基于紫外转化预处理的水中有机卤检测方法的研究

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水中卤代有机物因具有致畸、致癌和致突变性引起人们的广泛关注。这些卤代有机物种类繁多、结构复杂,无法一一检测。为了评价水的污染状况,人们提出了一种替代指标——总有机卤(TOX)。目前,TOX的检测标准方法是使用活性炭热解法将卤代有机物转化为无机卤化物。该方法存在一系列的问题,比如对活性炭本底卤值要求高、溴元素和碘元素被氧化、卤化氢气体吸收不完全以及成本高等。为解决上述问题,本课题提出了真空紫外(VUV)与紫外(UV)联用,将卤代有机物充分转化为无机负一价卤化物后再进行卤离子测量,从而实现TOX测量的新方式。本文的主要研究内容和结果如下:  确定和优化紫外转化步骤。根据典型难降解物一氯乙酸在不同反应条件下脱氯速率的分析,确定卤代有机物在 VUV 体系中完全脱卤的时间为 60 min。研究发现,虽然卤代有机物可以完全脱卤,但部分溴离子和碘离子被氧化为高价态形态,这不利于离子的后续测量。因此,本课题也研究了利用额外UV过程将高价态碘离子还原的反应条件,从而确定了紫外转化的最佳步骤和优化条件是:先用 VUV体系光解 60 min 脱卤,随后调节 pH 至 10.5~11.5 再用 UV体系光解30 min将高价态卤素还原为负一价卤素。  基于上述紫外转化步骤,本课题研究了 TOX 标准物质——三氯苯酚、三溴苯酚和对碘苯酚在不同环境和操作因素下的卤回收率。结果表明,在pH=7~12 范围内,三种标准物质的回收率均可达到 90%以上,满足检测方法的基本要求。多数水中常见阴离子(氯离子、溴离子、碳酸根和硝酸根)在浓度不超过10 mg/L时对上述物质的卤回收率无影响。典型天然有机物的浓度达到10 mg-C/L时,上述TOX标准物质的卤回收率依然满足检测要求。因此该部分结果证明了本方法的适用性。  为确定本检测方法的使用范围,本课题从多种物质的转化率、精密度、准确度、标曲以及实际水样检测方面评价了该方法。实验表明,多达 20 种物质均可经过本方法准确回收。总有机氯、总有机溴和总有机碘的脱卤效果分别在浓度0.01~1 mg/L、0.03~1 mg/L和0.01~1 mg/L内有良好的线性关系(R2>0.9),且其方法检出限分别是0.007 mg/L、0.011 mg/L和 0.004 mg/L。对纯水和自来水,该方法的加标回收率为92%~107%,相对标准偏差在10%以内。
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