陸樹玉

（沭陽縣城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)展有限公司，江蘇 沭陽 223600）

自來水中溴酸鹽檢測方法研究

陸樹玉

（沭陽縣城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)展有限公司，江蘇 沭陽 223600）

自來水在日常生活中占據(jù)非常重要的地位，人們每天都離不開它，保證自來水的質(zhì)量，是保證人們身體健康的重要前提。而溴酸鹽對于人體健康存在威脅，被我國判定為2B級的潛在致癌物質(zhì)，所以有必要加強(qiáng)自來水中溴酸鹽的檢測工作。本文詳細(xì)研究了自來水中的致癌物質(zhì)溴酸鹽檢測，以期更好地保證自來水的質(zhì)量，提高人們的生活健康水平。

自來水；溴酸鹽；處理技術(shù)；檢測方法

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們越來注重生活品質(zhì)，但是各種污染影響了人們的正常生活。正常情況下，自來水中不含有溴酸鹽，但是會含有溴化物，當(dāng)對自來水進(jìn)行消毒時(shí)，人們一般選用臭氧作為消毒劑，這時(shí)水中的溴化物就會與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成溴酸鹽。溴酸鹽對于人體健康存在巨大威脅，被我國判定為2B級的潛在致癌物質(zhì)，所以加強(qiáng)自來水中溴酸鹽含量的檢測是非常有必要的。2009年，我國就已將自來水中的溴酸鹽含量作為自來水的檢測項(xiàng)目，規(guī)定自來水中的溴酸鹽含量最高不能超過0.01 mg/L。為了保證飲水健康，提高生活品質(zhì)，本文詳細(xì)研究了自來水進(jìn)行溴酸鹽檢測前的處理技術(shù)以及自來水中的溴酸鹽檢測方法。

1 自來水進(jìn)行溴酸鹽檢測前的處理技術(shù)分析

1.1 微波濃縮

為了保證自來水中溴酸鹽檢測的準(zhǔn)確性，降低其他檢測因素的影響，在進(jìn)行溴酸鹽檢測之前，人們應(yīng)當(dāng)對自來水進(jìn)行檢測前處理，有效提高溴酸鹽的檢測準(zhǔn)確度。首先，技術(shù)人員可以使用微波濃縮的方法來進(jìn)行溴酸鹽檢測前的處理，微波濃縮主要是針對溴酸鹽的處理濃度低于儀器檢測出來濃度的自來水樣品，使用微波濃縮的處理方法能夠有效地提高分析儀器的靈敏性，提高檢測的準(zhǔn)確度。微波濃縮的處理方法被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，因?yàn)槭褂梦⒉▉韺θ芤哼M(jìn)行加熱，是高速有效的，能夠提高溶液的處理效率。比如，部分技術(shù)人員會使用微波爐來對樣品溶液進(jìn)行濃縮，從而大大地節(jié)約了樣品溶液的濃縮時(shí)間。使用微波濃縮的處理方法要求檢測的溶質(zhì)必須具備熱穩(wěn)定性，要保證檢測溶質(zhì)在達(dá)到100℃時(shí)依舊能夠保持原有的狀態(tài)。當(dāng)溶液達(dá)到100℃時(shí)，溴酸鹽依舊能夠保持很好的熱穩(wěn)定性，所以大部分技術(shù)人員會選擇微波濃縮的方法來進(jìn)行自來水溴酸鹽的檢測前處理。

1.2 膜處理

膜處理的方法是當(dāng)前自來水中溴酸鹽檢測前處理常用的方法之一，人們使用濾膜來對樣品溶液進(jìn)行預(yù)處理，從而將樣品溶液中的顆粒物質(zhì)過濾掉，減少樣品溶液中的雜質(zhì)，提高檢測準(zhǔn)確性。膜處理方法成本低、方便快捷，受到許多技術(shù)人員的喜愛。當(dāng)前，濾膜一般由尼龍膜或者0.22 m聚砜制作而成。使用膜處理的方法時(shí)，外界需要給予濾膜一定的壓力才能實(shí)現(xiàn)過濾，然而濾膜的耐受壓力比較小，為此在使用膜處理進(jìn)行檢測前處理時(shí)，只能使用離線操作。

1.3 快速溶劑萃取

快速溶劑萃取是近幾年新興的一種處理技術(shù)，它能夠快速地將溶液中的有效物質(zhì)萃取出來，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化處理?？焖偃軇┹腿〉姆椒ㄐ枰诒容^高的溫度和壓力下實(shí)施，萃取溫度要保持在50℃～200℃，壓力要保持在10.3～20.6 Mpa，技術(shù)人員通過使用有機(jī)溶劑將樣品溶液中的有效物質(zhì)萃取出來?？焖偃軇┹腿〉姆椒ㄊ褂玫挠袡C(jī)溶劑用量較少，能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，大大地降低樣品溶液檢測前處理的成本，所以它受到廣大技術(shù)人員的喜愛。

1.4 氯離子干擾

在進(jìn)行自來水中的溴酸鹽檢測時(shí)，檢測結(jié)果容易受到樣品溶液中氯離子的干擾，所以檢測前需要消除氯離子的干擾。目前，消除自來水中氯離子干擾的方法主要有：電解銀電極除氯法、離子交換法以及沉淀法。

1.4.1 電解銀電極除氯法

顧名思義，它主要是通過電解銀的方法來讓自來水中的氯離子與電解出來的銀離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，讓自來水中的氯離子吸附在銀電極上，從而消除氯離子的干擾。在電解過程中，銀作為正極，鉑作為負(fù)極，在12 V的電壓下進(jìn)行電解，電解1 h就能夠有效地消除水中90%以上的氯離子，所以電解銀電極除氯法具有操作簡單、消除效率高的優(yōu)點(diǎn)[1]。

1.4.2 離子交換法

離子交換法是目前消除水中氯離子干擾使用最為廣泛的處理方法之一，通過離子交換的方法來消除水中的氯離子。技術(shù)人員將苯乙烯以及交換樹脂的銀填充柱填充到樣品溶液中，然后樣品溶液中的氯離子會與游離在樣品溶液中的銀離子結(jié)合生成沉淀溴化銀或氯化銀，從而有效地消除水中的氯離子。

1.4.3 沉淀法

與電解銀電極除氯法、離子交換法的消除原理類似，沉淀法也是通過銀離子與水中的氯離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成沉淀物氯化銀，起到消除水中氯離子的作用。所以，技術(shù)人員可以在樣品溶液中投入一定量的硝酸銀，在投入硝酸銀的時(shí)候一定要掌握好投入量，避免對樣品溶液造成二次污染。

2 自來中溴酸鹽檢測方法的分析

2.1 離子色譜法

離子色譜法是當(dāng)前自來水中溴酸鹽檢測最常用的方法之一，其主要有三種技術(shù)，分別是離子色譜-電導(dǎo)檢測技術(shù)、離子色譜-柱后衍生技術(shù)以及離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。這三種離子色譜檢測技術(shù)的檢測原理都是一樣的，通過氫氧化鉀或者氫氧化鈉的淋洗，自來水溶液中的溴酸鹽就會與溶液中其他陰離子進(jìn)入陰離子的交換分離系統(tǒng)中，溶液中不同的分離柱對于不同離子的親和力是不一樣的，已經(jīng)分離的陰離子通過陰離子的抑制系統(tǒng)會轉(zhuǎn)換成電導(dǎo)率較高的強(qiáng)酸，而溶液中的淋洗液（氫氧化鉀或氫氧化鈉）則會轉(zhuǎn)換成電導(dǎo)率較低的水。這時(shí)，技術(shù)人員則可以借助電導(dǎo)檢測器來檢測樣品溶液中各種陰離子的電導(dǎo)率，通過陰離子的峰面積或者峰高來檢測樣品溶液中的溴酸鹽。

離子色譜法擁有較多的優(yōu)點(diǎn)，例如，使用離子色譜法來檢測自來水中的溴酸鹽含量，可以在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)陰陽離子的剖面，使用濃縮柱可以將檢測靈敏度提高到ppt級，將進(jìn)樣靈敏度提高到ppd級。離子色譜法可以同時(shí)檢測多組濃度比較相近的樣品溶液，而其所使用的試劑比較普通，容易購買，檢測成本較低[2]。離子色譜檢測法具有以下具體試驗(yàn)步驟。

2.1.1 試驗(yàn)儀器以及試驗(yàn)試劑

離子色譜法需要選用離子色譜儀以及超純水系統(tǒng)，離子色譜儀一般選用ICS-5000型，所選用的試劑是1 000 mg/L的溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.1.2 試驗(yàn)條件

要保證成功，試驗(yàn)就要達(dá)到一定的條件。首先，試驗(yàn)過程中的色譜柱要達(dá)到4 mm×250 mm（Dionex IonPac ASl9）；保護(hù)柱要達(dá)到4 mm×50 mm（Dionex IonPac ASl9）。其次，選用氫氧化鉀作為淋洗液，并且選用自動電解發(fā)生器來進(jìn)行淋洗，不同時(shí)間段中的淋洗液呈現(xiàn)出一定的梯度，如在前26 min，淋洗液應(yīng)當(dāng)是8 mm，在26～30 min，淋洗液應(yīng)當(dāng)是8～50 mm，而在30～35 min，淋洗液應(yīng)當(dāng)是8 mm。試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)選用500 uL的進(jìn)樣環(huán)，從而更好地將溶液流量控制在1 mL/min。

2.1.3 試驗(yàn)樣品的預(yù)處理

在采集需要檢測的樣品溶液后，樣品溶液需要放在4℃的環(huán)境中進(jìn)行密封保存，并且使用0.45 um的過濾膜以及銀處理小柱來對樣品溶液進(jìn)行檢測前處理，過濾樣品溶液中的雜質(zhì)，有效地消除溴酸鹽檢測的影響因素，提高自來水中溴酸鹽檢測的準(zhǔn)確度。

2.1.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

技術(shù)人員可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來得出溴酸鹽在樣品溶液中的保留時(shí)間，并且結(jié)合試驗(yàn)溴酸鹽與峰面積之間的關(guān)系，可以得出樣品溶液中的溴酸鹽濃度與峰面積呈線性關(guān)系。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，使用離子色譜法對濃度為0.10 mg/L的溴酸鹽溶液進(jìn)行檢測，其檢出限是0.001 3 μg/L。

2.2 分光光度法

分光光度法具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，如檢測方法簡單快捷、成本低。分光廣度法的檢測原理主要是利用溴酸鹽的還原性，在自來水中添加一些溶劑來檢測溴酸鹽的含量。技術(shù)人員可以選用品紅、吩噻嗪、氯丙嗪等溶劑，不同溶劑下自來水中溴酸鹽的顯色時(shí)間、檢測波長都是不一樣的。例如，技術(shù)人員使用品紅溶劑，品紅在自來水中的顯色時(shí)間大約是26 min，其檢測波長大約是530 mm；技術(shù)人員使用吩噻嗪作為檢測溶劑，其在自來水中是不顯色的，檢測的波長大約是518 mm。通過對不同溶劑的試驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)，使用品紅試劑來檢測自來水中的溴酸鹽，其顯色的時(shí)間是最長的，而且操作簡單。在自來水檢測樣品中添加品紅試劑，可以有效地消除氯離子、硫酸根對于檢測結(jié)果的影響。通過品紅試劑，人們可以得出自來水中溴酸鹽的檢出限是1 μg/L，線性范圍是在0～20 μg/L。人們可以在自來水溶液中添加不同的試劑來進(jìn)行試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果可以得出，添加品紅試劑的顯色時(shí)間是最長的，添加TFP試劑的靈敏度是最高的。

2.3 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳法被廣泛應(yīng)用于大量離子種類的檢測中，所以它也適用于自來水中溴酸鹽的檢測，其可以取代離子色譜法作為水中溴酸鹽檢測的常用方法。結(jié)合相關(guān)研究，技術(shù)人員在進(jìn)行溴酸鹽檢測時(shí)，可以使用毛細(xì)管電泳法將自來水中的無極離子進(jìn)行分離，其中最常用的離子分析技術(shù)主要有大體積樣品堆積技術(shù)以及場強(qiáng)放大樣品堆積技術(shù)。使用大體積樣品堆積技術(shù)或者場強(qiáng)放大樣品堆積技術(shù)可以將溴酸鹽的檢出限提升到6.5 μg/L。如果使用在線耦合毛細(xì)管等速電泳的方法來檢測溴酸鹽，其檢出限下降到2 μg/L；如果使用瞬時(shí)等速電泳的方法來檢測溴酸鹽，在波長為193 mm中其檢出限是0.1 μg/L，所以瞬時(shí)等速電泳的方法只適合應(yīng)用于自來水中溴酸鹽濃度較低的情況；如果使用多聚異丁烯酸甲酯柱聯(lián)芯片的等速電泳方法來對自來水進(jìn)行預(yù)處理，自來水中的溴酸鹽可以濃縮到一千倍以上，其檢出限則是2.5 μg/L。不同的電泳方法對于自來水中溴酸鹽的檢出限是不一樣的，所以在進(jìn)行不同樣品自來水檢測時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況來選擇恰當(dāng)?shù)拿?xì)管電泳方法，保證自來水中溴酸鹽檢測的準(zhǔn)確度[3]。

2.4 電化學(xué)分析法

在進(jìn)行自來水溴酸鹽定量分析時(shí)，技術(shù)人員可以選擇電化學(xué)分析的方法來進(jìn)行分析，如電流分析傳感器方法、催化-吸附溶出伏安方法。使用電流分析傳感器，可以有效地催化溶液中溴酸鹽的活性，從而更好地進(jìn)行溴酸鹽的檢測。結(jié)合有關(guān)研究，使用電流分析傳感器的方法，在酸堿值為1的Na2SO4-H2SO4水溶液中，溴酸鹽的檢出限是5.0 μg/L，在0.5 mol/L的H2SO4溶液中，溴酸鹽的檢出限是0.5 μmol/L。如果技術(shù)人員使用鐵卟啉-多壁碳納米管來檢測溴酸鹽含量，在酸堿值為2的溶液下，溴酸鹽的檢出限是0.6 μmol/L；如果使用復(fù)合物-單壁碳納米管來檢測溴酸鹽含量，溴酸鹽的檢出限要比鐵卟啉-多壁碳納米管的低，但是其線性范圍更廣，在0.001～2 mmol/L。在進(jìn)行自來水中溴酸鹽檢測時(shí)，技術(shù)人員還可以使用催化-吸附溶出伏安的方法，但是這種方法的溴酸鹽檢出限是非常低的。與其他溴酸鹽檢測方法相比，電化學(xué)分析的方法能夠更好地實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的功能。

3 結(jié)語

常用的溴酸鹽檢測方法主要有四種，其中離子色譜法的檢測成本較低、分光光度法的檢測方法比較簡單、毛細(xì)管電泳法以及電化學(xué)分析法的檢測靈敏度比較高。所以，在進(jìn)行自來水溴酸鹽檢測時(shí)，技術(shù)檢測人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合檢測要求、自來水質(zhì)量、檢測影響因素等選擇恰當(dāng)?shù)臋z測前預(yù)處理技術(shù)以及恰當(dāng)?shù)臋z測方法，有效地保證溴酸鹽檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 蘇 爍，胡小國.離子色譜檢測生活飲用水中的溴酸鹽[J].食品安全導(dǎo)刊，2017，（3）：112-113.

2 李海霞，鐘太剛，趙曉霞，等.飲用水中溴酸鹽快速定量檢測系統(tǒng)的研制[J].分析儀器，2016，（1）：43-45.

3 李海東，單美娜，楊劍業(yè)，等.固相萃取-離子色譜法檢測面及面制品中溴酸鹽方法的建立[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2015，25（23）：4038-4040.

Study on Bromate Detection Method in Tap Water

Lu Shuyu
(Shuyang County Urban and Rural Water Development Co.,Ltd.,Shuyang 223600,China)

Tap water occupies a very important position in daily life.People can not leave it every day,ensuring the quality of tap water is an important prerequisite to ensure people's health.However,bromate has a threat to human health and is judged as a potential carcinogen of 2B level in our country.Therefore,it is necessary to strengthen the detection of bromate in tap water.In this paper,a detailed study of tap water carcinogens bromate detection,with a view to better ensure the quality of tap water,improve people's health level.

tap water; bromate; treatment technology; detection method

O657.75

A

1008-9500(2017)11-0117-03

2017-09-14

陸樹玉（1983-），女，江蘇沭陽人，本科，研究方向：自來水檢測分析。