自来水中溴酸盐检测方法研究

陆树玉

（沭阳县城乡水务发展有限公司，江苏 沭阳 223600）

自来水中溴酸盐检测方法研究

陆树玉

（沭阳县城乡水务发展有限公司，江苏 沭阳 223600）

自来水在日常生活中占据非常重要的地位，人们每天都离不开它，保证自来水的质量，是保证人们身体健康的重要前提。而溴酸盐对于人体健康存在威胁，被我国判定为2B级的潜在致癌物质，所以有必要加强自来水中溴酸盐的检测工作。本文详细研究了自来水中的致癌物质溴酸盐检测，以期更好地保证自来水的质量，提高人们的生活健康水平。

自来水；溴酸盐；处理技术；检测方法

随着我国经济的不断发展，人们越来注重生活品质，但是各种污染影响了人们的正常生活。正常情况下，自来水中不含有溴酸盐，但是会含有溴化物，当对自来水进行消毒时，人们一般选用臭氧作为消毒剂，这时水中的溴化物就会与臭氧发生化学反应，从而生成溴酸盐。溴酸盐对于人体健康存在巨大威胁，被我国判定为2B级的潜在致癌物质，所以加强自来水中溴酸盐含量的检测是非常有必要的。2009年，我国就已将自来水中的溴酸盐含量作为自来水的检测项目，规定自来水中的溴酸盐含量最高不能超过0.01 mg/L。为了保证饮水健康，提高生活品质，本文详细研究了自来水进行溴酸盐检测前的处理技术以及自来水中的溴酸盐检测方法。

1 自来水进行溴酸盐检测前的处理技术分析

1.1 微波浓缩

为了保证自来水中溴酸盐检测的准确性，降低其他检测因素的影响，在进行溴酸盐检测之前，人们应当对自来水进行检测前处理，有效提高溴酸盐的检测准确度。首先，技术人员可以使用微波浓缩的方法来进行溴酸盐检测前的处理，微波浓缩主要是针对溴酸盐的处理浓度低于仪器检测出来浓度的自来水样品，使用微波浓缩的处理方法能够有效地提高分析仪器的灵敏性，提高检测的准确度。微波浓缩的处理方法被广泛地应用在各个领域当中，因为使用微波来对溶液进行加热，是高速有效的，能够提高溶液的处理效率。比如，部分技术人员会使用微波炉来对样品溶液进行浓缩，从而大大地节约了样品溶液的浓缩时间。使用微波浓缩的处理方法要求检测的溶质必须具备热稳定性，要保证检测溶质在达到100℃时依旧能够保持原有的状态。当溶液达到100℃时，溴酸盐依旧能够保持很好的热稳定性，所以大部分技术人员会选择微波浓缩的方法来进行自来水溴酸盐的检测前处理。

1.2 膜处理

膜处理的方法是当前自来水中溴酸盐检测前处理常用的方法之一，人们使用滤膜来对样品溶液进行预处理，从而将样品溶液中的颗粒物质过滤掉，减少样品溶液中的杂质，提高检测准确性。膜处理方法成本低、方便快捷，受到许多技术人员的喜爱。当前，滤膜一般由尼龙膜或者0.22 m聚砜制作而成。使用膜处理的方法时，外界需要给予滤膜一定的压力才能实现过滤，然而滤膜的耐受压力比较小，为此在使用膜处理进行检测前处理时，只能使用离线操作。

1.3 快速溶剂萃取

快速溶剂萃取是近几年新兴的一种处理技术，它能够快速地将溶液中的有效物质萃取出来，并且能够实现自动化处理。快速溶剂萃取的方法需要在比较高的温度和压力下实施，萃取温度要保持在50℃～200℃，压力要保持在10.3～20.6 Mpa，技术人员通过使用有机溶剂将样品溶液中的有效物质萃取出来。快速溶剂萃取的方法使用的有机溶剂用量较少，能够实现回收再利用，大大地降低样品溶液检测前处理的成本，所以它受到广大技术人员的喜爱。

1.4 氯离子干扰

在进行自来水中的溴酸盐检测时，检测结果容易受到样品溶液中氯离子的干扰，所以检测前需要消除氯离子的干扰。目前，消除自来水中氯离子干扰的方法主要有：电解银电极除氯法、离子交换法以及沉淀法。

1.4.1 电解银电极除氯法

顾名思义，它主要是通过电解银的方法来让自来水中的氯离子与电解出来的银离子发生化学反应，让自来水中的氯离子吸附在银电极上，从而消除氯离子的干扰。在电解过程中，银作为正极，铂作为负极，在12 V的电压下进行电解，电解1 h就能够有效地消除水中90%以上的氯离子，所以电解银电极除氯法具有操作简单、消除效率高的优点[1]。

1.4.2 离子交换法

离子交换法是目前消除水中氯离子干扰使用最为广泛的处理方法之一，通过离子交换的方法来消除水中的氯离子。技术人员将苯乙烯以及交换树脂的银填充柱填充到样品溶液中，然后样品溶液中的氯离子会与游离在样品溶液中的银离子结合生成沉淀溴化银或氯化银，从而有效地消除水中的氯离子。

1.4.3 沉淀法

与电解银电极除氯法、离子交换法的消除原理类似，沉淀法也是通过银离子与水中的氯离子发生化学反应，进而形成沉淀物氯化银，起到消除水中氯离子的作用。所以，技术人员可以在样品溶液中投入一定量的硝酸银，在投入硝酸银的时候一定要掌握好投入量，避免对样品溶液造成二次污染。

2 自来中溴酸盐检测方法的分析

2.1 离子色谱法

离子色谱法是当前自来水中溴酸盐检测最常用的方法之一，其主要有三种技术，分别是离子色谱-电导检测技术、离子色谱-柱后衍生技术以及离子色谱-质谱联用技术。这三种离子色谱检测技术的检测原理都是一样的，通过氢氧化钾或者氢氧化钠的淋洗，自来水溶液中的溴酸盐就会与溶液中其他阴离子进入阴离子的交换分离系统中，溶液中不同的分离柱对于不同离子的亲和力是不一样的，已经分离的阴离子通过阴离子的抑制系统会转换成电导率较高的强酸，而溶液中的淋洗液（氢氧化钾或氢氧化钠）则会转换成电导率较低的水。这时，技术人员则可以借助电导检测器来检测样品溶液中各种阴离子的电导率，通过阴离子的峰面积或者峰高来检测样品溶液中的溴酸盐。

离子色谱法拥有较多的优点，例如，使用离子色谱法来检测自来水中的溴酸盐含量，可以在较短的时间内实现阴阳离子的剖面，使用浓缩柱可以将检测灵敏度提高到ppt级，将进样灵敏度提高到ppd级。离子色谱法可以同时检测多组浓度比较相近的样品溶液，而其所使用的试剂比较普通，容易购买，检测成本较低[2]。离子色谱检测法具有以下具体试验步骤。

2.1.1 试验仪器以及试验试剂

离子色谱法需要选用离子色谱仪以及超纯水系统，离子色谱仪一般选用ICS-5000型，所选用的试剂是1 000 mg/L的溴酸盐标准溶液。

2.1.2 试验条件

要保证成功，试验就要达到一定的条件。首先，试验过程中的色谱柱要达到4 mm×250 mm（Dionex IonPac ASl9）；保护柱要达到4 mm×50 mm（Dionex IonPac ASl9）。其次，选用氢氧化钾作为淋洗液，并且选用自动电解发生器来进行淋洗，不同时间段中的淋洗液呈现出一定的梯度，如在前26 min，淋洗液应当是8 mm，在26～30 min，淋洗液应当是8～50 mm，而在30～35 min，淋洗液应当是8 mm。试验应当选用500 uL的进样环，从而更好地将溶液流量控制在1 mL/min。

2.1.3 试验样品的预处理

在采集需要检测的样品溶液后，样品溶液需要放在4℃的环境中进行密封保存，并且使用0.45 um的过滤膜以及银处理小柱来对样品溶液进行检测前处理，过滤样品溶液中的杂质，有效地消除溴酸盐检测的影响因素，提高自来水中溴酸盐检测的准确度。

2.1.4 试验结果分析

技术人员可以根据试验结果来得出溴酸盐在样品溶液中的保留时间，并且结合试验溴酸盐与峰面积之间的关系，可以得出样品溶液中的溴酸盐浓度与峰面积呈线性关系。根据试验结果，使用离子色谱法对浓度为0.10 mg/L的溴酸盐溶液进行检测，其检出限是0.001 3 µg/L。

2.2 分光光度法

分光光度法具有众多的优点，如检测方法简单快捷、成本低。分光广度法的检测原理主要是利用溴酸盐的还原性，在自来水中添加一些溶剂来检测溴酸盐的含量。技术人员可以选用品红、吩噻嗪、氯丙嗪等溶剂，不同溶剂下自来水中溴酸盐的显色时间、检测波长都是不一样的。例如，技术人员使用品红溶剂，品红在自来水中的显色时间大约是26 min，其检测波长大约是530 mm；技术人员使用吩噻嗪作为检测溶剂，其在自来水中是不显色的，检测的波长大约是518 mm。通过对不同溶剂的试验，人们发现，使用品红试剂来检测自来水中的溴酸盐，其显色的时间是最长的，而且操作简单。在自来水检测样品中添加品红试剂，可以有效地消除氯离子、硫酸根对于检测结果的影响。通过品红试剂，人们可以得出自来水中溴酸盐的检出限是1 µg/L，线性范围是在0～20 µg/L。人们可以在自来水溶液中添加不同的试剂来进行试验，从试验结果可以得出，添加品红试剂的显色时间是最长的，添加TFP试剂的灵敏度是最高的。

2.3 毛细管电泳法

毛细管电泳法被广泛应用于大量离子种类的检测中，所以它也适用于自来水中溴酸盐的检测，其可以取代离子色谱法作为水中溴酸盐检测的常用方法。结合相关研究，技术人员在进行溴酸盐检测时，可以使用毛细管电泳法将自来水中的无极离子进行分离，其中最常用的离子分析技术主要有大体积样品堆积技术以及场强放大样品堆积技术。使用大体积样品堆积技术或者场强放大样品堆积技术可以将溴酸盐的检出限提升到6.5 µg/L。如果使用在线耦合毛细管等速电泳的方法来检测溴酸盐，其检出限下降到2 µg/L；如果使用瞬时等速电泳的方法来检测溴酸盐，在波长为193 mm中其检出限是0.1 µg/L，所以瞬时等速电泳的方法只适合应用于自来水中溴酸盐浓度较低的情况；如果使用多聚异丁烯酸甲酯柱联芯片的等速电泳方法来对自来水进行预处理，自来水中的溴酸盐可以浓缩到一千倍以上，其检出限则是2.5 µg/L。不同的电泳方法对于自来水中溴酸盐的检出限是不一样的，所以在进行不同样品自来水检测时，应当结合实际情况来选择恰当的毛细管电泳方法，保证自来水中溴酸盐检测的准确度[3]。

2.4 电化学分析法

在进行自来水溴酸盐定量分析时，技术人员可以选择电化学分析的方法来进行分析，如电流分析传感器方法、催化-吸附溶出伏安方法。使用电流分析传感器，可以有效地催化溶液中溴酸盐的活性，从而更好地进行溴酸盐的检测。结合有关研究，使用电流分析传感器的方法，在酸碱值为1的Na2SO4-H2SO4水溶液中，溴酸盐的检出限是5.0 µg/L，在0.5 mol/L的H2SO4溶液中，溴酸盐的检出限是0.5 µmol/L。如果技术人员使用铁卟啉-多壁碳纳米管来检测溴酸盐含量，在酸碱值为2的溶液下，溴酸盐的检出限是0.6 µmol/L；如果使用复合物-单壁碳纳米管来检测溴酸盐含量，溴酸盐的检出限要比铁卟啉-多壁碳纳米管的低，但是其线性范围更广，在0.001～2 mmol/L。在进行自来水中溴酸盐检测时，技术人员还可以使用催化-吸附溶出伏安的方法，但是这种方法的溴酸盐检出限是非常低的。与其他溴酸盐检测方法相比，电化学分析的方法能够更好地实现在线监测的功能。

3 结语

常用的溴酸盐检测方法主要有四种，其中离子色谱法的检测成本较低、分光光度法的检测方法比较简单、毛细管电泳法以及电化学分析法的检测灵敏度比较高。所以，在进行自来水溴酸盐检测时，技术检测人员应当结合检测要求、自来水质量、检测影响因素等选择恰当的检测前预处理技术以及恰当的检测方法，有效地保证溴酸盐检测结果的准确性。

1 苏 烁，胡小国.离子色谱检测生活饮用水中的溴酸盐[J].食品安全导刊，2017，（3）：112-113.

2 李海霞，钟太刚，赵晓霞，等.饮用水中溴酸盐快速定量检测系统的研制[J].分析仪器，2016，（1）：43-45.

3 李海东，单美娜，杨剑业，等.固相萃取-离子色谱法检测面及面制品中溴酸盐方法的建立[J].中国卫生检验杂志，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

陆树玉（1983-），女，江苏沭阳人，本科，研究方向：自来水检测分析。