气相色谱-质谱法检测饮用水新生含氮消毒副产物氯代乙酰胺

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)法检测饮用水中新生致突变含氮消毒副产物(N-DBPs)二乙酰胺(DCAcAm)和三乙酰胺(TCAcAm)的分析方法.考察了GC/MS和GC/ECD两种检测仪器及不同样品前处理技术对氯代乙酰胺(CAcAms)的检测效果.对比发现,酸催化水解+GC/ECD的分析方法容易受其它消毒副产物(DBPs)的影响,直接液液萃取(LLE)+GC/MS更适合CAcAms的分析;乙酸乙酯(ETAC)的萃取效果优于DBPs分析常用萃取剂甲基叔丁基醚(MTBE).在选定条件下,DAcAm和TAcAm在10～1000 μg/L的范围内线性关系良好,r＞0.9995; 方法回收率在82.0%～111.9%之间;RSD小于10%;检出限(MDL)和测定限(RQL)均低于1 μg/L.     

固相萃取-超高压液相色谱-串联质谱测定水中19种抗生素

应用固相萃取(SPE)及液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术,建立了水中痕量(ng/L)四环素类、磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类和β-内酰胺类5类共19种抗生素的同时定量检测方法。水样通过HLB萃取小柱富集后,以C18反相色谱柱为分析柱,乙腈-0.1%甲酸溶液为流动相,采用LC-MS/MS进行定量分析。选择电喷雾正电离源(ESI+),多反应监测模式(MRM),内标法定量。19种抗生素在0.5~1 000μg/L范围内均具有良好的线性关系,方法的定量下限(S/N=10,1 000倍浓缩)为0.1~0.5 ng/L。以纯水和河水(黄浦江水)作为基底,13C-咖啡因为内标物,加标质量浓度为20、100 ng/L时,抗生素的平均加标回收率分别为75%~125%和77%~132%,相对标准偏差(RSD)分别为1.7%~6.9%和0.9%~6.5%,表明所建立的测试方法准确可靠。研究结果表明,黄浦江水受到了抗生素污染,共检出15种抗生素,检出的四环素类、磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类及β-内酰胺类抗生素污染质量浓度分别为13.0~56.9、12.2~103.4、53.8~84.8、3.1~26.2、16.5~181.6 ng/L。     

工业污水消毒脱色的紫外-可见吸收光谱分析

研究紫外-可见吸收光谱用于工业污水色度表征的替代方法,并用以比较消毒剂对污水的脱色效果。结果表明,对于色度组成变化较大的工业污水,应使用可见吸收光谱(350～600 nm)而非紫外吸收光谱表征色度。可见吸收光谱的特征值与污水的真色值相关性良好。三种消毒剂中臭氧和二氧化氯的脱色性能好于氯,但二氧化氯自身色度对脱色有负面影响。可见吸收光谱特征值能有效反映消毒处理后污水色度的变化。     

饮用水含氮消毒副产物NDMA的形成与去除研究进展

N-亚硝基二甲胺(NDMA)是一种强致痛物质,普遍存在于食品、工业制品和污染大气之中.作为一种新发现的饮用水消毒副产物,NDMA已逐渐成为水环境化学研究领域的一个热点.介绍了饮用水消毒副产物NDMA的相关背景,重点评述了NDMA在水中的形成机制,主要包括亚硝化和非对称二甲肼氧化两种途径,强调NDMA的前体物还有待进一步确认.对水中NDMA的去除方法进行了总结,包括物理方法、光解作用、生物降解和高级氧化技术.最后提出了饮用水含氮消毒副产物NDMA的若干研究方向.     

饮用水新型含氮消毒副产物卤乙酰胺稳定性研究

饮用水氯化消毒工艺向氯胺消毒工艺的转变, 降低了三卤甲烷(THM)和卤乙酸(HAA)等消毒副产物(DBP)的浓度, 但增加了毒性更强的含氮消毒副产物(N-DBP)含量, 卤乙酰胺(HAcAm)便是其中的代表. 本研究结合线性自由能关系(LFER)理论, 考察了HAcAm在不同pH条件下的水解特性, 以及不同氯投加量条件下的氯化特性, 并探讨了HAcAm的水解和氯化反应路径. 结果表明, 在较强的酸性条件下(pH＝4)二氯乙酰胺(DCAcAm)将发生水解反应, pH＝5时DCAcAm较为稳定, 三氯乙酰胺(TCAcAm)在酸性条件下未产生明显的水解现象; 碱性环境中TCAcAm和DCAcAm皆发生明显水解反应, 反应符合一级动力学, 保存DCAcAm和TCAcAm水样时需调pH至5左右. 氯化消毒会产生较高浓度的THM和HAA, 但可能会缩减毒性更强的HAcAm等N-DBP在饮用水中的含量. pH＝10时TCAcAm水解后快速生成三氯乙酸(TCAA); 而对于氯化反应, TCAcAm与HOCl反应生成较为稳定的中间产物Cl-N-TCAcAm, 当HOCl浓度较高时, Cl-N-TCAcAm进一步与HOCl反应生成TCAA.     

在饮水中典型溶解性有机氮酪氨酸氯化生成氯仿的机理分析

饮用水氯化消毒可以有效杀灭细菌, 但同时会产生危害人体健康的消毒副产物(DBP). DBP生成机理研究是有效控制DBP的前提. 溶解性有机氮(DON)是DBP的重要前体物, 选取典型DON-丙氨酸(Ala)、苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(Tyr)作为氯仿(CF)等DBP的前体物, 研究三种氨基酸(AA)的耗氯量和CF产率; 同时考察了Tyr氯化中间产物2,4,6-TCP的氯化特性和CF产率; 采用GC/MS扫描和前线轨道理论验证, 探讨了CF的主要生成路径. 研究发现, 在同等氯化反应条件下, 由于侧链基团的不同, Tyr的耗氯量以及CF产率都明显高于Ala和Phe, 从而说明Tyr确实是一种重要的CF前体物质. CF的主要生成路径为Tyr→ 4-MCP → 2,4-DCP → 2,4,6-TCP → CF. 氯胺消毒工艺可有效控制CF的生成, 并能减少2,4,6-TCP的产生, 但不能确保饮用水的生物安全性. 氯化消毒之前将Tyr等重要前体物去除可能是控制CF等DBP更加有效的措施.     

三维荧光结合自组织映射神经网络考察自来水厂有机物去除效果

三维荧光光谱在水体监测和水处理领域日益引起广大研究者的关注。自组织映射神经网络(SOM网络)作为一种非监督、自学习的神经网络,具有自稳定性高、抗噪声能力强等特点。使用SOM网络对某自来水厂处理流程中水样的荧光光谱进行解析,可以将三维荧光光谱聚类成三类,分别对应为络氨酸类蛋白有机物、色氨酸类蛋白有机物、紫外富里酸类物质。整个自来水处理工艺能够有效的去除水体中的有机物,其中络氨酸类、色氨酸类、紫外富里酸类物质的去除率分别为84.6%,79.9%,69.1%。研究结果表明,SOM网络可以作为一种有效的水体荧光光谱分析工具,有助于优化水处理工艺参数,提高水处理工艺性能、以及自来水厂的监测和管理。     

色氨酸与消毒剂反应形成三卤甲烷的光谱分析

使用荧光光谱和紫外光谱分析消毒剂(自由氯,自由溴)和色氨酸的反应及消毒副产物三卤甲烷的产生特性。实验表明：消毒剂反应降低了色氨酸荧光强度和FRI值(fluorescence region integration),二者线性相关。消毒剂中自由溴比例增加,荧光团FRI降低,UV₂₈₀值降低,UV₂₅₄值增加。THMs中溴代产物比例也随自由溴比例单调增加,而THMs总量没有呈现相似的变化规律。反映出和自由氯相比,自由溴取代性更强而氧化性更弱。自由溴单独和色氨酸反应时,FRI与CHBr₃产生量线性相关。加入NH₃后,消毒剂性质改变使得线性被破坏。