《飲用天然礦泉水》（GB 8537-2008）國標(biāo)規(guī)定，除臭氧外，礦泉水在水處理中不允許添任何物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)消毒和處理。 但當(dāng)用臭氧對(duì)含有溴離子的原水消毒時(shí)，可以形成消毒副產(chǎn)物（DBP）溴酸鹽，它是一種 2B 級(jí)潛在致癌物，具有一定 DNA 和染色體水平的遺傳毒性[1]。 因此，GB 8537-2008 規(guī)定，我國礦泉水中溴酸鹽限值為 10 μg/L。 調(diào)查結(jié)果顯示，我國礦泉水存在溴酸鹽超標(biāo)問題[2-5]。 張永清等[6]對(duì) 2008年 1 月 至 2010 年 9 月 《 飲用天然礦泉水 》 （GB8537-2008） 國標(biāo)實(shí)施前后礦泉水中溴酸鹽含量調(diào)查 發(fā) 現(xiàn)，2008 年 1 月至 2009 年 9 月國 標(biāo) 實(shí) 施 前，520 份（來自 59 家企業(yè)）礦泉水成品水中溴酸鹽超標(biāo)率為 42.12%；2009 年 10 月至 2010 年 9 月國 標(biāo)實(shí)施后，105 份（來自 46 家企業(yè)）礦泉水成品水中溴酸鹽超標(biāo)率為 18.10%。國標(biāo)的實(shí)施使溴酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn)，但仍然存在。 因此，隨著我國瓶（桶）裝飲用水尤其是礦泉水的迅猛發(fā)展， 再加上水質(zhì)復(fù)雜，解決臭氧消毒副產(chǎn)物溴酸鹽問題刻不容緩。溴酸鹽的控制可從控制溴酸鹽的形成和溴酸鹽形成后去除兩個(gè)方面進(jìn)行[7]。
其控制方法主要有加氨、降低 pH 值、氯氨工藝、優(yōu)化臭氧化條件、活性炭 （Granular Activated Carbon，GAC）、紫 外 光 （UV）輻射和加鐵（Fe（Ⅱ））等方法[8]。 其中，加氨、降低 pH值、氯氨工藝和優(yōu)化臭氧化條件為控制溴酸鹽形成的方法，而 GAC、UV 輻射和加鐵則屬于溴酸鹽形成后去除的控制方法。 本研究在前人優(yōu)化臭氧投加方式[9]和縮短臭氧接觸時(shí)間條件[10]的基礎(chǔ)上，采用對(duì)添加不同濃度溴離子的水進(jìn)行臭氧氧化的方法，研究了臭氧濃度、溴離子濃度和水質(zhì)等對(duì)消毒副產(chǎn)物溴酸鹽生成的影響，為礦泉水生產(chǎn)中解決溴酸鹽控制技術(shù)難題提供數(shù)據(jù)支撐。
1.材料
1.1 材料與設(shè)備
1.1.1 供試用水1）礦泉水1、礦泉水2 和礦泉水3，廣州市售品牌5 gallon（1 gallon=4.5 L）桶裝水，溴酸鹽質(zhì)量濃度分別為29.28 μg/L、6.04 μg/L 和0.50 μg/L， 溴離子質(zhì)量濃度分別為：1.67 μg/L、6.78 μg/L 和1.23 μg/L； 2）超純水，Millipore 超純水機(jī)制備， 溴酸鹽和溴離子質(zhì)量濃度均為0.50 μg/L；3）自來水，溴酸鹽和溴離子質(zhì)量濃度分別為0.50 μg/L和31.84 μg/L。
1.1.2 試驗(yàn)裝置
如圖1 所示。臭氧反應(yīng)柱， φ5.5 cm×H 120 cm 玻璃柱， 水位高50 cm； 蠕動(dòng)泵；
臭氧發(fā)生器；臭氧檢測(cè)儀。ICS1500 型離子色譜儀，抑制器為ASRS300 型，陰離子分析柱， 陰離子保護(hù)柱， 自動(dòng)進(jìn)樣器；超純水機(jī)。
1.1.3 試劑溴酸鉀和溴化鉀，分析純，廣州化學(xué)試劑廠產(chǎn)品。
圖1 溴酸鹽形成試驗(yàn)裝置圖
1.2 試驗(yàn)方法
向供試用水中分別添加溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，使水中溴離子濃度達(dá)到試驗(yàn)所需濃度，取樣（檢測(cè)溴離子和溴酸鹽濃度），進(jìn)行下一步臭氧氧化試驗(yàn)將含有溴離子的不同樣品水作為原溶液，在蠕動(dòng)泵的作用下流動(dòng)經(jīng)過臭氧反應(yīng)柱。開啟臭氧發(fā)生器，開始臭氧氧化處理，通過調(diào)節(jié)蠕動(dòng)泵流量控制水位高度和臭氧接觸時(shí)間。待系統(tǒng)穩(wěn)定工作10 min后，在取樣口取樣測(cè)定臭氧濃度。通過調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器發(fā)生功率進(jìn)行臭氧濃度控制。當(dāng)臭氧濃度滿足試驗(yàn)要求后在取樣口取樣進(jìn)行溴酸鹽和溴離子測(cè)定。每次平行取兩個(gè)樣本作為重復(fù)。
1.3 測(cè)定方法
1.3.1 臭氧濃度測(cè)定采用國標(biāo)N，N-二乙基-1，4-苯二胺（DPD）（GB11898-89）方法，臭氧與DPD試劑反應(yīng)，使樣品溶液呈紅色，利用便攜式臭氧檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。
1.3.2 溴酸鹽和溴離子測(cè)定采用離子色譜法（GB/T 8538-2008/49.1）測(cè)定。溴酸鹽（以BrO3-計(jì)）和溴離子（以Br-計(jì)）含量在檢測(cè)下限1 μg/L 以下時(shí)，其值認(rèn)為0.5 μg/L（1 μg/L 的1/2）。
2.結(jié)果
本研究結(jié)果顯示，隨著臭氧質(zhì)量濃度和溴離子質(zhì)量濃度的增加，溴酸鹽生成量增加；當(dāng)臭氧質(zhì)量濃度為0.4 mg/L，臭氧作用時(shí)間為5 min 時(shí)，添加溴離子的3 種礦泉水中生成的溴酸鹽量不同，但均大于10 μg/L；CT 值增大導(dǎo)致溴酸鹽生成量大幅增加。因此，可以通過降低臭氧質(zhì)量濃度和溴離子質(zhì)量濃度的方法減少臭氧消毒中溴酸鹽的生成量。
溴酸鹽的生成受臭氧氧化條件和飲用水水質(zhì)影響[11-13]。水溫、pH、溴離子質(zhì)量濃度、臭氧殘留、接觸時(shí)間以及臭氧質(zhì)量濃度的提高均會(huì)導(dǎo)致溴酸鹽生成量的增加，水中存在的有機(jī)物也會(huì)影響溴酸鹽的形成[10]。作者發(fā)現(xiàn)，相同臭氧質(zhì)量濃度和相同臭氧接觸時(shí)間，礦泉水中生成的溴酸鹽量要高于自來水和超純水， 而不同礦泉水生成的溴酸鹽量也不同。也就是說企業(yè)不同，其原水水質(zhì)不同，相同溴酸鹽控制技術(shù)其效果不同。因此，企業(yè)在生產(chǎn)過程中要基于本企業(yè)的水質(zhì)情況，探索出很佳的臭氧氧化條件并結(jié)合其他處理方式進(jìn)行消毒副產(chǎn)物溴酸鹽的控制。
參考文獻(xiàn)：
[ 1 ] 王偉，蔣頌輝，朱惠剛，等. 溴酸鹽的遺傳毒性[J]. 環(huán)境與健康雜志，2003，20（3）：137-138. WANG Wei，JIANG Song-hui，ZHU Hui-gang，et al. Study on the genotoxicity of bromate [J]. Journal of Environment and Health，2003，20（3）：137-138.（in Chinese）
[ 2 ] Xie L，Shang C. A review on bromate occurrence and removal strategies in water supply [J]. Water Science and Technology： Water Supply，2006（6）：131-136.
[ 3 ] 孟凡亞. 礦泉水及檢驗(yàn)培養(yǎng)基國家標(biāo)準(zhǔn)制訂的基礎(chǔ)研究[D]. 北京：中國科學(xué)院研究生院，2007：31.
[ 4 ] 岳銀玲，李淑敏，應(yīng)波，等. 超市中瓶裝礦泉水溴酸鹽含量的調(diào)查[J]. 中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2006，16（6）：677-678. YUE Yin-ling，LI Shu-min，YING Bo，et al. Investigation of bromate in mineral water in the supermarket[J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology，2006，16（6）：677-678.（in Chinese）
[ 5 ] 張書芳，葉冰，張丁，等. 瓶裝飲用水溴酸鹽含量調(diào)查[J]. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2009，36（11）：2149-2150. ZHANG Shu-fang，YE Bing，ZHANG Ding，et al. Investigation of bromate in packaged drinking water [J]. Modern Preventive Medicine，2009，36（11）：2149-2150.（in Chinese）
[ 6 ] 張永清，吳清平，彭飛艇，等. 礦泉水中銅綠假單胞菌及溴酸鹽污染情況分析[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，31（10）：1046-
1047.ZHANG Yong -qing，WU Qing -ping，PENG Fei -ting，et al. Contamination of pseudomonas aeruginosa and bromate in mineral water[J]. Journal of Food Science and Biotechnology，2012，31（10）：1046-1047.（in Chinese）
[ 7 ] 吳清平，張永清，張菊梅，等. 臭氧滅菌機(jī)理及消毒副產(chǎn)物溴酸鹽控制技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 飲料工業(yè)，2009（4）：6-12.WU Qing -ping，ZHANG Yong -qing，ZHANG Ju -mei，et al. Advances in researches on ozone’s bactericidal mechanism and control technologies for DBP bromate[J]. The Beverage Industry，2009（4）：6-12.（in Chinese）
[ 8 ] 張永清，吳清平，張菊梅，等. 活性炭控制礦泉水中溴酸鹽的選型及效果研究[J]. 食品工業(yè)科技，2011，32（4）：65-67． ZHANG Yong-qing，WU Qing-ping，ZHANG Ju-mei，et al. Study on granular activated carbon selection and effect of controlling bromate in mineral water[J]. Science and Technology of Food Industry，2011，32（4）：65-67．（in Chinese）
[ 9 ] 李繼，董文藝，賀彬，等. 臭氧投加方式對(duì)溴酸鹽生成量的影響[J]. 中國給水排水，2005，21（4）：1-4.LI Ji，DONG Wen-yi，HE Bin，et al. Influence of ozone dosing method on bromate production[J]. China Water & Wastewater， 2005，21（4）：1-4.（in Chinese）
[10] Bouland Sandrine，Duguet Jean-Pierre，Montiel Antoine. Minimizing bromate concentration by controlling the ozone reaction time in a full-scale plant[J]. Ozone：Science and Engineering，2004，26（4）：381-388.
[11] Siddiqui Mohamed-s，Amy Gary-l. Factors affecting DBP formation during ozone bromate reactions[J]. Journal American Water Works Association，1993，85（1）：63-72.
[12] Song R，Minear R，Westerhoff P，et al. Bromate formation and control during water ozonation [J]. Environmental Technology，1996，17（8）：861-868.
[13] Krasner Stuart -w，Glaze William -h，Weinberg Howard -s，et al. Formation and control of bromate during ozonation of waters containing bromide[J]. Journal American Water Works Association，1993，85（1）：73-81.
[14] 張永清. 包裝飲用水臭氧滅菌機(jī)理及其消毒副產(chǎn)物溴酸鹽控制技術(shù)研究[D]. 北京：中國科學(xué)院研究生院，2011：39.
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