【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于饮用水消毒，尤其涉及页岩气生产废水中无机离子对饮用水卤代消毒副产物生成影响的分析方法。
技术介绍
1、页岩气作为一种非常规天然气，在开采过程会产生大量废水。饮用水消毒虽然大大减少了饮用了受细菌病毒等致病微生物污染的饮用水造成的疾病的公共健康风险，然而,饮用水消毒杀菌的同时伴随着消毒剂与源水中天然物有机物(natural organicmatter，nom)及其他人工合成有机物反应产生种类繁多的消毒副产物(disinfection by-products,dbps)。因此，进一步分析页岩气勘探开发产出废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成的影响程度有重要的意义。
2、页岩气生产废水具有高盐度(例如卤化物)、高浓度有毒金属的特点，但目前围绕页岩气废水影响饮用水中卤代消毒副产物形成的分析国内外极少见诸报道，已有研究仅围绕溴离子、碘离子等卤素离子角度探索了对某几类受控脂肪族dbps(如三卤甲烷类thms、卤乙酸类haas)、部分碘酚类dbps生成的影响，对大多数极性新兴dbps以及整体体卤代dbps分布特征的研究尚且不足。除此之外，虽已有大量文献报道了金属离子对dbps生成影响，但仅局限于少数几种常规的脂肪族类卤代dbps(如thms、haas)，极少人关注溴污染存在下，金属离子浓度对不同有机前驱体溴代dbps及新兴卤代dbps的整体生成情况，并且缺乏相应含dbps混合物的水样综合细胞毒性数据分析。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了页岩气
2、本专利技术是这样实现的，一种页岩气生产废水中无机离子对饮用水卤代消毒副产物生成影响的分析方法，将页岩气生产废水配置成不同掺入比的饮用水水样，模拟受不同程度废水污染的饮用水，分别通过气相色谱-电子捕获检测器(gc-ecd)、超高效液相色谱/电喷雾电离-三重四级杆质谱联用仪(uplc-tqms)、总有机卤素分析仪(tox)测量水样中常规脂肪族类dbps(例如thms)、极性强的dbps以及整体卤代dbps的生成水平，运用动物中国仓鼠卵巢细胞毒性试验系统地对水样进行综合毒性比较，分析页岩气生产废水对饮用水样形成dbps的影响因素以及对人体健康产生的潜在威胁。
3、首先，选取合成生产废水以0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％的体积百分比掺入模拟水样中，模拟页岩气田生产废水排放到受纳水体被稀释的情况。
4、进一步，使用hach便捷式比色计测定余氯，添加化学计量比为105％0.1mol/l硫代硫酸钠溶液猝灭余氯终止消毒反应；各取25ml猝灭后的水样于50ml具塞玻璃比色管，萃取水样中的thms和haas；取40ml水样，用1mol/l稀硝酸酸化至ph<2，贮存于4摄氏度冰箱用于tox水样分析；剩余水样取800ml进行液液萃取、旋转蒸发以富集水样中的dbps用于uplc/esi-tqms测定。
5、进一步，常规脂肪族类消毒副产物包括挥发性和非挥发性消毒副产物，共有12种氯代消毒副产物(cl-dbps)和溴代消毒副产物(br-dbps)，分别为三氯甲烷(tcm)、一氯二溴甲烷(cdbm)、一溴二氯甲烷(bdcm)、三溴甲烷(tbm)、二氯乙酸(dcaa)、三氯乙酸(tcaa)、一氯一溴乙酸(bcaa)、一氯二溴乙酸(cdbaa)、一溴二氯乙酸(bdcaa)、一溴乙酸(mbaa)、二溴乙酸(dbaa)、三溴乙酸(tbaa)。这些常规脂肪族类消毒副产物通过gc-ecd来进行测定。
6、进一步，采用esi-tqms中前体离子扫描模式，通过设置质荷比m/z为35/37、79/81和126.9建立快速且具有选择性检测饮用水样品中已知或未知含氯、含溴、含碘极性化合物的方法。
7、进一步，利用哺乳动物中国仓鼠卵巢细胞，比较氯消毒不同掺入比0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％下模拟水样的总体细胞毒性，通过回归分析，拟合绘制细胞毒性浓度-响应曲线。
8、页岩气生产废水中无机离子对饮用水卤代消毒副产物生成影响的测定方法，选取nom、单宁酸、柠檬酸三种dbps有机前驱体，分析在低溴水体中，ca2+、mg2+、ba2+、sr2+四种金属离子对氯消毒卤代dbps的生成分布规律及机制影响，运用体外哺乳动物细胞毒性试验评估比较水样dbps整体毒性。
9、进一步，溴离子存在时，ca2+、mg2+、ba2+、sr2+金属离子以不同掺入比0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％分别加入不同前驱体水样。
10、进一步，首先分析了氯消毒反应24小时后水样中游离氯消耗情况，其次，通过水样中常规类dbps的整体生成特征的研究，最后，基于受金属离子影响下不同模拟水样的综合细胞毒性效应对比。
11、进一步，利用哺乳动物中国仓鼠卵巢细胞，选取ca2+、mg2+、ba2+、sr2+金属离子混合掺入比0％、0.2％及1％为例，比较了氯反应后不同有机前体水样的总体有机提取物的细胞毒性，通过回归分析，拟合绘制细胞毒性浓度-响应曲线。
12、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
13、第一，本专利技术综合分析氯消毒模拟饮用水受页岩气生产废水排放影响下，常规与极性新兴dbps，以及整体卤代dbps的生成分布特征，运用仓鼠卵巢细胞毒性试验对综合水样进行毒性比较，明确页岩气生产废水影响水源水经消毒形成dbps的作用程度。
14、本专利技术从页岩气生产废水及天然水体常见有机物角度出发，分析比较低溴污染下若干金属离子对不同类别有机物作为前驱体消毒过程中产生dbps在生成潜能及相关机理的差异，基于不同有机污染物的整体细胞毒性效应，为优先筛选控制污染清单提供有价值的理论依据。
15、第二，本专利技术通过合适的前处理手段，模拟页岩气废水掺入到水源水中，消毒后分别通过gc-ecd、uplc-tqms、tox分析仪测量水样中常规脂肪族类dbps(例如thms)、极性强的dbps以及整体卤代dbps的生成水平，运用动物中国仓鼠卵巢细胞毒性试验系统地对水样进行综合毒性比较，分析页岩气生产废水对饮用水样形成dbps的影响因素以及对人体健康产生的潜在威胁。基于此技术流程能够良好的表征页岩气废水进入水源水后产生的dbps种类和含量，且表征页岩气废水产生dbps的潜在健康风险。
16、第三，本专利技术的技术方案填补了国内外业内技术空白：
17、页岩气做为一种替代能源在国内外都受到了广泛的关注，近年来随着页岩气的开发利用，其开采过程中产生的废水对水源水的污染问题会对人体健康造成潜在的威胁，这引起了业内人士的广泛关注。目前关于页岩气废水进入水源水消毒后产生的dbps并没有系统的研究与表征方式，本专利技术通过合适的前处理手段以及不同化学分析仪器的特征，综合性的表征出页岩气废水进入水源水后产生的dbps种类和含量，且通过中国仓本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，选取合成生产废水以0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％的体积百分比掺入模拟水样中，模拟页岩气田生产废水排放到受纳水体被稀释的情况。
3.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，使用HACH便捷式比色计测定余氯，添加化学计量比为105％0.1mol/L硫代硫酸钠溶液猝灭余氯终止反应；各取25mL猝灭后的水样于50mL具塞玻璃比色管，萃取水样中的THMs和HAAs；取40mL水样，用1mol/L稀硝酸酸化至pH<2，贮存于4℃冰箱用于TOX水样分析；剩余水样取800mL进行液液萃取、旋转蒸发以富集水样中的DBPs用于UPLC/ESI-tqMS测定。
4.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，常规类脂肪族类DBPs包括挥发性和
5.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，采用ESI-tqMS中前体离子扫描模式，通过设置质荷比m/z为35/37、79/81和126.9建立快速且具有选择性检测饮用水样品中已知或未知含氯、含溴、含碘极性化合物的方法。
6.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，利用哺乳动物中国仓鼠卵巢细胞，比较氯消毒不同掺入比0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％下模拟水样的总体细胞毒性，通过回归分析，拟合绘制细胞毒性浓度-响应曲线。
7.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，选取NOM、单宁酸、柠檬酸三种DBPs有机前驱体，分析在低溴水体中，Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+四种金属离子对氯消毒卤代DBPs的生成分布规律及机制影响，运用体外哺乳动物细胞毒性试验评估比较水样DBPs整体毒性。
8.如权利要求7所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，溴离子存在时，Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+金属离子以不同掺入比0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％分别加入不同前驱体水样。
9.如权利要求7所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，首先分析了氯消毒反应24小时后水样中游离氯消耗情况，其次，基于水样中常规类DBPs的整体生成特征，分析不同浓度的金属离子的抑制或促进的作用效果，最后，基于受金属离子影响下不同模拟水样的综合细胞毒性效应对比。
10.如权利要求7所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，利用哺乳动物中国仓鼠卵巢细胞，选取Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+金属离子混合掺入比0％、0.2％及1％为例，比较了氯反应后不同有机前体水样的总体有机提取物的细胞毒性，通过回归分析，拟合绘制细胞毒性浓度-响应曲线。
...【技术特征摘要】
1.一种页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，选取合成生产废水以0％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％的体积百分比掺入模拟水样中，模拟页岩气田生产废水排放到受纳水体被稀释的情况。
3.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，使用hach便捷式比色计测定余氯，添加化学计量比为105％0.1mol/l硫代硫酸钠溶液猝灭余氯终止反应；各取25ml猝灭后的水样于50ml具塞玻璃比色管，萃取水样中的thms和haas；取40ml水样，用1mol/l稀硝酸酸化至ph<2，贮存于4℃冰箱用于tox水样分析；剩余水样取800ml进行液液萃取、旋转蒸发以富集水样中的dbps用于uplc/esi-tqms测定。
4.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，常规类脂肪族类dbps包括挥发性和非挥发性消毒副产物，共有12种氯代消毒副产物和溴代消毒副产物，分别为三氯甲烷、一氯二溴甲烷、一溴二氯甲烷、三溴甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸、一氯一溴乙酸、一氯二溴乙酸、一溴二氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸、三溴乙酸。
5.如权利要求1所述的页岩气生产废水中无机离子对饮用水氯消毒副产物生成影响的分析方法，其特征在于，采用esi-tqms中前体离子扫描模式，通过设置质荷比m/z为35/37、79/81和126.9建立快速且具有选择性检测饮用水样品中已知或未知含氯、含溴、含碘极性化合物的方法。
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨梦婷，刘焱，黄景雄，高健发，盛赞，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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