TIC-600检测饮用水中Br-、BrO3-、ClO2-、ClO3-、二氯乙酸、三氯乙酸

1.仪器简介

TIC-600是天瑞仪器精心研发的全塑化通用型、自再生抑制模式的离子色谱仪，可用于检测常规无机阴阳离子、饮用水消毒副产物、溴酸盐、有机酸、胺等，不仅拥有广泛、完善、先进的应用解决能力，同时为用户带来自动化、人性化的仪器应用体验，可广泛应用于环境、食品、化工、农业、矿产、电子电器等行业中常量及微痕量离子的检测分析。

图1. TIC-600离子色谱仪外观图

2.离子色谱在水质检测中的应用

氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸和三氯乙酸是常见消毒副产物。生活污水及工业废水（如医疗废水）需要投加更高剂量的消毒剂，以达到排放和回用标准，对再生水及地表水的安全利用造成潜在的危险，进而加重水体的污染。常用的消毒剂有液氯、二氧化氯、次氯酸钠、紫外线、氯胺和臭氧。

氯酸盐和亚氯酸盐，主要是新型消毒剂二氧化氯的消毒副产物，其毒理学影响较大，亚氯酸盐能引起动物的溶血性贫血和变性血红蛋白血癌，抑制血清甲状腺素的作用，引起胎儿小脑重量下降、神经行为作用迟缓或细胞数下降。氯酸盐是神经、心血管和呼吸道中毒与甲状腺损害贫血的诱因之一，其毒性会降低精子的数量和活力。人体皮肤接触或吸入氯酸钾后，会导致呼吸系统疾病出现心烦、呕吐、腹泻、皮肤过敏等症状，严重时会出现溶血、黄萎病、尿毒症、抽搐、昏迷直至肝肾功能衰竭而死，长期接触氯酸钾，可引起食欲不振、体重下降，甚至诱发癌症，对成人的致死量为 12 g、儿童为 5 g、婴儿为 1 g。植物吸收ClO₃^-会抑制植物细胞对 NO₃^-的吸收和运输，导致植物缺氮，进而影响植物体的生理、营养和生殖生长。

溴酸盐主要是以臭氧作为消毒剂处理含溴的水所生成的副产物。若原水中含有 Br^-, Br^-，就会被臭氧分子直接氧化生成溴酸盐，或者通过-OH 氧化生成溴酸盐。溴酸盐可造成水生生物（如大型蚤、裸腹蚤、斑马鱼等）生长速度变慢、运动受抑制或死亡率增加。因其可诱发试验动物肾脏细胞肿瘤，且有遗传毒性，故溴酸盐被国际癌症研究机构定为 2B 级(较高致癌可能性)的潜在致癌物。一个体重 70 kg 的成年人，每天饮水 2 L，当溴酸盐浓度为45 μg/L、0.5 μg/L 和 0.05 μg/L 时，则终身致癌率为 10^-4、10^-5 和 10^-6，致癌风险较大。

二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）主要是氯化消毒副产物中卤乙酸类的代表。TCAA具有致畸作用，DCAA 也被美国环境保护局的安全水法列为可疑致癌物。卤乙酸已被证实对嗫齿类动物有致癌、致畸变、致突变作用，致癌危害大大高于其它消毒副产物的总和，有研究表明，卤乙酸的致癌风险占消毒副产物总致癌风险的 91.9%以上。

当前饮用水质量问题越来越受重视，各地也不时爆出水质污染问题，使得政府部门及各地水质监控、自来水供应厂越来越重视水质检测，而饮用水中Br^-、BrO₃^-、ClO₂^-、ClO₃^-、二氯乙酸、三氯乙酸等阴离子含量的多少，直接影响自来水水质，已成为水质检测的常规科目。

离子色谱仪TIC-600因具有检出限低、准确度高、经济适用、操作简洁方便等优点，可广泛应用于饮用水中阴离子含量的检测。

3.应用实例

3.1 离子色谱法测定水中Br^-、ClO₂^-、ClO₃^-三种阴离子

3.1.1 参考标准 GB/T5750.10-2006（生活饮用水中Br^-、ClO₂^-、ClO₃^-的测定）

3.1.2 适用范围 适用于生活饮用水及水源中亚氯酸盐、氯酸盐、溴离子的测定

3.1.3实验部分

3.1.3.1试剂及仪器

淋洗液：碳酸氢钠[C(NaHCO₃)=1.7mmol/l]-碳酸钠[C(Na₂CO₃)=1.6mmol/l]：称取0.1428g碳酸氢钠和0.1908g碳酸钠，溶于超纯水并稀释到1L。（国药集团化学试剂有限公司）

溴化物标液（1000μg/ml），氯酸盐标液（1000μg/ml），亚氯酸盐标液（1000μg/ml）（国家标准物质中心）

离子色谱仪（TIC-600，江苏天瑞仪器股份有限公司），BS 224S电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司，0.1mg）；SHZ-D型循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限公司）；移液枪（德国普兰德，10-100uL、100-1000uL）；0.22μm微孔滤膜（上海安谱），溶剂抽滤装置（津腾实验设备有限公司）

试验所用水均为超纯水（电阻率达18.25MΩ·cm），所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜。（A-10超纯水机，美国密理博）

3.1.3.2 实验过程

样品预处理：

将水样经0.22μm微孔滤膜过滤除浑浊杂质，对硬度高的水样，必要时可经阳离子交换树脂，再经0.22μm微孔滤膜过滤，对含有机物的河水等地表水样，可先经C18柱过滤除去。

样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统，记录峰高或峰面积。

标液配制：

分别移取一定量的溴化物标液（1000μg/ml）、亚氯酸盐标液（1000μg/ml）、

氯酸盐标液（1000μg/ml）至100ml玻璃容量瓶，配置成浓度如下表1所示系列混合标液。

 表1.混合标液浓度

图2. ClO₂^-、Br^-、ClO₃^-三种阴离子标准曲线图

3.1.3.3实验数据

1. 样品加标回收率

将自来水样品分别加标不同浓度，然后将每份样品的样品溶液进样测定，根据测试结果计算加标回收率，详细数据见表2、表3。

表2.自来水样品加标回收率数据

表3.河水样品加标回收率数据

3.1.4结论

由数据可知，离子色谱法测试水中Br^-、ClO₂^-、ClO₃^-三种阴离子准确度高，小检出浓度低，方法简单快捷，完全满足环保行业对于水中Br^-、ClO₂^-、ClO₃^-三种阴离子检测的需求。

3.2 离子色谱法测定水中BrO₃^-离子

3.2.1参考标准 GB/T5750.10-2006（生活饮用水中溴酸盐的测定）

3.2.2 适用范围 适用于生活饮用水及水源中亚氯酸盐、氯酸盐、溴离子的测定

3.2.3实验部分

3.2.3.1 试剂及仪器

淋洗液：碳酸氢钠[C(NaHCO₃)=1.7mmol/l]-碳酸钠[C(Na₂CO₃)=1.6mmol/l]：称取0.1428g碳酸氢钠和0.1908g碳酸钠，溶于超纯水并稀释到1L。（国药集团化学试剂有限公司）

溴酸盐标液（1000μg/ml）（国家标准物质中心）

离子色谱仪（TIC-600，江苏天瑞仪器股份有限公司），BS 224S电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司，0.1mg）；SHZ-D型循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限公司）；移液枪（德国普兰德，10-100uL、100-1000uL）；0.22μm微孔滤膜（上海安谱），溶剂抽滤装置（津腾实验设备有限公司）

试验所用水均为超纯水（电阻率达18.25MΩ·cm），所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜。（A-10超纯水机，美国密理博）

3.2.3.2 实验过程

样品预处理：

将水样经0.22μm微孔滤膜过滤除浑浊杂质，对硬度高的水样，必要时可经阳离子交换树脂，再经0.22μm微孔滤膜过滤，对含有机物的河水等地表水样，可先经C18柱过滤除去。水中氯离子对BrO₃^-离子测定产生影响，样品需经固相萃取柱Ag柱过柱处理以除去Cl离子。

样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统，记录峰高或峰面积。

标液配制：

    移取一定量的溴酸盐标液（1000μg/ml），配置成浓度为10μg/ml的溴酸盐储备液，再分别移取0ml、0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.0ml的10μg/ml的溴酸盐储备液至100ml玻璃容量瓶，并加超纯水定容，配制成0μg/l、10μg/l、20μg/l、50μg/l、100μg/l的系列标准溶液，如下图3 为BrO₃^-离子标准曲线图。

图3. BrO₃^-离子标准曲线图

3.2.3.3实验数据

1.样品加标回收率

将自来水样品、河水样品分别加标不同浓度，然后将每份样品的样品溶液进样测定，然后根据测试结果计算加标回收率，详细数据见表4。

表4. 自来水及河水样品加标回收率数据

3.2.4结论

由实验数据可知，离子色谱法测试水中BrO₃^-阴离子准确度高，检出浓度低，方法简单快捷，完全满足环保行业对于水中BrO₃^-离子检测的需求。

3.3 离子色谱法测定水中二氯乙酸、三氯乙酸

3.3.1参考标准 GB/T5749-2006（生活饮用水卫生标准）

3.3.2 适用范围 适用于生活饮用水及水源中二氯乙酸、三氯乙酸的测定

3.3.3实验部分

3.3.3.1 试剂及仪器

淋洗液：碳酸氢钠[C(NaHCO₃)=3mmol/l]-碳酸钠[C(Na₂CO₃)=3mmol/l]：称取0.252g碳酸氢钠和0.3018g碳酸钠，溶于超纯水并稀释到1L。（国药集团化学试剂有限公司厂家）

二氯乙酸、三氯乙酸标液（1000μg/ml）（国家标准物质中心）

离子色谱仪（TIC-600，江苏天瑞仪器股份有限公司），BS 224S电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司，0.1mg）；SHZ-D型循环水式真空泵（巩义市予华仪器有限公司）；移液枪（德国普兰德，10-100uL、100-1000uL）；0.22μm微孔滤膜（上海安谱），溶剂抽滤装置（津腾实验设备有限公司）

试验所用水均为超纯水（电阻率达18.25MΩ·cm），所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜。（A-10超纯水机，美国密理博）

3.3.3.2 实验过程

样品预处理：

将水样经0.22μm微孔滤膜过滤除浑浊杂质，对硬度高的水样，必要时可经阳离子交换树脂，再经0.22μm微孔滤膜过滤，对含有机物的河水等地表水样，可先经C18柱过滤除去。另水中氯离子对二氯乙酸离子测定产生影响，样品需经固相萃取柱Ag柱过柱处理以除去Cl离子。

样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统，记录峰高或峰面积。

标液配制：

    移取一定量的二氯乙酸标液（1000μg/ml）、三氯乙酸标液（1000μg/ml），配置成的二氯乙酸（浓度为10μg/ml）、三氯乙酸（浓度为5.0μg/ml）混合储备液，再分别移取0ml、1.0ml、2.0ml、5.0ml、10.0ml的10μg/ml的二氯乙酸、三氯乙酸混合储备液至100ml玻璃容量瓶，并加超纯水定容，配制成二氯乙酸、三氯乙酸系列混合标准溶液，如下图4 为二氯乙酸、三氯乙酸离子标准曲线图。

 表5.二氯乙酸、三氯乙酸混合标液浓度

图4. 二氯乙酸、三氯乙酸标准曲线图

3.3.3.3实验数据

1.样品加标回收率

将自来水样品、河水样品分别加标不同浓度二氯乙酸、三氯乙酸，然后将每份样品的样品溶液进样测定，然后根据测试结果计算加标回收率，详细数据见表6。

表6. 自来水及河水样品加标回收率数据

图5. 自来水样品二氯乙酸、三氯乙酸加标谱图

3.3.4结论

由实验数据可知，离子色谱法测试水中二氯乙酸、三氯乙酸准确度高，检出浓度低，方法简单快捷，完全满足环保行业对于水质中二氯乙酸、三氯乙酸检测的需求。