消毒剂中过氧乙酸检测方法研究进展

邓建刚，李建兵，祁 魁，王晓滨

(1.青岛市产品质量监督检验研究院，山东 青岛 266101；2.国家海洋精细化工及其生物制品质量监督检验中心，山东 青岛 266101；3.青岛市产品质量检验技术研究所，山东 青岛 266061)

过氧乙酸分子式为C2H4O3，分子量为76.05，是一种无色透明的弱酸性液体，有刺激性气味，产品如加8-羟基喹啉稳定剂显黄色，易挥发，易溶于水和有机溶剂中。过氧乙酸熔点是0.1℃，沸点110℃，闪点(40%)40℃，比重1.226。过氧乙酸化学性质不稳定，遇到重金属离子、受热、大多数有机物、强碱等易分解，遇到剧烈的碰撞或加热即可能发生爆炸，腐蚀性很强，具有漂白作用[1-2]。制备高纯过氧乙酸可能爆炸，市面上以过氧化氢和乙酸合成的过氧乙酸消毒剂中有过氧乙酸、过氧化氢、乙酸、催化剂如硫酸和各类稳定剂等[3-4]。

过氧乙酸遇有机物放出活性氧而起氧化作用，对细菌繁殖体、病毒、真菌及其孢子等均有杀灭作用，对细菌芽孢也有一定的杀灭作用，过氧乙酸是一种广谱、高效消毒剂，对细菌、真菌、细菌芽孢和各种病毒均有较强的杀灭作用[5]，广泛应用于医疗卫生、工业用水、食品企业等领域的消毒方面[6]，此外过氧乙酸在工业上还作为漂白剂、有机合成原料[7]。

过氧乙酸消毒剂中过氧乙酸含量直接影响着消毒效果，化学分析方法与技术在不断发展和进步，使得消毒剂中过氧乙酸检测方法更加多元化，到目前为止过氧乙酸消毒剂检测方法主要有滴定法、气相色谱法、液相色谱法、试纸法、分光光度法、电化学法等。

1 滴定法

滴定法是消毒剂过氧乙酸测定的常用方法，有氧化还原滴定法和酸碱滴定法，目前过氧乙酸消毒剂产品中主成分的检测方法主要参照《消毒技术规范》( 2002 年版)或GB 19104-2008，原理为酸性条件下高锰酸钾氧化过氧化氢后，碘化钾与过氧乙酸反应，以硫代硫酸钠滴定析出的碘，测得样品中过氧乙酸含量，方法适合高含量过氧乙酸消毒剂产品的检测，反应产生的Mn可能促进过氧乙酸分解[8]，测定的准确度较高，不适合低含量样品检测，此外滴定法操作繁琐，费时费力，检测人员的经验对结果影响较大。戴兴德等[9]基于重铬酸钾和过氧乙酸酸性条件下氧化Fe2+到Fe3+，采用自动电位滴定法测定过剩Fe2+间接得到过氧乙酸的含量，方法检查限低，自动化程度高。Frank Sode[10]基于酸碱反应原理，采用pH电极草酸标准溶液自动滴定过氧乙酸，过氧乙酸和乙酸pKa值的不同可以消除乙酸的干扰，过氧乙酸和硫酸也不干扰测定，产品中如含有1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(HEDPA)稳定剂会干扰测定。

2 气相色谱法

气相色谱法具有选择性好、分离效能高、灵敏度高等特点在有机化合物分析中得到了广泛的应用。气相色谱分析过氧乙酸主要是通过色谱柱直接分析过氧乙酸消毒剂或者过氧乙酸衍生物间接测定过氧乙酸含量。Furia等[11]基于过氧乙酸比过氧化氢在酸性介质中更快把甲基对甲苯基硫醚(MTS)氧化为甲基对甲苯基亚砜(MTSO)，利用填充柱色谱内标法分离MTS和MTSO，通过MTSO间接测定过氧乙酸含量，结果不受高浓度过氧化氢和衍生试剂MTS干扰。之后Furia等[12]用气相色谱法通过测定碱性介质下过氧乙酸氧化甲基苯基亚砜的产物甲基苯基砜，间接测定过氧乙酸含量，产物需要氯仿提取，衍生试剂纯化。韩津生等[13]以涂有FFAP固定液的填充柱直接分析测定消毒液中的过氧乙酸含量，方法不受乙酸、乙醛、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯等的干扰，但该方法需要滴定法定量过氧乙酸标准溶液。

3 液相色谱法

液相色谱法主要是利用过氧乙酸的氧化衍生反应产生紫外或可见光吸收衍生物，衍生产物可以购买到标准品，解决了过氧乙酸不稳定没有标准品的困难，具有灵敏、准确等优点。

Pinkernell等[14]也利用过氧乙酸氧化甲基对甲苯基硫醚(MTS)氧化为甲基对甲苯基亚砜(MTSO)，C18反相液相色谱柱分离，230nm紫外吸收间接测定过氧乙酸含量，方法不需要过氧乙酸标准物质，方法重现性好，过氧化氢不干扰测定，检测限可以达到30μg/L。之后Pinkernell等[15]进一步改进了该方法，通过添加二氧化锰催化过氧乙酸分解，提高了MSTO的稳定性，液相分析时间缩短在1分钟以内，加前处理5分钟内完成过氧乙酸测定，并应用于啤酒厂过氧乙酸检测。Pinkernell等[8]进一步通过增加三苯基膦(TPP)和过氧化氢反应生产三苯基膦氧化物(TPPO)，同时检测过氧乙酸消毒剂中的过氧乙酸和过氧化氢，方法简单，检出限低等优点。

Effkemann和Karst[16]用合成的新的硫代甲氧基偶氮化合物2-[(3-{2-[4-氨基-2-(甲基磺酰}苯基]-1-二氮烯基)苯基)磺酰]-1-乙醇(ADS)与过氧乙酸反应生成相应的亚砜(ADSO)，用反相液相色谱分离ADS和ADSO，最大吸收波长在可见光区410nm外标法检测ADSO间接测定过氧乙酸，较少了基体干扰的影响，方法有很高的选择性，不受过氧化氢干扰，线性范围超过2个数量级，结果更加准确和可靠。Effkemann等[17]用反相C18柱分离过氧乙酸和C3-12的过氧脂肪羧酸，流动性用1%四氢呋喃的乙腈和2%乙酸的水梯度洗脱分离，柱后碘离子催化氧化2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)生产一个绿色自由基阳离子可在可见光区检测，过氧化氢不在C18柱上保留，不干扰脂肪过氧羧酸测定，方法检出限2.5μM，消除了机质干扰，重现性好，可以同时测定多种脂肪族过氧羧酸。

韩葆莉等[18]用磷酸调pH值=3～4的水做流动相，C18柱分离，紫外检测器检测直接检测过氧乙酸消毒液中的过氧乙酸，方法分析速度快，不受乙酸、过氧化氢、过氧化酰干扰。郭治安等[19-20]以磷酸盐缓冲液和乙腈作流动相，采用反相高效液相色谱法直接用于消毒剂中过氧乙酸含量测定，分析在10分钟内可完成且可以测定低含量过氧乙酸，但这些过氧乙酸直接测定法需要滴定法标定标准过氧乙酸溶液。Kirk等[21]用安培检测器测定过氧乙酸含量通过反相色谱法分离过氧乙酸，该方法快速、高效选择性高。

4 试纸法

医疗卫生机构大部分参照WS/T 535—2017标准，利用试纸上的碘化钾与对应消毒剂中的过氧乙酸发生氧化还原反应，根据试纸的颜色发生变化后与标准比色卡比对确定消毒剂中过氧乙酸的含量。试纸法作为一种半定量方法，简单，快速，在现场使用中得到了广泛的应用[22-23]，王龙海[24]以定性滤纸涂硫代硫酸钠、碘化钾、碳酸氢钠后烘烤制备过氧乙酸滤纸，丁锦春以定量滤纸浸泡碘化钾溶液后烘干获得过氧乙酸滤纸[25]。陈东宇等[26]发现微孔滤膜比定性定量滤纸更加适宜制作过氧乙酸快速检测试纸，该类过氧乙酸试纸最低检出限为质量百分比0.1%。半定量比色法非常适合在食品加工、水产养殖、工业农业用水、医疗卫生机构使用。

5 紫外可见分光光度法

6 电化学法

电化学法是过氧乙酸的电学及电化学性质所建立起来的过氧乙酸含量的电化学分析方法，具有灵敏度高、测定快速、仪器设备简单等特点，但容易出现干扰。顾雪凡和郑行望[33]以过氧乙酸对鲁米诺在硼砂基质中弱电化学还原发光信号的强增敏作用建立了过氧乙酸的现场电化学转换及其化学发光法并成功应用于医用消毒液中过氧乙酸的测定。Li等[34]基于卟啉铁的高效电催化能力，构建了卟啉修饰纳米金过氧乙酸选择性生物传感器，用来测定过氧乙酸具有快速、较好的重现性、线性范围广(2.5×10-6M～1.05×10-3M)、检出限低至0.5μM，方法更适合在线监测过氧乙酸含量。Awad和Ohsaka[35]基于过氧乙酸加入到碘化钾溶液中后，过氧乙酸和碘离子反应导致I-/I2浓度比变化，引起玻碳指示电极的电势变化测定过氧乙酸。Awad[36]用循环伏安法、旋转磁盘电极和旋转圆盘电极技术研究了过氧乙酸和过氧化氢的电化学行为，优化了同时测定过氧乙酸和过氧化氢的方法的最佳条件，Awad等[37]后来用金电极方波循环伏安法测定高浓度过氧化氢介质下的过氧乙酸含量，Toniolo等[38]用Pt和Au电极安培法同时测定样品中的过氧乙酸和过氧化氢。

7 其他方法

除了上述研究和使用比较多的分析方法外，消毒液中过氧乙酸的检测方法还有流动注射分析法、荧光光谱法、离子色谱法等。如Hams和Karst[39]基于过氧乙酸在线选择性氧化2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)6秒钟内生成绿色自由基阳离子(ABTS+)，然后405nM波长检测过氧乙酸的流动注射法，方法解决了过氧化氢的干扰，检测了5个消毒液产品，与液相色谱等方法没有显著差异。李静雅等[40]先用高锰酸钾稀溶液去除过氧化氢干扰物，然后采用基于过氧乙酸使罗丹明B溶液荧光迅速降低。杨学灵等[41]加热过氧乙酸分解为乙酸和氧气，用氢氧化钠吸收乙酸，离子色谱法测定乙酸根含量间接测定过氧乙酸的浓度，国内过氧乙酸产品大部分以乙酸和过氧化氢合成，乙酸含量高达40%[42]，因此该方法不太适用于目前市场上消毒液中的过氧乙酸的检测。燕丽等[43]研究空气中过氧乙酸浓度变化中的变化时也是采用用离子色谱法，同样存在环境中乙酸对过氧乙酸测定的干扰问题待解决。

8 小结与展望

作为重要的化学消毒剂，过氧乙酸消毒剂的应用得到了较快的发展，过氧乙酸的测定方法包括滴定法、色谱法、试纸法、紫外可见光谱法、电化学法等，这些方法的发展对其功能、杀菌机理、应用研究至关重要，其中滴定法对设备要求少，简单、准确，但操作繁琐，主要用于常量过氧乙酸测定；色谱法尤其是衍生法，操作复杂，但结果准确可靠，检测过氧乙酸浓度范围比滴定法广；试纸法适用于没有定量检测条件的使用现场使用人员半定量检测，数据不够精确，但具有快速、简单、容易操作等优点；光谱法简单、容易，但每次测定前需滴定法标定标准物；电化学法简单、快速，有发展潜力，但容易受基质等的干扰。总之，每种检测方法各具特点，需要检测人员根据样品基质、仪器设备条件、时间要求、人员能力和结果需求等因素综合考虑选择最佳检测方法。