[發明專利]一種使用不同極性固相萃取小柱解析亞硝胺前體物的方法

有效

• 申請號: 201410010059.9
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103760279A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 陳超;張曉健;廖曉斌;汪雋;李士翔
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N1/34;G01N33/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明涉及一種根據不同極性和帶電性來解析亞硝胺前體物的方法，屬于給水排水處理領域。

背景技術

亞硝胺是一類強致癌物。目前，已經研究確認了二甲基亞硝胺（NDMA）、二乙基亞硝胺（NDEA）、二丙基亞硝胺（NDPA）等9種亞硝胺可以在給水排水消毒處理過程中產生。在水處理中，亞硝胺物質主要來自于水中含有二烷基胺結構的的前體物，例如二甲胺是二甲基亞硝胺的直接前體物，另外部分藥品、凈水藥劑、污水廠出水、生活污水也能貢獻很高的亞硝胺前體物。水處理中常用的氯胺消毒劑可以與亞硝胺前體物反應生成較高濃度的亞硝胺，游離氯、臭氧等消毒劑或氧化劑也能與前體物反應生成亞硝胺。

為了保護居民健康，發達國家已經紛紛開始制定亞硝胺的水質標準。其中2004年，加拿大的安大略省率先提出了飲用水中二甲基亞硝胺的濃度不得超過9ng/L；美國的加利福尼亞州、馬薩諸塞州提出的二甲基亞硝胺的推薦濃度是10ng/L。2010年加拿大設定了亞硝胺的飲用水國家標準，其中二甲基亞硝胺的濃度限值是40ng/L；澳大利亞也規定了二甲基亞硝胺的濃度不得超過100ng/L；WHO也設定了二甲基亞硝胺的推薦標準是100ng/L。美國也計劃在2013年設定亞硝胺的相關標準。我國也在開展亞硝胺類消毒副產物的調研和研究工作。

NDMA等亞硝胺物質性質十分穩定，一旦在消毒過程形成，難以被化學氧化、生物處理去除；同時由于其分子量小，極性強，即使采用昂貴的反滲透工藝，其截留率也很僅有25-49%；紫外光降解亞硝胺要求的劑量往往高達上千mJ/cm²，并不實用。所以，更為可行的亞硝胺類副產物控制策略是在消毒之前去除其前體物，以減少其生成的可能性。

目前與亞硝胺檢測相關的專利申請包括：

（1）一種測定水中痕量含氮消毒副產物二甲基亞硝胺的方法（申請號：201110412710.1）本發明屬于環境保護和水處理技術領域，公開了一種測定水中痕量含氮消毒副產物二甲基亞硝胺的方法，該方法包括以下步驟：1)水樣酸化預處理；2)固相萃取材料的酸化、干燥與裝填；3)控制固相萃取過程、洗脫及凈化洗脫液；4)樣品的自然揮發與定容控制；5)應用液相色譜質譜技術分析二甲基亞硝胺，取得測定結果。本發明方法與國際上現有的測試方法相比，該方法具有快速、簡便，有毒有害有機溶劑使用量很少，分析準確等特點。

（2）一種飲用水中亞硝胺類化合物的串聯固相萃取方法（申請號：201210008862.X）本發明公開了一種飲用水中亞硝胺類化合物的串聯固相萃取方法。它的步驟如下：1）串聯固相萃取柱的制作：將200mg/6ml的OasisHLB小柱和2g/6ml的Coconutcharcoal活性炭SPE小柱，利用連接頭上下順次組裝成串聯固相萃取柱并安裝于固相萃取裝置上；2）亞硝胺類化合物的固相萃取包括用甲醇、二氯甲烷活化，水樣過柱，氮氣流干燥，二氯甲烷洗脫，氮吹濃縮等五個過程。本發明方法對飲用水中9種亞硝胺類化合物均有較高的回收率高且穩定性好、操作簡便，解決了現有固相萃取方法只能萃取一種或幾種極性相近亞硝胺化合物的問題，可為準確測定飲用水中多種亞硝胺類消毒副產物的濃度水平提供技術支持。

這些專利申請都是針對亞硝胺的檢測技術，與本申請的亞硝胺前體物的解析技術在研究對象、技術手段上都不相同。

由于亞硝胺前體物來源十分復雜，既包括天然有機物，也包括污水廠出水有機物、工業和生活污水、部分藥品和個人護理品、部分化工原料、水處理工藝使用的季銨鹽絮凝劑和離子交換樹脂等；同時，亞硝胺前體物的濃度水平一般為幾十至幾千ng/L，分析測試需要使用十分昂貴的氣相色譜-串聯質譜或者液相色譜-串聯色譜，目前只有少數科研單位可以開展。

因此，廣大水處理企業和研究機構需要建立一種方便有效的亞硝胺前體物的解析技術，來獲得這些前體物的極性、帶電性等基本物化信息，并為開發針對性的處理技術提供依據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用不同極性固相萃取小柱解析亞硝胺前體物的方法，以實現對水中來源復雜、濃度水平很低的亞硝胺前體物進行分析，獲得對水處理工藝有指導意義的基本理化特性。

本發明的特征之一在于：在解析水中亞硝胺前體物的基本極性特性時，依次采用以下步驟：

步驟（1），對選定的非極性十八烷烴固相萃取小柱（簡稱C18小柱）進行預處理：

先用色譜純甲醇來清洗，再用電阻達到18兆歐姆的高純水清洗所述C18小柱，一直到小柱出水中溶解性有機碳（簡稱DOC）濃度小于0.2mg/L為止。