二氧化氯对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响研究

林 丹,冯志强,*,罗 坦,黄志芬

(1.广东省食品工业研究所,广东广州 510308;2. 广东省食品添加剂重点实验室,广东广州 510308;3. 广东省瓶装饮用水行业协会,广东广州 510180)

二氧化氯对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响研究

林 丹1,2,冯志强1,2,*,罗 坦3,黄志芬1,2

(1.广东省食品工业研究所,广东广州 510308;2. 广东省食品添加剂重点实验室,广东广州 510308;3. 广东省瓶装饮用水行业协会,广东广州 510180)

二氧化氯,静态浸泡消毒,PET瓶,瓶装饮用水,消毒副产物

包装饮用水的容器经过二氧化氯消毒降低微生物和其它有害物质含量以保护人体健康。二氧化氯能杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、病毒、真菌、分支杆菌和芽孢等,100mg/kg 的二氧化氯与大肠杆菌接触30s即可达到99.999%的灭菌效果[1];用浓度为50mg/L二氧化氯消毒液作用1min或35mg/L作用 3min,对铜绿假单胞菌、粪链球菌和产气荚膜梭菌杀灭率均达到100%[2]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

2%稳定性二氧化氯、活化剂 广州市九九消毒剂有限公司;500mL PET瓶。

DIONEX ICS-900型离子色谱仪、Chromelen色谱工作站、IonPac AS9-HC(4mm×250mm)阴离子色谱柱、IonPac AG9-HC(4mm×50mm)阴离子保护柱、ASRS300型阴离子抑制器(4mm)、ED50A电化学检测器、手动进样器 购自美国戴安公司;KQ-500DE型数控超声波清洗器 昆山超声波仪器有限公司;溶剂过滤器 天津市津腾实验设备有限公司;0.45μm滤膜 上海摩速科学器材有限公司。

1.2 消毒工艺

1.3 实验设计

1.3.1 单因素及正交实验 选取消毒液浓度、消毒时间、冲洗液量和冲洗次数分别进行单因素实验,考察各因素对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响。根据单因素实验结果生产实际,选择消毒时间、冲洗液量和冲洗次数进行L9(33)正交实验,因素水平表见表1。

表1 因素水平Table 1 Factors and levels

1.3.2 不符合生产规范的工艺模拟 模拟消毒后省略冲洗工艺和在成品水中直接投加二氧化氯两种不符合生产规范的消毒工艺,测定不同浓度消毒液和不同二氧化氯投加量对瓶装饮用水中消毒副产物含量影响。

1.3.3 样品的测定 对广东省内的81个品牌、88个批次的包装饮用水样品进行测定,与实验室模拟工艺的结果进行对比分析。

1.4 分析测定方法

色谱条件:淋洗液9.0mmol/L Na2CO3;流量1.0mL/min;进样量500μL;电导检测器温度30℃;抑制器抑制模式自循环再生模式;抑制器电流100mA;ED 50A电化学检测器。

1.5 数据统计分析

正交实验使用正交设计助手II软件对实验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 标准系列色谱图和标准曲线

图1 标准系列色谱图Fig.1 Chromatogram of standards

2.2 消毒液浓度对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响

图2 消毒液浓度对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响Fig.2 Effect of chlorine dioxide concentration on the DBPs

2.3 消毒时间对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响

图3 消毒时间对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响Fig.3 Effect of disinfecting time on the DBPs

2.4 冲洗液量对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响

图4 冲洗液量对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响Fig.4 Effect of washing water yield on the DBPs

2.5 冲洗次数对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响

图5 冲洗次数对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响Fig.5 Effect of washing amount on the DBPs

2.6 二氧化氯消毒PET瓶工艺优化

根据单因素实验结果生产实际,将消毒剂浓度定为500mg/L,选择消毒时间、冲洗液量和冲洗次数进行L9(33)正交实验,正交实验结果见表2,方差分析见表3。

表2 正交实验结果Table 2 Results of orthogonal experiment

表3 方差分析Table 3 Results of variance analysis

注:*差异显著p<0.05。

2.7 不符合生产规范工艺对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响

图6 省略冲洗工艺对成品水中消毒副产物残留量影响Fig.6 Effect of non-washed process on DBPs

图7 成品水中直接添加二氧化氯对瓶装饮用水中消毒副产物残留量的影响Fig.7 Effect of adding chlorine dioxide on DBPs

2.8 样品的测定

表4 样品的测定结果Table 4 Results of samples

3 结论

[1]蔡慧农,汤凤霞. 稳定性二氧化氯及其在食品工业中的应用[J]. 食品工业科技,2003,24(4):92-94.

[2]宋金武,邓金花,陈维等. 二氧化氯对矿泉水卫生指标菌杀灭效果的观察[J]. 中国消毒学杂志,2012,29(5):384-388.

[3]齐春华,张颖,王化勇. 用离子色谱法同时测定生活饮水中溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐[J]. 中国卫生检验杂志,2012,22(10):2284-2287.

[4]路凯,陈亚妍,李士英,等. 二氧化氯特性及其饮水消毒的优缺点[J]. 国外医学:卫生学分册,2000,27(6):364-367.

[5]DBS 44/001—2011.饮用天然山泉水[S]. 广东;广东省卫生厅,2012.

[6]黄君礼. 新型水处理剂——二氧化氯技术及其应用[M].北京:化学工业出版社,2002:529-530.

[7]张鹏,张云,龚广予,等. 二氧化氯在玻璃瓶包装巴氏消毒乳生产中的应用[J]. 乳业科学与技术,2009,4(137):181-184.

[8]World Health Organization. Guideline for drinking water quality[S]. Geneva,Switzerland,2003.

[9]Alexander J,Krynitsky,Richard A. Niemann,et al. Determination of Perchlorate Anion in Foods by Ion Chromatography-Tandem Mass Spectrometry[J]. Center for Food Safety and Applied Nutrition,2004,76(18):5518-5522.

Influence of chlorine dioxide on disinfection by-products of bottle water

LIN Dan1,2,FENG Zhi-qiang1,2,*,LUO Tan3,HUANG Zhi-fen1,2

(1.Guangdong Food Industry Institute,Guangzhou 510308,China;2.Guangdong Provincial Provincial Key Laboratory of Food Additives,Guangzhou 510308,China;3. Bottled Drinking Water Association of Guangdong,Guangzhou 510180,China)

PET bottles were statically disinfected by chlorine dioxide. The disinfecting parameters namely chlorine dioxide concentration,disinfecting time,washing water yield and washing amount were optimized by single factor experiment and orthogonal experiment. Imitating non-conformity GMP process and comparing to practical samples. The results showed that the best effect was obtained when chlorine dioxide concentration 500mg/L,disinfecting time 3 minutes,washing water yield 90mL and washing 2 times,ClO-2and ClO-3were not detected. The samples of non-conformity GMP process detected high ClO-2and ClO-3. There were 8 samples detected ClO-2in 88 packaged drinking water of Canton province,including 2 high residue samples,which greatly exceeds the standard value 200μg/L of DBS 44/001 -2011 .

chlorine dioxide;static disinfection;PET bottle;bottle water;DBPs

2015-03-16

林丹(1988-)，女，硕士，研究方向：食品质量与安全。

*通讯作者:冯志强(1967-)，男，高级工程师，研究方向：食品质量与安全。

TS201.6

A

1002-0306(2015)13-0117-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.016