[发明专利]一种测定臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的方法

说明书

本发明提供了一种测定臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的方法，所述方法包括如下步骤：(1)测定待测水的碳酸根/碳酸氢根总浓度、pH值、溴离子浓度、UV₂₅₄和总有机碳；(2)配制模拟水，所述模拟水的pH值、溴离子浓度、UV₂₅₄、总有机碳和羟基自由基捕获能力与待测水相等，且所述模拟水不含有碳酸根/碳酸氢根；(3)向待测水和模拟水中分别投加臭氧进行反应；(4)检测反应后待测水和模拟水中的溴酸盐浓度。所述方法能够准确检测臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的浓度，操作简便。有利于更加准确评估臭氧高碱度水体时溴酸盐的生成风险，有利于进一步开发效果更好的水体中溴酸盐控制技术，可适用于各种实际水体。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种测定臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的方法。

背景技术

目前，臭氧工艺在饮用水消毒、有机微污染物氧化降解以及工业废水处理等领域得到广泛应用。

臭氧工艺在处理含溴水体时会面临溴酸盐超标的风险。溴酸盐是世界卫生组织(WTO)认定的2B级潜在致癌物质，因而我国的《生活饮用水卫生标准》和欧美许多国家的饮用水标准均将其最大限阈值设定在10μg/L。因此，如何测定臭氧体系中不同途径生成溴酸盐对于评估和控制臭氧工艺中的溴酸盐超标风险具有十分重要的意义。

碳酸根/碳酸氢根是水中十分常见的离子，其在地下水中的含量很高。以往的研究发现，碳酸根/碳酸氢根对臭氧体系中溴酸盐的生成具有促进和抑制的双重效应。一方面，碳酸根/碳酸氢根会捕获臭氧体系中生成的羟基自由基从而抑制其羟基自由基途径生成的溴酸盐。另一方面，碳酸根/碳酸氢根与羟基自由基反应产生的碳酸根自由基可以促进溴酸盐的生成。因此，定量臭氧体系中碳酸根自由基途径生成的溴酸盐对于评估和控制臭氧工艺中的溴酸盐超标风险具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种测定臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案：一种测定臭氧体系中碳酸根自由基途径生成溴酸盐的方法，包括如下步骤：

(1)测定待测水的碳酸根/碳酸氢根总浓度、pH值、溴离子浓度、UV₂₅₄和总有机碳；

(2)配制模拟水，所述模拟水的pH值、溴离子浓度、UV₂₅₄、总有机碳和羟基自由基捕获能力与待测水相等，且所述模拟水不含有碳酸根/碳酸氢根；

(3)向待测水和模拟水中分别投加臭氧进行反应；

(4)检测反应后待测水和模拟水中的溴酸盐浓度。

所述待测水和模拟水中的溴酸盐浓度之差即为碳酸根自由基途径生成的溴酸盐浓度。

其中测定待测水pH值是为了确定水中碳酸根/碳酸氢根的电离平衡，从而根据测得的碳酸根/碳酸氢根总浓度分别确定待测水中的碳酸根的浓度和碳酸氢根的浓度，进而确定待测水中的碳酸根/碳酸氢根对羟基自由的捕获能力。

为了方便所述方法的应用，图1即为pH为3-12的范围内，具有相同的羟基自由的捕获能力的叔丁醇与碳酸根/碳酸氢根总浓度的摩尔比值随pH变化的曲线图。具有相同的羟基自由的捕获能力的叔丁醇与碳酸根/碳酸氢根总浓度的摩尔比值在确定pH值条件下，可以通过计算得出。

优选的，步骤(2)中配制所述模拟水的方法为：利用纯水配制模拟水；包括以下步骤：向纯水中加入溴化盐使溴离子浓度与待测水相等，加入叔丁醇使叔丁醇和待测水中的碳酸根/碳酸氢根具有相同的羟基自由基捕获能力，加入有UV₂₅₄吸收的有机物使UV₂₅₄与待测水相等，再加入无UV₂₅₄吸收的有机物使总有机碳与待测水相等；用无机酸或者无机碱调节pH值使pH值与待测水相等，即得模拟水。