饮用水中七种常规阴离子及部分消毒副产物的检测

　　阴离子是指原子由于外界作用得到一个或几个电子，使其最外层电子数达到稳定结构。原子半径越小的原子其得失电子能力越强，金属性也就越弱。

　　生活饮用水是人类生存不可缺少的要素，城市居民的生活饮用水是由自来水公司集中供给的。为确保向居民供给安全和卫生的饮用水，我国卫生部颁布了《生活饮用水卫生标准》，它是关于生活饮用水安全和卫生的技术法规，主要基于三个方面来保障饮用水的安全和卫生，即确保饮用水感官性状良好;防止介水传染病的暴发;防止急性和慢性中毒以及其他健康危害。

　　据国外的调查，在饮用水中已鉴定出数百种化学物质，其中有一些是饮用水消毒副产物。我国《生活饮用水卫生标准》中，就有针对消毒副产物的测定，包括溴酸盐，亚氯酸盐等。此外还有氟化物、氯化物、硝酸根、硫酸根这些常见阴离子以及钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等阳离子的测定方法。这些物质的限值大多是依据毒理学研究和人群流行病学调查所获得的资料而制定的。《生活饮用水卫生标准》(简称为《标准》，下同)和《生活饮用水标准检验方法》(简称为《检验方法》，下同)一书已于近期出版，后者将从2007年7月1日正式开始实施。离子色谱技术自1975年被美国H.Small先生提出后，在三十余年的发展历程中，已经成为了水质检测中不可或缺的分析手段之一。《检验方法》中也将离子色谱法作为了一种重要检测手段。其中涉及离子色谱的标准方法包括： GB/T 5750.6 2006阳离子的检测，188-190页，离子色谱技术测定生活饮用水以及水源水中的钠离子、钾离子、锂离子、钙离子以及镁离子; GB/T 5750.5 2006阴离子的检测，70-72页，离子色谱技术测定生活饮用水以及水源水中的氟化物、氯化物、硝酸根离子以及硫酸根离子的含量; GB/T 5750.10亚氯酸盐的检测，405-440页，离子色谱技术测定生活饮用水以及水源水中的亚氯酸盐、氯酸盐以及溴离子;GB/T 5750.10溴酸盐的检测，411-415页，离子色谱法测定生活饮用水以及水源水中的溴酸盐。

　　我们采用皖仪离子色谱仪根据标准中的检验方法，对饮用水中的阴阳离子进行了测定。

　　1.. 饮用水中的常见阴离子

　　1.1. 《标准》有关饮用水中阴离子的规定《标准》对饮用水中的一些常见阴离子浓度进行了相应规定，其中针对这些阴离子的最大允许浓度如表-1所示。

　　1.2 《标准检验方法》有关饮用水中常见阴离子的测定方法 GB/T 5750.5 2006 饮用水中无机非金属(阴离子)指标的检测(节选)范围：标准规定了用离子色谱分析法测定生活饮用水及其水源水中氟化物、氯化物、硝酸盐和硫酸盐的含量。适用于生活饮用水及水源水中这些可溶性常见阴离子的测定。

　　原理：水样中待测离子随碳酸盐、重碳酸盐淋洗液进入离子交换柱系统(由保护柱和分离柱组成)，根据分离柱对各阴离子的不同亲合度进行分离，已分离的阴离子流经阳离子交换柱或者抑制器系统转换成高电导度的强酸，淋洗液则转变成为弱电导度的碳酸。由电导检测器测量各阴离子组分的电导率，以相对保留时间和峰高或者峰面积定性和定量。

　　分析仪器：离子色谱仪：包括进样系统，分离柱以及保护柱，抑制器。

　　1.3 GB/T 5750.5 2006中阴离子的检测，针对的是生活饮用水以及水源水中的氟化物、氯化物、硝酸根离子以及硫酸根离子含量的测定。采用色谱柱可以实现7种常规阴离子的分离检测，见图2-1。

　　此外GB/T 5750.0 2006中还要求对饮用水中的溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐和溴离子进行检测。采用色谱柱不但可以实现7种常规阴离子的分离，还能同时检测饮用水中的溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐，见图2-2，从色谱图中可以看出饮用水中的消毒副产物与常规阴离子在此色谱条件下实现了基线分离。

　　2. 饮用水中的亚氯酸盐和氯酸盐2.1.饮用水中亚氯酸盐及氯酸盐的来源、危害及有关规定公共水供应系统处理饮用水时要加入消毒剂以保护人体健康，并改善饮用水的气味和口感。现在常用的是二氧化氯、臭氧、氯以及氯胺这4种消毒方式。二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的微生物，包括病毒，芽子包，配水管网中的异养菌，还原菌以及真菌等均有很高的杀灭作用。Akin和Hoff等人对臭氧、二氧化氯、氯以及氯胺这4种消毒剂进行比较，消毒效率：臭氧>二氧化氯>氯>氯胺;稳定性：氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。综合以上两个方面的因素以及我国的国情来看，二氧化氯消毒具有比较好的效果以及广阔的前途，现在我国很多都是使用二氧化氯消毒。

　　但是用二氧化氯消毒会产生消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐，产生的这两种消毒副产物存在某些毒性问题。这两种化合物在动物体内产生过氧化氢，把血红元氧化成没有颜色的正铁血红元，造成溶血性的贫血等疾病。因为如此，美国现行EPA中规定亚氯酸盐、氯酸盐总量最大允许浓度为1000µg/L，2004年公布的WHO《饮用水水质准则》(第三版)中将亚氯酸盐的指标规定为0.7mg/L。

　　2.2 离子色谱推荐饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的检测方法 仪器：离子色谱 检测方式：抑制电导检测 色谱柱：色谱柱 淋洗液：碳酸钠淋洗液 流速:0.8ml/min 柱温:50℃ 抑制电流：40mA 可见图2-2饮用水中七种常规阴离子与部分消毒副产物的分离色谱图。

　　3 饮用水中的溴酸盐3.1饮用水中溴酸盐的来源、危害及有关规定 我国的自来水等城镇供水的消毒方式主要以二氧化氯消毒为主，但是瓶装水的消毒则有部分采用臭氧消毒。溴酸盐是用臭氧对饮用水进行消毒时产生的一种消毒副产物。研究表明，当人们终生饮用含溴酸盐为5.0µg/L或0.5µg/L的饮用水时，其致癌率分别为10-4和10-5。臭氧对溴氧化生成溴酸盐的过程如下： 由于溴酸盐的致癌作用，各国政府和国际组织对溴酸盐的毒性给予了极大关注，对饮用水中的溴酸盐进行了大规模的研究，并且制定了饮用水中溴酸盐的最大容许浓度。美国国家环境保护局(EPA)在第一阶段饮用水控制法案中规定饮用水中BrO3-的最大容许浓度为10µg/L;世界卫生组织(WHO)规定为25µg/L。我国规定的溴酸盐的最高允许浓度为10µg/L，这个规定从2005年6月1日已经开始实施。此外，GB/T 8538-2008饮用天然矿泉水中溴酸盐检测的标准方法为离子色谱法。

　　3.2 离子色谱仪推荐饮用水及瓶装矿泉水中溴酸盐的检测方法 仪器：离子色谱仪 检测方式：抑制电导检测 色谱柱：色谱柱 淋洗液：碳酸钠淋洗液 流速:0.8ml/min 柱温:50℃ 抑制电流：40mA