一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法技术

一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，采用铵盐作为水样的脱氯剂；将水样的pH调节至4.5～6.5之间以抑制碘代含氮消毒副产物例如二碘乙酰胺(DIAcAm)的水解。包括如下步骤：(1)向水样中添加铵盐，用量控制在水中游离性余氯摩尔浓度的2～5倍；(2)若水样保存时间大于1天，再向水样中添加亚硝酸盐，用量控制在水中总余氯摩尔浓度的1～2倍；(3)随即使用弱酸将水样的pH调节至4.5～6.5之间，即完成碘代含氮消毒副产物二碘乙酰胺的水样的保存。本发明专利技术所使用的试剂廉价、易与获取，处理方法简单且不会对后续的分析结果产生影响；本发明专利技术是一项经济、高效、准确的保存水样中碘代含氮消毒副产物二碘乙酰胺的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于市政与环境工程
，涉及一种碘代含氮消毒副产物的水样保存技术。
技术介绍
饮用水消毒对公共卫生安全做出了巨大贡献，使千家万户可以获得有安全保障的饮用水。然而消毒剂(氯)与水源水中的有机物或无机物发生化学反应，生成消毒副产物。其中一些副产物通常都具有细胞毒性、基因毒性和突变性。近年来毒理学发现，含氮消毒副产物的毒性通常大于含碳消毒副产物；并且卤代含氮消毒副产物中，碘代含氮消毒副产物的毒性通常大于溴代和氯代的副产物。二碘代乙酰胺(DIAcAm)的慢性细胞毒性是目前已知慢性细胞毒性的消毒副产物中最高的，是《生活饮用水标准》中规定的三氯甲烷和氯乙酸等副产物的数百上千倍(Plewa and Wagner,Charting a New Path To Resolve the Adverse Health Effects of DBPs.In Recent Advances in Disinfection By-Products；Xie,et al.；ACS Symposium Series；American Chemical Society:Washington,DC,2015.)。因此，为保障人们的饮水安全，对DIAcAm进行分析监测是非常有必要的。运用合理的取样方法是分析监测的关键环节，对氯消毒副产物取样时，需要投加脱氯试剂来终止氯化反应。不同于三卤甲烷等高稳定性消毒副产物，二碘代乙酰胺(DIAcAm)在水中不稳定，易受脱氯试剂和溶液酸碱性的影响。现阶段采集水中消毒副产物水样时，多以硫代硫酸钠、亚硫酸钠等还原剂为脱氯试剂，并以过量的方式投加，从而会彻底的消除余氯而残留一部分脱氯试剂在水中。这部分残留的脱氯试剂对三卤甲烷等高稳定性消毒副产物的影响较小，但会导致DIAcAm的分解，从而导致仪器测定分析结果与其实际浓度不符。此外，水样呈碱性或强酸性时也可导致DIAcAm的水解。因此，需要一种简便、有效的取样技术来保证水样收集过程中DIAcAm的浓度稳定，不发生水解，提高后续分析结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，保证水样收集过程中碘代含氮消毒副产物的浓度稳定，提高后续分析结果的准确性。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，采用铵盐作为水样的脱氯剂；将水样的pH
调节至4.5～6.5之间以抑制碘代含氮消毒副产物的水解。优选地，包括如下步骤：(1)向水样中添加铵盐，用量控制在水中游离性余氯摩尔浓度的2～5倍；(2)若水样保存时间大于1天，再向水样中添加亚硝酸盐，用量控制在水中总余氯摩尔浓度的1～2倍；(3)随即使用弱酸将水样的pH调节至4.5～6.5之间，即完成碘代含氮消毒副产物的水样的保存。优选地，所述铵盐为氯化铵或硫酸铵。优选地，所述弱酸为有机弱酸或弱酸盐。优选地，水中总余氯量依据我国《生活饮用水卫生标准检验方法》(GBT5750-2006)中规定的方法测得。所述的碘代含氮消毒副产物是二碘乙酰胺。由于采用上述技术方案，选取氯化铵等铵盐(硫酸铵等也可以)作为脱氯剂，氯消毒后，水中会留有余氯以防止病原微生物等在管网中爆发。取样时需要将余氯去除，从而保证水样在运输和储存过程中不再进一步发生氯化反应。通常会添加亚硫酸钠、硫代硫酸钠或抗坏血酸等脱氯剂来去除水中所含的游离性余氯。但是这些脱氯剂如果添加过量会将二碘代乙酰胺(DIAcAm)还原脱碘，使其含量发生变化,从而导致后续测定结果失真。本专利技术创新性的采用氯化铵或硫酸铵作为脱氯剂(事实上氯化铵与氯反应生成氯胺，仍然有一定的氧化性，但对DIAcAm的影响较小)，这种脱氯剂还原性较弱，可以消除水中自由行余氯，且不会还原DIAcAm。通常采集水样之后会直接密封，随后通过冰镇(约≤4℃)送往实验室进行分析检测。经过前期系统研究发现，如果水样pH>6.5或pH<4.5时，在运输过程中，二碘代乙酰胺(DIAcAm)会发生水解生成二碘代乙酸，这样会使DIAcAm的分析结果发生偏差；本专利技术的研究发现，当使用醋酸(乙酸)，甲酸等弱酸将pH调节至4.5～6.5之间，会抑制DIAcAm的水解，从而保障水中DIAcAm分析结果的精准性。附图说明图1为本专利技术实施例初始浓度为10μg/L的二碘乙酰胺(DIAcAm)反应24h后的浓度(不同pH值情况下的对照)。图2为本专利技术实施方式示意图。具体实施方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。针对现有的水样保存技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种改善二碘代乙酰胺
(DIAcAm)这样一种高毒性碘代含氮消毒副产物水样保存的方法。如图2所示，该方法包括如下步骤：(1)向水体中添加一定量的氯化铵或硫酸铵等铵盐(控制在水中游离性余氯摩尔浓度的2～5倍)；(2)如需长期保存水样(大于1天)，须再向水样中添加一定量的亚硝酸盐(控制在水中总余氯摩尔浓度的1～2倍)；(3)随即使用弱酸(乙酸、甲酸等有机弱酸或弱酸盐)将水体的pH调节至4.5～6.5之间，即完成了DIAcAm水样的保存。具体如下：本专利技术采用氯化铵或硫酸铵等铵盐等作为脱氯剂(本段落以氯化铵为例)，所投加氯化铵的剂量(摩尔浓度)需要控制在水中余氯摩尔浓度的2～5倍，即[氯化铵投加量]＝2～5×[水中游离性余氯量]，水中游离性余氯量可依据我国《生活饮用水卫生标准检验方法》(GBT5750-2006)中规定的方法测得(游离性余氯量测定为通识性测定方法，不在本专利技术保护范围)。事实上，氯化铵与氯(即HOCl等)反应生成一氯胺(NH2Cl)，NH2Cl虽然仍然有一定的氧化性，但在短时间内(如一天内)对DIAcAm稳定性影响较小，且过量的氯化铵或硫酸铵会抑制游离性余氯(HOCl等)的形成，如式1和2所示，从而避免了HOCl等游离性余氯对DIAcAm的氧化分解作用。NH4Cl+HOCl f NH2Cl+HCl+H2O (1)(NH4)2SO4+2HOCl f 2NH2Cl+H2SO4+2H2O (2)如需要更长时间的保存水样，即超过一天时，考虑到一氯胺(NH2Cl)仍然有一定的弱氧化性，需要再投加一定量的亚硝酸钠等亚硝酸盐，可以进一步脱除NH2Cl的氧化性。此时水样中既包含游离性余氯(HOCl等)又包含化合性余氯(NH2Cl等)，的为所投加亚硝酸钠的剂量(摩尔浓度)也需要控制在水样中总余氯摩尔浓度的1～2倍，即[亚硝酸钠投加量]＝1～2×[水中总余氯量]，水中总余氯量也可依据我国《生活饮用水卫生标准检验方法》(GBT5750-2006)中规定的方法测得(总余氯量测定为通识性测定方法，不在本专利技术保护范围)。在投加铵盐和亚硝酸盐的处理之后，需要随即投加醋酸或醋酸盐等弱酸或弱酸盐来调节水样pH至4.5～6.5内，以防止DIAcAm水解成碘代乙酸(式3)。如图2所示，在脱氯后的自来水中配置浓度为10μg/L的DIAcAm，研究发现，在不同pH值条件下，避光保存水样24小时后，pH至4.5～6.5时对应的DIAcAm浓度最接近于10μg/L，即pH＝4.5～6.5时DIAcAm稳定性较佳。实施例一：本实施例为抑制水中二碘代乙酰胺(DIAcAm)水解及氯化的一种DIAcAm水样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，其特征在于：采用铵盐作为水样的脱氯剂；将水样的pH调节至4.5～6.5之间以抑制碘代含氮消毒副产物的水解。

【技术特征摘要】
1.一种碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，其特征在于：采用铵盐作为水样的脱氯剂；将水样的pH调节至4.5～6.5之间以抑制碘代含氮消毒副产物的水解。2.根据权利要求1所述的碘代含氮消毒副产物的水样保存方法，其特征在于包括如下步骤：(1)向水样中添加铵盐，用量控制在水中游离性余氯摩尔浓度的2～5倍；(2)若水样保存时间大于1天，再向水样中添加亚硝酸盐，用量控制在水中总余氯摩尔浓度的1～2倍；(3)随即使用弱酸将水样的pH调节至4.5～6.5之间，即完成碘代含氮消毒副产物的水样的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚文海，丁顺克，高乃云，尹大强，徐斌，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31