饮用水中三卤甲烷生成势的监测步骤

一般饮用水中的很多有害物质大都来自水源污染，而我们现在要讲的三卤甲烷却刚好相反，一般此类物质很少会存在于天然的水体中，但在自来水厂进行消毒的过程中，所使用的氯离子会与水中有机物反应形成三卤甲烷此类物质，其中出现最多的是氯仿。

而三卤甲烷生成势是指在保证加氯量足够的条件下，与氯反应足够长的时间后，水样中所能产生的三卤甲烷的最大量。其监测原理是将水样中投加足够量的氯，在充分长的时间内让三卤甲烷前体物反应生成三卤甲烷，用顶空-气相色谱法监测生成三卤甲烷的量并用来表征三卤甲烷生成势。

测定三卤甲烷生成势

检测所需试剂

1、氮气：纯度≥99、999%。

2、高纯水：符合GB/T33087要求。

3、氢氧化钠：分析纯。

4、无水磷酸二氢钾：分析纯。

5、甲醇：色谱纯。

6、抗坏血酸：分析纯。

7、盐酸：1、19g/mL，分析纯。

8、次氯酸钠：有效氯≥10%。

9、三氯甲烷标准溶液：1000mg/L，溶剂为甲醇，有证标准物质。

10、二氯一溴甲烷标准溶液：2000mg/L，溶剂为甲醇，有证标准物质。

11、一氯二溴甲烷标准溶液：2000mg/L，溶剂为甲醇，有证标准物质。

12、三溴甲烷标准溶液：2000mg/L，溶剂为甲醇，有证标准物质。

13、三卤甲烷标准贮备液：ρ（三氯甲烷）=4、0mg/L、ρ（二氯一溴甲烷）=2、0mg/L、ρ（一氯二溴甲烷）=2、0mg/L、ρ（三溴甲烷）=10mg/L。分别准确移取三氯甲烷标准溶液（4、9）40μL、二氯一溴甲烷标准溶液（4、10）10μL、一氯二溴甲烷标准溶液（4、11）10μL、三溴甲烷标准溶液（4、12）50μL于10mL容量瓶中，甲醇定容至刻度，混匀。

14、三卤甲烷标准使用液：ρ（三氯甲烷）=0、4mg/L、ρ（二氯一溴甲烷）=0、2mg/L、ρ（一氯二溴甲烷）=0、2mg/L、ρ（三溴甲烷）=1、0mg/L。准确移取三卤甲烷标准贮备液1mL于10mL容量瓶中，甲醇定容至刻度，混匀。

15、氢氧化钠溶液（40g/L）：称取20g氢氧化钠，用高纯水溶解，并稀释定容至500mL。

16、盐酸溶液（1+9）：将盐酸缓缓加到高纯水中，配制体积比为1:9的盐酸溶液。

17、磷酸盐缓冲液：溶解68、1g无水磷酸二氢钾和11、7g氢氧化钠于高纯水中，并定容至1L。4℃以下冷藏保存。

18、次氯酸钠溶液：含有效氯5g/L，用次氯酸钠加高纯水稀释，现用现配。

检测所需仪器

1、气相色谱仪：配电子捕获检测器。

2、色谱柱：HP-5（30m×320um×0、25um）或其它等效色谱柱。

3、顶空进样器。

4、顶空采样瓶：60 mL（配带有聚四氟乙烯硅胶垫和塑料螺旋帽密封），使用前在 120 ℃烘烤 2 h。

5、顶空瓶：20 mL，使用前在 120 ℃烘烤 2 h。

6、顶空瓶密封盖：配 20 mL 顶空瓶，一次性使用。

7、容量瓶：10 mL 和 100 mL。

8、微量注射器：100ul、500ul 和 1 000ul。

9、移液器：10 mL。

10、余氯比色仪。

11、恒温培养箱。

仪器分析

三卤甲烷的定量分析通常采用气相色谱法（GC）结合电子捕获检测器（ECD）或质谱检测器（MS）。具体分析条件如下：

－色谱柱：选用DB-5或等效的非极性毛细管柱（如30m×0.25mm×0.25μm）。

－载气：高纯氮气或氦气，流速1.0mL/min。

－温度程序：初始温度40℃（保持2分钟），以10℃/min升至150℃，再以20℃/min升至250℃（保持5分钟）。

－检测器：ECD检测器温度为300℃，MS检测器采用选择离子监测（SIM）模式，定量离子为m/z 83、85、129等。

水样保存

  水样采集后应送回实验室尽快分析，如不能及时分析，可在4℃以下冷藏保存，三卤甲烷本底样品24h内完成测定，三卤甲烷生成势7d内完成测定。样品存放区域无有机物干扰。

水样制备

  分别取60mL水样至两个顶空采样瓶中，为瓶I和瓶II。

  瓶I为本底水样，采样时先加0、3g-0、5g抗坏血酸于顶空瓶中。用移液器移取瓶I的水样10mL于20mL顶空瓶中，待测。

  瓶II中加入60uL磷酸盐缓冲液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节pH=8、0±0、2，加入80uL次氯酸钠溶液，放于恒温培养箱内20℃避光反应24h后，用余氯比色仪测定余氯浓度应为（1、0±0、4）mg/L，加入抗坏血酸终止反应。若余氯不在此范围内，重新实验。用移液器移取瓶II中的水样10mL于20mL顶空瓶中，待测。

检测步骤顶空进样器条件

加热器温度：60℃。

定量环温度：70℃。

传输线温度：80℃。

加热时间：20min。

色谱分析条件

进样量：1、0mL。

进样方式：分流，分流比为20:1。

进样口温度：200℃。

检测器温度：300℃。

柱温程序：35℃保持5min，然后以1℃/min升到50℃。

柱流量：1、0mL/min。

尾吹流量：20mL/min。

隔垫吹扫流量：3、0mL/min。

校准曲线的绘制

取6个100mL容量瓶，分别加入适量高纯水，再加入三卤甲烷标准使用液100uL、200uL、400μL、600uL、800uL和1000uL至6个容量瓶，用高纯水定容至刻线，配制成三卤甲烷的混合标准系列，三氯甲烷浓度为0、0004mg/L、0、0008mg/L、0、0016mg/L、0、0024mg/L、0、0032mg/L和0、0040mg/L；二氯一溴甲烷浓度为0、0002mg/L、0、0004mg/L、0、0008mg/L、0、0012mg/L、0、0016mg/L和0、0020mg/L；一氯二溴甲烷浓度为0、0002mg/L、0、0004mg/L、0、0008mg/L、0、0012mg/L、0、0016mg/L和0、0020mg/L；三溴甲烷浓度为0、001mg/L、0、002mg/L、0、004mg/L、0、006mg/L、0、008mg/L和0、010mg/L。分别移取10mL混合标准系列溶液至顶空瓶中，按照浓度从小到大的顺序依次测定，以三卤甲烷的质量浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制校准曲线。

水样检测

  按照与校准曲线的绘制步骤对制备好的水样进行测定。以样品的保留时间定性进行定性分析，保留时间相对偏差±3%之内。定量分析可以根据各组分的峰面积，通过校准曲线确定水样中各组分含量。三卤甲烷生成势为加氯反应24 h后的浓度与样品本底浓度的差值可以按照相关公式计算。

注意事项

季节性变化：水源中有机物含量和种类会随季节变化，建议定期监测（如每季度一次）。

管网影响：供水管网的材质和停留时间可能影响三卤甲烷的生成，需结合管网水质模型综合分析。

健康风险：根据WHO或国家标准的限值（如我国《生活饮用水卫生标准》规定总THMs限值为100μg/L），评估暴露风险。

总而言之上述的步骤可以系统、科学地监测饮用水中三卤甲烷的生成势，为保障饮用水安全提供技术支撑。实际工作中还需结合水厂运行数据和水质变化动态调整监测方案，以实现精准防控。

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