文档介绍：饮用水中氯代丙酮类消毒副产物的分析方法研究
高乃云, 楚文海
(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室, 环境科学与工程学院, 上海 200092)
前言
三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)是最早被发现,且具有致癌、致畸和致突变作用的饮用水消毒副产物(disinfection by-products, DBPs)[1,2]。早在70年代,美国国家癌症协会研究发现,THMs对动物具有致癌作用[3]。加之近年来水源水污染的加剧[4],导致给水厂常规氯化消毒后的饮用水中THMs含量大大提高,严重影响着人们的饮水健康。因此,对THMs形成机理的研究引起了广泛关注。氯代丙酮(CAces)是THMs形成过程中的重要中间产物[5],如图1所示,1,1,1-三氯丙酮(TCAce)发生碱催化水解生成THMs(CHCl3)。同时,1,1-二氯丙酮(DCAce)和TCAce本身也作为DBPs,广泛存在于饮用水中,早有研究发现,DCAce和TCAce的细胞毒性和基因遗传毒性较强,具有致癌、致畸和致突变作用,破坏DNA和染色体[5,6]。
为加强对饮用水中THMs等消毒副产物的控制,许多国家在新制定的饮用水标准和规范中,设立了针对THMs、卤乙酸、氯乙醛和氯酚等DBPs更加严格的浓度限值[7,8],从而迫使水厂改变原有消毒工艺,而由氯胺,臭氧等消毒工艺取而代之[9]。然而研究发现,氯胺消毒和预臭氧等工艺可以降低THMs的生成量,但可能导致饮用水中CAces等DBPs含量的增加。因此,为了更好的研究THMs生成机制和调查CAces等有毒DBPs在饮用水中的含量,需要建立一种较为便捷的DCAce和TCAce分析方法。目前国内外还没有统一的CAces检测分析方法,相对成熟的方法是采用气相色谱/电子捕获检测器(GC/ECD)对CAces进行测定, μg/L以下[10],然而,在研究DBPs生成机理和控制方法的过程中常需要进行同位素标定和产物分析,因而本文采用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)来研究适合于饮用水中CAces的分析方法。
实验部分
气相色谱-质谱联用仪:日本Shimazu GC/MS-QP2010S,毛细管柱(型号:RTX-5 MS,柱长30 m, mm, μm) 自动进样器:AOC-20i。试管振荡器:德国IKA lab dancer。DCAce和TCAce混合标准品(纯度>98%):Supelco公司产品。甲基叔丁基醚(MTBE,色谱纯)和乙酸乙酯(ETAC,色谱纯):美国Fisher Chemicals公司产品。抗坏血酸、冰醋酸、亚硫酸钠和硫代硫酸钠(分析纯):国药集团化学试剂有限公司产品。超纯水:由Millipore超纯水机制备电阻率,18 MΩ·cm。
气相色谱-质谱条件
载气:高纯氦气;载气流量控制方式:压力控制;柱头压: kPa;进样量: μL;进样方式:无分流进样;数据采集、分析:GCMS solution软件工作站。进样口温度:110 ℃;质谱检测器温度:250 ℃;离子源:电子轰击离子源(EI);电子能量:70 eV;扫描质量范围m/z:30~300;检测模式:选择离子检测(SIM)。 min。升温程序:初始温度为30