離,利用抑制或非抑制電導(dǎo)檢測器進(jìn)行檢測。雖然離子色譜法不需復(fù)雜的前處理,但由于電導(dǎo)檢測器是通用型檢測器,飲用水中的一些常見陰離子(濃度水平為mg/L級)會產(chǎn)生嚴(yán)重的基體干擾。檢測限和靈敏度均低于氣相色譜法。孫迎雪等將水樣固相萃取富集后,經(jīng)凈化小柱去除常見陰離子干擾,大體積進(jìn)樣、梯度淋洗離子色譜分析,提高了檢出限,減弱了硝酸根對二氯乙酸的干擾,對5種HAAs(一氯乙酸、一溴乙酸、二氯乙酸、二溴乙酸和三氯乙酸)的檢出限范圍(除了一溴乙酸)為0.381.69g/L。電噴霧離子化-質(zhì)譜技術(shù)不僅具有很高的靈敏度,而且還具有很好的選擇性,且可以方便地和多種別離技術(shù)聯(lián)合使用。通過與液

13、相色譜別離系統(tǒng)聯(lián)用,對鹵乙酸分析可得到滿意的結(jié)果,檢測限接近或優(yōu)于GC-ECD,并已成功用于實際樣品的分析,只需要少量樣品用有機(jī)溶劑萃取或固相萃取后即可測定。ESI-MS由于具有靈敏度高、選擇性好、前處理簡單等優(yōu)點,在鹵乙酸分析中具有最大的優(yōu)勢,但由于本錢較高,限制了ESI-MS在應(yīng)用領(lǐng)域的推廣。毛細(xì)管電泳技術(shù)是利用鹵乙酸根的離子特性,即HAAs在外加電場作用下發(fā)生電泳而進(jìn)行別離,通過紫外或二極管陣列檢測器進(jìn)行檢測。CE不需要將HAAs衍生處理,但由于檢測限較高(110mg/L),所以樣品必需預(yù)濃縮(通常采用液-液萃取或固相萃取)。CE使用的工作溶液是電解質(zhì)水溶液,預(yù)濃縮后的鹵乙酸必需從有機(jī)相

14、轉(zhuǎn)移到水相(通常做法是蒸干溶劑后用水溶解)。通過上述兩步預(yù)濃縮,方法檢測限有所提高。同時,由于該方法的靈敏度和選擇性不高,所以該方法僅限于研究性工作。2.5內(nèi)分泌干擾物檢測內(nèi)分泌干擾物如：鄰苯二甲酸酯化合物(又名酞酸酯類,PhthalateAcidEsters,PAEs)是一種環(huán)境激素類物質(zhì)。張冬梅采用甲基叔丁基醚萃取劑進(jìn)行液液微萃取，再利用氫火焰離子化檢測器氣相色譜法，該方法的檢測下限可以到達(dá)1g/L。2.6有機(jī)氯農(nóng)藥檢測有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)：主要采用GC-ECD法、GC/MS聯(lián)用技術(shù)與HPLC法等，王旭東【4】等采用C18固相萃取小柱,對配制的模擬水樣進(jìn)行萃取、富集,并與GC/MS聯(lián)用,對5種有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)進(jìn)行了測定,RSD為1.8%8.28%,方法檢出限為0.020.25g/L。結(jié)論由于飲用水源水中污染物濃度較低，所以常規(guī)檢測存在一定的缺陷，需要不斷摸索新的方法并進(jìn)行完善，提高檢出限，以期獲得較為準(zhǔn)確的檢測值。參考文獻(xiàn)1 Sarrion MN, Santos FJ, Galceran MT. In situ derivatization /solid-phasemicroextraction for the determination of haloaceticacids in water.Anal Chem, 2000, 72: