摘要：運用GC/MS聯(lián)用技術研究了自來水中痕量有機污染物的種類以及反滲透膜工藝生產(chǎn)純凈水對痕量有機物的去除效果，考察了加熱煮沸對飲用水中有機物的去除效果。結果表明：反滲透工藝可有效去除自來水中多數(shù)有機物尤其是全氟化合物；加熱可大幅降低飲用水中有機物的含量。
　　
關鍵詞：飲用水　有機物污染物　GC/MS　反滲透　加熱煮沸

飲用純凈水是以符合生活飲用水衛(wèi)生標準的水為原料，通過電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法及其他適當?shù)募庸し椒ㄖ频玫�，密封于容器中且不含任何添加物可直接飲用的水[1]。 眾所周知，近十年中隨著人們生活水平的提高，人們對飲用水的要求越來越高，國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749－2006）新標準已于2007年7月1日起實施，新標準中的飲用水水質(zhì)指標由原標準的35項增至106項，其中有機化合物指標增加了48項[2][3]，足見人們對飲用水安全的重視。比自來水更為清潔安全的純凈水在生活中隨處可見，并且還在向著更普遍更高質(zhì)量的方向發(fā)展[4]。純凈水的感官，理化，微生物等常規(guī)指標的達標已經(jīng)不再困難。但是，近些年人工合成有機化合物的大量使用，使得越來越多的濃度不高危害卻很大的有機污染物在飲用水源中被發(fā)現(xiàn)[5]，饒俊等人研究表明，近年來隨著工業(yè)的迅速發(fā)展， 我國飲用水源地受有機物污染越來越嚴重[6]。曹波等人用GC/MS法在嘉陵江水源地檢出了鄰苯二甲酸酯類與PAHs等有機污染物[7]。而關于反滲透工藝生產(chǎn)的飲用水中有機物的研究卻鮮有報道。據(jù)報道反滲透工藝能有效地去除有機污染物，對微污染水源的自來水進行深度處理，效果理想[8][9]。本文以某純凈水廠為例，對其反滲透工藝出水中有機物進行定性研究。

一、材料與方法

1、儀器與試劑

瓦里安GC3800/MS4000氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國；DB-5MS石英毛細管色譜柱(30m×0125mm×0125μm)，美國；固相萃取裝置，天津艾維歐科技發(fā)展有限公司；C18固相萃取小柱，天津琛航科技有限公司；二氯甲烷（農(nóng)殘級），比利時ACROS ORGANICS公司；甲醇（農(nóng)殘級），美國FISHER SCIENTIFIC 公司；無水硫酸鈉（優(yōu)質(zhì)純），天津江天化工有限公司；硫代硫酸鈉（優(yōu)質(zhì)純），天津江天化工有限公司。

2、水樣采集與前處理

純凈水取自某純凈水廠，該水廠采用自來水為原水，工藝流程如下：

自來水－砂濾器－活性炭過濾器－精密濾器－離子交換柱－保安過濾器－RO膜裝置－臭氧殺菌裝置－沖瓶、灌裝、旋蓋組合機－噴碼機－成品。

自來水符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》，成品純凈水符合GB17324-1998《瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標準》。2009年5月采集水樣，原水（自來水）2L，反滲透出水4L。采樣瓶用鉻酸洗液浸泡過夜，水樣充滿采樣瓶頂部不留空間和氣泡，每1000ml樣品中加入80mg硫代硫酸鈉，4℃保存待用。

采用固相萃取的方法富集水中有機污染物，所用小柱為C18固相萃取柱，C18柱在使用前依次用二氯甲烷、甲醇、蒸餾水各5mL活化平衡，調(diào)節(jié)真空度，使2L水樣以10mL/min流速過柱，高純氮氣吹干小柱后，采用10mL二氯甲烷分3次淋洗。洗脫液先通過裝有5-6g無水硫酸鈉的干燥柱后用K-D濃縮器承接，然后用柔和高純氮氣吹蒸濃縮至1mL備分析[10]。

3、分析方法

色譜分析條件：進樣口溫度280℃，初始柱溫60℃，保持1min，以10℃/min升至250℃，保持10min。氦氣流速1.0ml/min，分流比10：1，進樣量1微升。

質(zhì)譜分析條件：離子源溫度200℃，GC和MS接口溫度280℃，溶劑延遲3min，采用FULLSCAN方式掃描，m/z從50到500。

二、結果與討論

1、原水（自來水）與反滲透出水（純凈水）揮發(fā)性有機物比較

原水（自來水）和反滲透出水（純凈水）中的殘留有機物的情況可以發(fā)現(xiàn)純凈水中的殘留有機物種類遠遠低于自來水中的殘留有機物。

兩水樣譜圖中各峰經(jīng)計算機譜庫檢索匹配后，去除色譜柱引入的固定相和有機溶劑引入的空白干擾，在原水（自來水）中共檢測到主要有機污染物27種，可信度在60%以上有15種（表一具體列出）。在檢測到的27種有機物中，羧酸類1種，酯類7種，醇、酚類6種，醛、酮類2種，酰胺類1種，芳烴類8種，全氟化合物2種。其中包括鄰苯二甲酸酯類及PAHs等物質(zhì)。

在反滲透出水（冷純凈水）中共檢測出主要有機物14種，可信度在60%以上的僅有5種。在檢測到的14種有機物中，酯類3種，醇、酚類3種，醛、酮類2種，芳香類6種。

定性分析結果表明純凈水的反滲透生產(chǎn)工藝對痕量揮發(fā)性有機物有良好的去除效果。原因可能是系統(tǒng)中的一些操作單元如砂濾過程對有機微污染物有一定的吸附作用，此外從理論上講反滲透膜在高于溶液滲透壓的作用下，只有水分子通過而其他物質(zhì)不能透過半透膜，而將這些物質(zhì)和水分離開來，從而達到去除有機微污染物的效果[11]。但是如何解釋此分析結果所得酯類3種，醇、酚類3種，醛、酮類2種，芳香類6種共計14種有機物的產(chǎn)生渠道需進一步研究。

而在自來水中檢測到的兩種全氟化合物，是一類新型有機污染物，它具有疏油、疏水特性，在環(huán)境中可以長期穩(wěn)定存在，其環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了人們的廣泛關注，其研究也已成為近年環(huán)境科學和分析化學的熱點[12]。

在純凈水中沒有再檢測到全氟化合物，說明反滲透純凈水工藝對全氟化合物有良好的去除效果。原水（自來水）與反滲透出水（純凈水）中檢測到的可信度大于60%的有機物可以清晰的看出，自來水經(jīng)反滲透處理后可信度在60%以上的揮發(fā)性有機物也由15種減少到7種。以上數(shù)據(jù)可以初步說明純凈水反滲透生產(chǎn)工藝對揮發(fā)性有機物有一定的去除效果。

2、常溫純凈水與煮沸過的純凈水揮發(fā)性有機物比較

為了考查純凈水加熱飲用必要與否，本實驗研究了加熱煮沸后純凈水中有機物的變化。實驗結果表明，加熱煮沸過程對揮發(fā)性有機物有一定的去除效果。本試驗采用峰面積半定量的方式對煮沸前和煮沸后的純凈水中揮發(fā)性有機物的含量進行評價。

經(jīng)計算機圖庫匹配結果，可知有機物種類沒有太大變化，但在數(shù)量（以峰面積表示）上均有所減少。去除率最大的有66.2%，去除率最小的也有20.2%。具體數(shù)據(jù)見表2。

由以上數(shù)據(jù)可知，各殘留有機物的峰面積均有不同程度的減少。由于檢測到的殘留有機物都是低沸點的揮發(fā)性有機物，所以煮沸過程對此類有機物有去除效果。從這個角度看，飲用水加熱飲用值得提倡。

三、結論

(1) 反滲透工藝生產(chǎn)純凈水對殘留有機物有良好的去除效果。檢測到的有機物由原水（自來水）中的27種，降低到反滲透出水（純凈水）的14種，檢測到的有機物可信度在60%以上的由原水（自來水）中的15種，降低到反滲透出水（純凈水）的7種。

(2) 加熱煮沸可減少純凈水中殘留有機物的量。檢測到的有機物的峰面積都有不同程度的減少，去除率最大的有66.2%，去除率最小的也有20.2%。對于揮發(fā)性有機污染物，加熱煮沸是一種便捷有效的方法。從殘留有機物角度來看，中國人習慣喝熱水是一個很好的習慣，值得提倡。

(3) 在自來水檢測的過程中發(fā)現(xiàn)兩種全氟化合物，在純凈水中沒有再檢測到全氟化合物，說明反滲透生產(chǎn)純凈水工藝對全氟化何物有良好的去除效果。

(4) 從理論上講反滲透膜在高于溶液滲透壓的作用下，只有水分子通過而其他物質(zhì)不能透過半透膜，如何解釋此分析結果所得酯類3種，醇、酚類3種，醛、酮類2種，芳香類6種共計14種有機物的產(chǎn)生渠道需進一步研究。

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