摘要
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卤乙酸(Haloaceticacids,HAAs)是饮用水加氯消毒过程中产生的第二
大类消毒副产物,在中国饮用水中以痕量水平(0.4~13μg/L)存在。因其具
备致癌风险现已被中美等国限制,因此有必要进行及时准确的检测。目前基于
气相色谱原理的检测方法均需采用酯化衍生化操作,其操作过程繁琐,容易引
入误差,有必要进行改进或寻找替代方法。美国近年来颁布了两种直接进样的
离子色谱(Ionchromatography,IC)法,即标准方法557和557.1。这两种方
法依赖于复杂昂贵的分析仪器,不适用于基层实验室。中国于2022年推行的
国家标准方法GB/T5750.10中推荐使用普通的IC仪器,但是该方法需要额外
的Ba/Ag/H柱以去除阴离子的干扰,方法检出限较高。
为解决上述IC检测方法的问题,本研究设计了一种新型的萃取-反萃取前
处理方法,在富集HAAs的同时能显著去除共存阴离子,从而突破了现有IC
方法测试HAAs的两个局限。该方法基于水化学原理:即将pH降至小于其酸
解离常数(pKa)时,水中离子态HAAs会变为具有较强亲油性的分子,其正
辛醇水分配系数的log值(logKow)大于0,可被甲基叔丁基醚(Methyltert-
butylether,MTBE)富集;而当pHpKa时,HAAs分子呈离子态具有很强的
亲水性(即logKow0)可被中性pH水反萃取再次富集。而水中常见阴离子无
法在第一步被萃取,所以会被几乎完全去除,从而实现了HAAs与常见阴离子
的分离和HAAs的高效富集。
优化的前处理条件为:在30.0mL水样中加入1.0mLHSO和10g
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NaSO并用5.0mLMTBE萃取后取出4.0mL用于反萃取,IC进样体积为1.5
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mL。研究验证结果表明,五种HAAs被富集了平均11.4倍,同时直接干扰离
子(ClO2-、ClO3-和BrO3-)的去除率大于99%。十种阴离子干扰下的谱图对
比结果和HAAs加标回收率(85~106%)均证明该方法具备良好的抗阴离子
干扰性能。五种HAAs在1~100μg/L浓度范围内标准曲线的线性良好
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(R0.9878),方法检出限在0.03~0.25μg/L之间,在五种真实饮用水样中
获得了良好的加标回收率(70~110%)和相对标准偏差(9.91%)。
在超纯水配水样品中,本研究所开发的检测方法和标准方法552.3表现出
良好的一致性。在测量真实水样时该方法和标准方法552.3表现出差异性。两
种分析方法的偏差可能来自于水样中的不稳定物质(卤乙酰胺和卤乙腈)的干
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扰,即卤乙酰胺在衍生化过程中可生成卤乙酸甲酯,卤乙腈和卤乙酰胺在碱性
条件下均可水解最终生成HAAs。
综上所述,本研究开发了萃取-反萃取前处理方法并联用普通的IC实现了
饮用水中痕量HAAs的检测。该方法无需繁琐耗时的衍生化操作,不依赖于复
杂昂贵的质谱检测器,无需额外的除盐装置即可高效去除阴离子,具有大范围
推广应用的潜力。
关键词:卤乙酸;离子色谱;前处理;预浓缩;阴离子去除
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Haloaceticacids(H