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1研究背景我国淡水资源短缺,人均占有量不足世界人均占有量的三分之一。为了解决水资源匮乏问题,我国高度重视海水淡化科技研发和海水资源利用。近年来,我国海水淡化工程总体规模稳步增长,截至2017年年底,全国己建成海水淡化工程136个,产水规模118.91万吨/天。添加海水淡化水处理剂是影响淡化水卫生安全的因素之一,未来经过处理后的海水淡化水有望直接接入市政管网供饮用。因此,开展海水淡化水卫生安全性评价非常必要。开展饮用水水处理剂卫生安全性评价,针对水处理剂样品中杂质元素的分析,通常依据《生活饮用水卫生标准》(GB/T 5749-2006)和《生活饮用水化学处理剂卫生安全性评价》(GB/T 17218-1998)。由于海水淡化水处理剂本身物理、化学特性不同于传统的饮用水水处理剂,目前我国针对海水淡化水处理剂中杂质元素测定方法的研究尚需加强。开展海水淡化水卫生安全性评价,除了关注加入水处理剂之后,淡化水中可能的残留物质,还应关注水处理剂本身可能带来的健康影响。2研究目的(1)采用微波消解-电感稱合等离子体质谱技术(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)和离子色谱技术(Ion Chromatography,IC)分别对典型海水淡化水处理剂中金属和类金属、水溶性离子等杂质进行测定,建立海水淡化水处理剂杂质试验分析方法。(2)采用ICP-MS和IC分别对海水淡化水中金属和类金属、水溶性离子等杂质进行测定,评价海水淡化水的卫生安全性,为制定淡化水相关标准提供依据。3研究方法(1)研究ICP-MS用于海水淡化水处理剂中金属和类金属杂质元素的分析方法。海水淡化水处理剂样品采用微波消解方法进行处理,处理后的试液采用ICP-MS—次进样同时测定其中111种金属和类金属杂质元素的含量:As、Pb、Be、Cd、Ba、Se、Sb、Cr、T1、Ag.、Cu。(2)研究IC用于海水淡化水处理剂中水溶性离子的分析方法。采用水浴浸提并过滤的方式对海水淡化水处理剂样品进行预处理,处理后的试液采用IC 一次进样同时测定聚合阻垢剂、消泡剂中11种阴阳离子的含量(F-、Cl-、NO3-、PO43、SO42-、Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)。(3)将建立的试验方法分析16种典型海水淡化水处理剂中金属和类金属、水溶性离子的含量水平。(4)选择使用聚合阻垢剂、消泡剂的海水淡化水厂,采集经海水淡化水处理剂处理后的海水淡化水,对4个不同取水点的海水淡化水中金属和类金属、水溶性离子进行分析,参照GB/T 5749-2006和GB/T 17218-1998进行评价。4结果(1)ICP-MS测定海水淡化水处理剂111种元素的线性相关系数均优于0.9990,检出限范围为0.0001 μg/g～0.0050βμg/g,定量限范围为0.0004μg/g～0.017 μg/g,加标回收率为83.5%～114.1%,方法精密度为0.7%～6.8%。(2)检测的16种海水淡化水处理剂中Cd、T1和Ag元素均未检出,As和Cu元素的含量范围为4.9～379μμg/g和4.3～119μg/g;Sb和Cr元素的含量范围分别是ND～22.4μg/g和ND～18.0μg/g。剩余Pb、Be、Ba和Se元素的含量范围依次是ND～29.5μg/g、ND～0.4μg/g、12.9～23.8μg/g和60.3～279μg/g。(3)IC测定海水淡化水处理剂11种离子的线性相关系数均在0.9990左右,检出限范围为0.0002mg/g～0.0028mg/g,定量限范围为0.0006mg/g～0.0093mg/g,加标回收率为87.5%～112.3%,方法精密度为 1.5%～4.5%。(4)16种海水淡化水处理剂产品中,Cl-的含量范围是ND～37.2mg/g;P043-的含量范围为ND～18.6mg/g;S042-、F和N03-的含量范围依次是ND～34.9mg/g、ND～1.90 mg/g和ND～8.62mg/g;Li+、Na+的含量范围分别是ND～27.7mg/g 和ND～93.4mg/g;NH4+、K+、Mg2+、Ca2+的含量范围为ND～5.08 mg/g、ND～8.38 mg/g、ND～1.82 mg/g和ND～3.49 mg/g。(5)Wl-W44个取水点海水淡化水中Sb、Pb、Be、Cd、Cr、Tl和Ag元素均未检出;4个取水点海水淡化水中均检测到了Ba元素,浓度分别是36.2、35.4、35.4和40.8μg/L,均符合GB/T 5749-2006的规定;As和Se元素浓度依次为15.8、10.1、10.7、72.5μg/L和30.4、31.3、31.4、35.7μg/L,均超出了GB/T5749-2006的规定。反渗透阻垢剂中As和Se元素含量分别为22.2μg/g和241μg/g,海水淡化水检测结果显示As和Se元素含量全部超出了GB/T5749-2006的规定。4个取水点海水淡化水中Cl-、NO3-、PO43-、SO42_、Li+、Na+、Mg2+均未检出;W2和W4检测到了NH4+,浓度分别为0.05和0.04mg/L,符合GB/T 5749-2006的规定;W1检测出了Ca2+,浓度为0.64mg/L,符合GB/T 5749-2006的规定;W1-W4中均检测到了F-,浓度依次为9.39、2.04、2.04和5.21mg/L,均超出了GB/T 5749-2006的规定。5结论(1)ICP-MS线性良好,精密度好,准确度高,适于海水淡化水处理剂中金属和类金属杂质元素的测定;IC快速简便,灵敏度高,适于海水淡化水处理剂中水溶性离子的测定。(2)4个取水点的海水淡化水检测结果显示:Pb、Be、Cd、Ba、Sb、Cr、Tl、Ag、Cu元素和Cl-、NO3-、P043-、SO42-、Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+均符合GB/T 5749-2006的限值。