[發明專利]一種測定臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的方法

有效

• 申請號: 201810800002.7
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109115901B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 楊兢欣;劉鴻
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/96;C02F1/78
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發明提供了一種測定臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的方法，所述方法包括如下步驟：(1)測定待測水的碳酸根/碳酸氫根總濃度、pH值、溴離子濃度、UV₂₅₄和總有機碳；(2)配制模擬水，所述模擬水的pH值、溴離子濃度、UV₂₅₄、總有機碳和羥基自由基捕獲能力與待測水相等，且所述模擬水不含有碳酸根/碳酸氫根；(3)向待測水和模擬水中分別投加臭氧進行反應；(4)檢測反應后待測水和模擬水中的溴酸鹽濃度。所述方法能夠準確檢測臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的濃度，操作簡便。有利于更加準確評估臭氧高堿度水體時溴酸鹽的生成風險，有利于進一步開發效果更好的水體中溴酸鹽控制技術，可適用于各種實際水體。

技術領域

本發明涉及水處理領域，具體涉及一種測定臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的方法。

背景技術

目前，臭氧工藝在飲用水消毒、有機微污染物氧化降解以及工業廢水處理等領域得到廣泛應用。

臭氧工藝在處理含溴水體時會面臨溴酸鹽超標的風險。溴酸鹽是世界衛生組織(WTO)認定的2B級潛在致癌物質，因而我國的《生活飲用水衛生標準》和歐美許多國家的飲用水標準均將其最大限閾值設定在10μg/L。因此，如何測定臭氧體系中不同途徑生成溴酸鹽對于評估和控制臭氧工藝中的溴酸鹽超標風險具有十分重要的意義。

碳酸根/碳酸氫根是水中十分常見的離子，其在地下水中的含量很高。以往的研究發現，碳酸根/碳酸氫根對臭氧體系中溴酸鹽的生成具有促進和抑制的雙重效應。一方面，碳酸根/碳酸氫根會捕獲臭氧體系中生成的羥基自由基從而抑制其羥基自由基途徑生成的溴酸鹽。另一方面，碳酸根/碳酸氫根與羥基自由基反應產生的碳酸根自由基可以促進溴酸鹽的生成。因此，定量臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成的溴酸鹽對于評估和控制臭氧工藝中的溴酸鹽超標風險具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種測定臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案：一種測定臭氧體系中碳酸根自由基途徑生成溴酸鹽的方法，包括如下步驟：

(1)測定待測水的碳酸根/碳酸氫根總濃度、pH值、溴離子濃度、UV₂₅₄和總有機碳；

(2)配制模擬水，所述模擬水的pH值、溴離子濃度、UV₂₅₄、總有機碳和羥基自由基捕獲能力與待測水相等，且所述模擬水不含有碳酸根/碳酸氫根；

(3)向待測水和模擬水中分別投加臭氧進行反應；

(4)檢測反應后待測水和模擬水中的溴酸鹽濃度。

所述待測水和模擬水中的溴酸鹽濃度之差即為碳酸根自由基途徑生成的溴酸鹽濃度。

其中測定待測水pH值是為了確定水中碳酸根/碳酸氫根的電離平衡，從而根據測得的碳酸根/碳酸氫根總濃度分別確定待測水中的碳酸根的濃度和碳酸氫根的濃度，進而確定待測水中的碳酸根/碳酸氫根對羥基自由的捕獲能力。

為了方便所述方法的應用，圖1即為pH為3-12的范圍內，具有相同的羥基自由的捕獲能力的叔丁醇與碳酸根/碳酸氫根總濃度的摩爾比值隨pH變化的曲線圖。具有相同的羥基自由的捕獲能力的叔丁醇與碳酸根/碳酸氫根總濃度的摩爾比值在確定pH值條件下，可以通過計算得出。

優選的，步驟(2)中配制所述模擬水的方法為：利用純水配制模擬水；包括以下步驟：向純水中加入溴化鹽使溴離子濃度與待測水相等，加入叔丁醇使叔丁醇和待測水中的碳酸根/碳酸氫根具有相同的羥基自由基捕獲能力，加入有UV₂₅₄吸收的有機物使UV₂₅₄與待測水相等，再加入無UV₂₅₄吸收的有機物使總有機碳與待測水相等；用無機酸或者無機堿調節pH值使pH值與待測水相等，即得模擬水。