摘要：目前，溴酸盐已被权威机构认定为是典型致癌物之一。人们的日常生活饮用水常常会在消毒处理中产生一定量的溴酸盐。通过探寻更为合理的测定方案，可快速科学检测出生活饮用水中的溴酸盐。本文简要介绍溴酸盐，并就饮用水中溴酸盐浓度检测方法的典型原理及思路作一概述。进而提出了生活饮用水中溴酸盐的具体测定方案。
关键词：生活饮用水；溴酸盐；测定
在经济社会持续发展的新时代下，人们对美好生活的追求不再是简单的吃饱穿暖，而是更加注重在身体保健养生方面的追求。越来越多的人更为关注食品卫生安全问题，特别是饮用水的生产与使用。为了能够对饮用水进行深层次的处理，提高水体的健康度，大量基于臭氧消毒原理的消毒技术应运而生。臭氧消毒技术已被公众看作是现阶段科学技术含量最高、作用水平最高、安全性能最高的水体消毒最佳方案之一。然而，随着检测技术的不断突破，在臭氧消毒技术处理过的饮用水中常常会出现一定浓度的溴酸盐，据相关研究表明，溴酸盐对于人体的危害是存在的，能够有效诱导或直接促发人体的致癌隐患。溴酸盐的形成是消毒过程中臭氧与水中已有溴化无机物发生化学反应所致，也属于一种无机消毒产物。实验数据表明，若人长期接触的饮用水中溴酸盐的含量到达510μg／L时，人体的致癌风险概率上升为10-4，若直接接触饮用的水体溴酸盐的含量到达5.0μg／L时，人体致癌风险概率上升为10-5。此番研究结果也被世界官方癌症研究组织确定，积极设定溴酸盐为2B级潜在致癌物，其剂量达到一定标准后即具备遗传毒性。当前无论是世卫组织还是我国政府，都将溴酸盐的限制值确定为0.01mg/L。长期以来，各饮用水生产制造商苦于找不到一种成熟可行的技术方法来测定溴酸盐的含量，使得不少商家因无法达到国家以及行业标准而面临被取缔淘汰的风险。要有效开展生活饮用水中的溴酸盐测定，可灵活根据具体的需求和已知条件环境来谈论确定方法。
1 饮用水中溴酸盐浓度检测方法
饮用水溴酸盐物质浓度的检测，业界存在很多针对性的方法，如等离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、光度法等方法，这些方法在实际应用中，都能够发挥理想的效果，并且在技术的不断完善中逐步实践稳定性，应用更具有专业性，如很多企业在专项对天然饮用矿泉水中溴酸盐含量进行测定时就会选择等离子色谱法，制作成离子色谱仪以科学便捷地实施测定。该方法具有高强灵敏度，且具有良好的可重现性，且劣势在于操作过程中所需要的工序与步骤较多且繁琐，结果的得到受到的外界影响还是挺多的。
等离子色谱法主要使用的原理是：在抽样待检的目标物水体中，待测阴离子会在淋洗溶液的带动中进入到离子交换柱，淋洗溶液为Na2CO₃-NaHCO₃淋洗液，所用离子交换柱一般由预柱体与分离柱体组成，水体中存在的各种阴离子都能够在分离柱的作用下体现出不同的亲和力，从而引导完成分离效果。经过分离作用后，各阴离子开始在抑制器系统的转换作用下成为对应强酸物质，往往具备高电导性，而Na2CO₃-NaHCO₃淋洗液将通过化学反应转变为具有弱电导性的碳酸物质，在CO2抑制器的作用下进一步改变淋洗溶液内容，生成水。使用电导检测设备，逐一完成不同阴离子的电导率测定，并完成定性与定量分析。一般上，定性或定量分析的思路是将各种阴离子分离反应下的色谱图进行解读运算，计算相对保留时间与奉告的乘积，或计算时间与峰高的乘积，从而得到相应面积匹配量。
如在100μg／L浓度的自来水配制溶液中含有四种阴离子，分别是ClO - 2 、BrO - 3 、Cl - 、Br - ，通过离子色谱法的相应操作能够得到队形的阴离子分离色谱图。结合具体的色谱图就能够将不同水体阴离子进行区分。能够看出，在阴离子浓度不断变化过程中，色谱图中的阴离子峰面积也在不断出现变化。一般上，四种阴离子的浓度大小测定，就是将找出对应阴离子的峰面积后进行大小界定，实现定量分析。在实验室环境下，通过配置五类浓度不同的溴酸盐标准溶液，可得到对应的色谱图，且各浓度与峰面积间关系如表1所示。
表1 不同溴酸盐标准溶液的浓度差异与峰面积差异对应表
从表格数据中可以看出，不同溴酸盐标准溶液的浓度差异与与峰面积差异之间呈现线性关系，可解出具体的线性关系方程式为：Y=0.0192X-0.034。可见等离子色谱法运用的过程应分三个主要步骤：其一是积极在淋洗液环境中分离出待测溴酸盐阴离子BrO - 3 ，并要与水体中存在的其他阴离子进行有效分离；其二是以电导检测设备测定不同分离离子的电导率，积极完成色谱图，并在色谱图中找到对应的变量完成峰面积的计算；其三是整理溴酸盐的溶度差异取值与对应的峰面积，然后后构建线性关系方程式，积极求出水中的溴酸阴离子BrO - 3 浓度。
等离子色谱法的优点在于：灵敏度高、可重现性良好、商业化运营效果好；其缺点在于基于等离子色谱法建成的各种饮用水溴酸盐浓度检测装置的造价高、测量准备工作及具体操作环节较为复杂、专业技术程度要求高。因此，多数以等离子色谱法完成水体中溴酸盐浓度测量的工作都常处于实验室研究和检测状态，真正能够在饮用水制备过程中大量使用更加先进、便捷的水中溴酸盐含量测定技术或装备还需要投入更多的研究。
2 生活饮用水中溴酸盐的测定实验
2.1实验试剂与仪器选择
实验试剂方面：精选纯度级别较高的溴酸钠NaBrO3标准品、乙二胺C2H8N2、超纯水、氢氧化钾KOH。
实验仪器方面：选用具有代表性的岛津CDD．10AVP型离子色谱仪、仪器自带碳酸型抑制器；阴离子抑制器；阴离子色谱柱、保护柱；超声波清洗器；振荡器；离心机；分析天平；0.22μm水系样品过滤器。
2.2实验所需样品的处理
2.2.1采集实验水样并以合理方式预处理
实验中的待测水体可以通过标准容量的玻璃瓶或塑料材质的瓶子进行采集。注意要对采用二氧化氯ClO2和臭氧等活性气体完成消毒处理的水样进行必要的针对性处理，常常使用惰性气体为过滤气体，让水体通过惰性气体来达到消除二氧化氯与臭氧的目的。当然，若水样是采用加氯消毒的方式，则无需再使用惰性气体处理。
2.2.2 水样采集后的保存
采集到满足实验室要求的水样后及时进行密封保存，要求保存在冰凉环境下，可在冰箱冰柜的冷藏室持续保持4℃进行保存，要求所有的实验分析都要在7天保存期内完成。部分采集水样可加入乙二胺C2H8N2溶液，直至该化学溶液在水中溶度达到50mg/L，将集水容器进行密封后，充分摇晃均匀，同样保存在冰箱或冰柜的冷藏室4℃环境中，按四周时间来保存。水样在保存过程中，可取部分经0.45μm的水性样品过滤膜过滤后进行有关阴离子反应的色谱分析。
2.3 实验操作中相关参数与条件设定
色谱柱的规格设定为：IonPacAS19 4mm×250mm；保护柱的规格设定为：IonPacAS19 4mm×50mm；淋洗液流动属性要求：碳酸钠Na2CO₃为1.0nmol/L，碳酸氢钠NaHCO₃为1.0nmol/L。流速上保持0.7mL/min的速率。整个实验主要使用的抑制器为带碳酸型抑制器；电导检测装置为CDD0-10AVP型电导检测仪器，整个实验中的检测池温度控制在35摄氏度。水样的推进量保持为50μL。
3 生活饮用水中溴酸盐的测定实验结果分析
3.1 标准溶液线性讨论
取适量溴酸钾KBrO3标准品来配制标准溶液，本实验将标准溶液的溶度设定为0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、10.0、50.0、100.0等量值，以μg/mL为单位，将所有标准溶液按浓度值由低到高的顺序排列后，依次测定出对应浓度下的色谱图峰面积。下列表2内容为不同浓度取值下采用电导检测仪器得到有关电导率后对应求出的峰面积。
表2 不同浓度的溴酸钾KBrO3标准溶液对应峰面积
利用表2所示数据，能够结合溴酸钾的不同浓度与对应峰面积绘制出标准曲线，在浓度为0-10.0μg/mL的溶液浓度范围内，具有突出的良好线性，且相关系数确定为0.9995。通过这些线性关系能够看出，整个方法所发挥的检测灵敏度是十分高级的，能够满足当前对生活饮用水不同浓度溴酸盐的检测要求。
3.2 方法的准确性讨论
3.2.1 标准溶液重复检测检出限与定量限
实验人员通过对不加入任何试剂物质的空白水样进行检测，可发现相关检测仪器的反应信号毫无示数输出，则证明空白水样中未含有溴酸离子，因此可将该空白试样记作0。现选择已添加2.0μg/mL的KBrO3溶液标准试样按照既定的方法处理后进行十次提取，并根据提前设定好的分析条件来检测十次，最终将得到表3 所示结果。
表3 添加2.0μg/mL的KBrO3标准试液反复检验的检出限与定量限
3.2.2 方法的重复性
在水样品中添加浓度达到6.0μg/mL的KBrO3标准试液后，按照既定的方法处理后进行十次提取，并根据提前设定好的分析条件来检测十次，最终将得到表4所示检测结果的平均值与标准方差。
表4 添加6.0μg/mL的KBrO3标准试液反复检验的平均值与标准方差
以上两次实验中，待测饮用水体样品中标准KBrO3标准溶液的浓度分别为2.0μg/mL和6.0μg/mL.采用F检验法，检验两种不同浓度下的重复检测结果，积极探讨不同浓度下的检测结果是否存在本质。即通过计算不同浓度下重复性检测结果的重复性限，总结计算得到平均重复性限，可作为本文所探讨的等离子色谱方法的重复性限。可见表5。
表5 不同浓度的溶液的F检验结果以及重复性限
表5的数据结果能够反映出虽然在水试样中添加的KBrO3标准试液溶度有所不同，但并不影响检测结果的重复性，也就是说无法溴酸盐的浓度怎么变化，其检测结果的重复性一致，能够满足理想的重复性实验要求。通过计算平均重复性限能够得到该方法的重复性限值为0.1072μg/mL。
3.2.3 可重现性研究
两名实验室工作人员分别在不同的水待测试样中加入4.0μg/mL的KBrO3标准溶液，继续按照相关规范动作完成十次样品提取，并利用确定条件完成检测，同时计算最终的检测结果、平均值与标准差，能够得到两个不同人员操作下的同浓度样品比较F检验值为1.2386，可见等离子色谱法的重现性能够满足要求，且可以得到平均再现性限指标为0.07μg/mL。
3.2.4 待测定水样的溴酸盐回收率
工作人员应积极对溶有溴酸盐的水样进行加标回收试验。主要操作思路及步骤就是：加入不同浓度的溴酸盐标液，在经过两次处理后，测得样品的检测浓度较为精确。最终能够测出平均回收率保持在[96%,100%]区间内。
结束语
使用离子色谱法完成生活饮用水中的溴酸盐浓度测定的思路是可行的，在具体操作中能够获得理想的检测结果。当溴酸盐浓度处于0-10.0μg/mL范围内时，该法能够使检测样品保持理想线性关系。最终实现溴酸盐的平均回收率保持在[96%,100%]区间内，整个方法操作简易快捷，高灵敏度且重现性较高，是理想的测定方法之一。
参考文献
[1]王楠,罗爽,庞健,等.生活饮用水中溴酸盐的测定[J].四川理工学院学报(自科版),2016,29(2):5-8.
[2]庾志衡.饮用水中溴酸盐浓度检测方法研究[D].桂林电子科技大学,2011.
[3]梁夏玲.离子色谱法测定生活饮用水中溴酸盐的不确定度影响因素[J].食品安全导刊,2017(3):99-101.
论文作者:陈秋霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：溴酸盐论文; 浓度论文; 阴离子论文; 溶液论文; 标准论文; 色谱论文; 水体论文; 《基层建设》2018年第19期论文;